食品中重金属测定前处理方法简述

食品中重金属测定的前处理方法简述

食品通常是一种有机物，所含成分极其复杂，要准确无误地测定其某种成分，必须经过一定的前处理，去除干扰组分，存留所需成分。由于食物样品的复杂性和不均匀性，在食品分析中，通常将样品转变成透明澄清的溶液，样品溶液的制备方法，大体上可分为两大类，如下所示：

溶解法：水溶解或水浸出、酸性水溶液溶出、有机溶剂溶出、碱性水溶液溶出

消解法：（1）、干法：高温炉灰化法、高压消解罐法、通氧燃烧法、低温灰化法（2）湿法：硝酸—硫酸法、硝酸—高氯酸、硝酸—高氯酸—硫酸、硝酸—过氧化氢、（3）、水解法：加酶水解法、加碱水解法、加酸水解法

一般在原子吸收光谱分析中消解样品常采用高温灰化法、湿法消化法，有时也采用高压消解罐法等。样品处理的一般原则：

（1）、能使被测成分完全分离出来，而且无损失；

（2）、不得引入被测成分和干扰物质；

（3）、样品处理方式适于选定的测定方法；

（4）、消耗试剂少；

（5）、处理方法安全、快速、简便，试剂和器材易得。

下面介绍各种消解方法的特点

一、湿法消解

（1）硝酸—硫酸法

硝酸氧化力强，但沸点低，在样品炭化后易自燃，故将硝酸与硫酸联合使用，既可提高消化液的沸点，也可防止因单用硝酸可能发生的自燃现象。

（2）硝酸—高氯酸法

在一般的消解条件下，除了As、Hg及Cr等少数几个元素外都能定量回收。硝酸—高氯酸法已被誉为经典消解方法而被广泛应用。

硝酸和高氯酸的比例和加入方式而不同的操作者而不同。硝酸比例大，有利于安全、和缓地消化含有大量易被氧化分解的组分的试样。若试样中易分解成分含量不大，多为难氧化的即不容易被硝酸氧化的组分，加大硝酸的量作用不大。

（3）、硝酸—高氯酸—硫酸

在硝酸—高氯酸体系中加入少量硫酸，可以在上述硝酸—高氯酸氧化基础上，提高消化体系的沸点，也进一步提高高氯酸的浓度而增加此体系的氧化力，可以氧化一般情况下不易氧化的样品。其比例一般为3：1：1，由于本消化体系含有硫酸，应注意铅的回收可能因硫酸铅析出而降低回收率。特别是钙含量高的化妆品。

（4）、硝酸—过氧化氢

硝酸—过氧化氢消解体系是很强的氧化剂，适用于脂肪的分解，对于小量样品在较低温度下可以快速完成分解。尚有许多氧化剂组成的其它消化体系，如高氯酸—氯酸钾、过硫酸钾、等，应用不广。

（5）、加压湿消解法

利用压力以提高酸的沸点和加速样品的消解。加压湿消解法，一般来说，有机物未被彻底降解，尤其是具有芳香族结构的组分，因此可能尚不适宜于后继定量方法如极谱和色谱方法。由于样品的分解受试样、消化液（酸）的组成、温度和容器内的压力的影响，因此，根据试样选择适宜的消化液、样品和酸用量、液体体积和罐的容积比，是得到安全的和良好的消解结果的重要因素。样品量因容器而异，一般说容量20mL，样品加入量不应超过0.3～0.5g,

样品和酸的容积不能超过内筒容积的1/2,最好在1/3左右。

讨论：

（1）、使用原子吸收光谱法测定食品中金属元素一般常用硝酸—高氯酸和硝酸—过氧化氢两组试剂进行样品消化，而不采用硫酸。实验证明，使用硝酸—硫酸消化，不仅测定回收率低而且精密度不佳，这可能是由于硫酸介质干扰引起的。所以应尽量回避使用硫酸。在原子吸收分析中，通常采用硝酸盐的酸性溶液作为标准参比溶液，这些盐类很容易溶化和解离，能提供最佳的自由原子浓度。

（2）硝酸虽是较强的氧化剂，但反应比较温和、缓慢、安全，是湿法消化最常用的试剂。另外，样品中被测金属被硝酸氧化后变为硝酸盐，其溶解度大，利于测定。

（3）高氯酸加热到一定程度时，会发生爆炸，使用时必须充分注意。

（4）过氧化氢溶液可以与水任意比例混合。在过氧化氢溶液中不残存微量金属，因为微量金属能催化过氧化氢分解。但通常加入少量磷酸盐作为稳定剂。因此不适于分解测定磷的样品。

（5）三种氧化剂的氧化能力顺序为高氯酸、硝酸、过氧化氢。

（6）湿法消化的优缺点和注意事项：

a、被测金属在消化时损失很小，易挥发的元素也不易损失；

b、适用面广；

c、试剂易得，不需特殊设备；

d、易带入污染，比干法操作麻烦，技术性高，而操作中有一定的危险性

e、所用的器材必须是清洁的，一般用中性洗涤剂洗至不挂水珠后，再用10～20%硝酸浸泡24小时以上，或加热煮沸1～2小时；

f、所用的试剂必须是优级纯或经纯水处理

g、使用高氯酸或过氧化氢消化时，要小心，防止爆炸；

h、样品消化液中残存硝酸必须除净，否则会影响试验；

i、一般样品，尤其是含糖量高的样品最好加合酸后浸泡过夜，使样品易于消化。

二、干法灰化法

高温炉灰化法的一般操作步骤分为干燥、碳化、灰化和溶解灰分残渣几个过程。也可以直接将未经炭化的样品放入（250～350）℃间每小时50℃的升温速度即可达到目的。含有油脂较多的化妆品，也可在350℃维持片刻至烟赶尽后再继续升温。

（1）在高温炉灰化过程中，气化损失因元素在试样中存在形式和元素性质、灰化温度、样品基体成分而异。某些元素的损失则是因其在样品中存在的形式是挥发性的。如NBS果叶中Cr、As、Sb即使在200℃加热24小时，其气化损失也大于20%。

（2）在灰化过程中，待测元素也可以与其周围的无机物反应而转变为易挥发性化合物。如锌、铅与氯化铵共热，生成易挥发的氯化物而损失。如Cd在灰化中被碳化的有机物还原金属镉而挥发。

（3）气化损失因灰化温度而异，温度增高，气化损失一般加剧。此外，样品量与表面积之比也是应注意的问题。

（4）待测元素被残留于于容器壁上不能浸提是造成灰化损失的第二原因。针对灰化时待测元素的挥发与被滞留现象，可以加入一定的化学品以改变试样基体组分，得以改善。为加速有机物分解或增进待测物回收加入的化学品称为“灰化助剂”。目前最常用的灰化助剂有硝酸、硝酸镁、硝酸铝、硝酸钙等硝酸盐，磷酸、硼酸、硫酸、硫酸钾及氧化镁、醋酸镁等。按其作用，灰化助剂可分为以下几类：a、作为辅助氧化剂加速对有机物氧化，硝酸是这类的代表。在灰化快结束时使用，可加速除去尚残留的微量碳分。但如加入过早，即尚有较多的有机物时，往往在再次春化时可导致残渣燃烧和丢失。但测定铬、镉等元素不可使用，因