氢化物发生-原子荧光光谱法测定化妆品中铅含量

氢化物发生-原子荧光光谱法测定化妆品中铅含量

林敏智

【摘 要】建立氢化物发生-原子荧光光谱法测定化妆品中铅含量的方法.通过试验确定了仪器最佳工作参数及最适宜的分析条件.铅标准溶液浓度在0～20 ng/mL范围内,标准曲线具有良好的线性,线性回归方程为,If=97.4245c+4.8182,相关系数r=0.999 8.检出限为0.25 ng/mL,回收率为89.0%～105.8%,测定结果的相对标准偏差不大于3.14%(n=11).

【期刊名称】《化学分析计量》

【年(卷),期】2008(017)006

【总页数】3页(P43-45)

【关键词】氢化物发生-原子荧光光谱法;化妆品;铅

【作 者】林敏智

【作者单位】泉州市产品质量检验所,泉州,362000

【正文语种】中 文

铅是一种具有蓄积性的有害元素，化妆品卫生规范将其列为重要监测项目，目前化妆品卫生规范(2007版)中铅的测定[1]应用的仍是火焰原子吸收分光光度法、微分电位溶出法及双硫腙萃取分光光度法，而氢化物发生-原子荧光光谱法[2-4]测定铅含量具有检出限低、选择性好的优点，且仪器价格低廉，易于普及，但由于铅的氢化物发生条件对酸度要求十分苛刻，稳定性比较差，还未得到广泛的应用。笔者利用氢化物发生-原子荧光光谱法测定了洗发液、浴液、洗面奶、润肤膏霜、润肤乳液、化妆水等化妆品中的铅含量，通过对仪器工作参数及分析条件的选择，确定了仪器最佳工作参数及最适宜的分析条件。分析结果与化妆品卫生规范中的火焰原子吸收分光光度法一致。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

双道原子荧光光度计：AFS-930型，北京吉天仪器有限公司；

乙醇：95%；

铁氰化钾-草酸溶液：100 g/L，称取10.0 g铁氰化钾和2 g草酸,加水溶解并稀释至100 mL,混匀；

硼氢化钾-氢氧化钠溶液:称取2.5 g氢氧化钠,溶于500 mL水中，溶解后加入10

g硼氢化钾,混匀。

铅标准储备液：1.0 mg/mL，国家标准物质研究中心；

铅标准溶液：1.0 μg/mL，精确吸取铅标准储备液,用水逐级稀释至1.0 μg/mL；

铅标准使用液：20 ng/mL，精确吸取铅标准溶液2.0 mL，加入2 mL盐酸及2

mL铁氰化钾-草酸溶液，用水定容至100 mL(用时现配)；

酚酞指示液：10 g/L，称取1 g酚酞，溶于乙醇，用乙醇稀释至100 mL；

实验所用试剂均为分析纯以上(酸均为优级纯)；

实验用水为超纯水。

1.2 实验方法

1.2.1 仪器条件

光电倍增管负高压:270 V；原子化器温度：200℃；原子化器高度：8 mm；铅空心阴极灯灯电流:80 mA；载气：氩气，流量为400 mL/min；屏蔽气：氩气，流量为800 mL/min；延迟时间:1.5 s；读数时间：7 s；注入量：1 mL；测量方式:标准曲线法；读数方式:峰面积；重复次数：1；自动进样：S1：4.00；S2:8.00；S3：12.00；S4：16.00；S5：20.00。

1.2.2 样品处理

称取混合均匀的固体、半固体试样0.20～2.00 g,液体试样2.00～10.00 g(或mL),置于50～100 mL锥形瓶中,加入硝酸-高氯酸(4∶1)混合酸10 mL，浓硝酸2 mL，摇匀浸泡,放置过夜，插上小漏斗置于电热板上加热消解,至消化液呈淡黄色或无色(如消解过程色泽较深,稍冷补加少量硝酸,继续消解)。稍冷加入20 mL水再继续加热赶酸,至消解液呈湿盐状态止。冷却后用少量水转入50 mL容量瓶中,滴加1滴酚酞指示液，用氢氧化钠溶液(10 g/L)调节至中性，加入1 mL浓盐酸，摇匀，再加入1.0 mL铁氰化钾-草酸溶液,用超纯水定容至50 mL。摇匀,放置30 min后测定[5]。同时做试剂空白。

1.2.3 测量

开启计算机及仪器，设定好仪器的最佳条件及样品条件,稳定10～20 min后，先用零管调节反应废液的pH值为8～9，待荧光强度稳定后,转入标准系列的测量,绘制标准曲线,而后转入试样测量,分别测定试样空白和试样处理液，计算出样品中的铅含量。

2 结果与讨论

2.1 灯电流

灯电流对氢化物原子荧光光谱法测量灵敏度有很大影响，随着灯电流的增加，荧光强度增大，灯电流较低时荧光强度值低且不稳定，但灯电流过高影响灯的寿命[6]。试验表明，铅空心阴极灯灯电流在60～90 mA范围比较合适，本实验采用80

mA。

2.2 原子化器高度

原子化器高度过高会导致灵敏度下降，还会降低测定精度；过低将导致气相干扰，同时由于光源射到炉口所引起的反射光过强(表现为较高空白强度)而使检出限变差。因此，原子化器高度一般不小于5 mm。综合以上情况，高度一般在8～10 mm比较合适，本实验采用原子化器高度为8 mm。

2.3 光电倍增管负高压

试验表明，荧光强度随着光电倍增管负高压的增大而增大，但仪器的噪声也相应增大，即增大负高压不能改善仪器的信噪比，因此当灵敏度可以满足要求时应尽可能采用较低的光电倍增管高压。试验证明，负高压在250～300 V范围内比较适宜，本实验采用270 V的负高压。

2.4 载气流速、屏蔽气流速

载气的作用是将氢化物带入石英炉的内管，过高的载气量会冲稀原子的浓度，过低的流速则难以迅速地将氢化物带入石英炉。试验表明，载气流速在300～600

mL/min之间，荧光强度呈上升趋势；在600～800 mL/min之间，荧光强度呈降低趋势。本实验选择载气流速为400 mL/min。

屏蔽气是为了防止周围大气的渗入以保证较高及稳定的荧光效率，一般可采用0.8～1.2 L/min。基于成本考虑，本实验选择0.8 L/min。

2.5 介质酸度

氢化物发生的方法按分析溶液的介质可以分为酸性介质及碱性介质两种，大多数的分析方法采用酸性介质。笔者分别采用盐酸、硫酸、硝酸作为介质进行试验，结果表明盐酸作为介质效果最为理想。分别采用1.0%、1.5%、2.0%、2.5%盐酸作为介质进行试验，盐酸在1.5%～2.0%浓度范围内，荧光强度基本稳定。本实验选择2%盐酸作为介质。

2.6 硼氢化钾浓度

硼氢化钾是氢化物法中最重要的试剂，对方法的灵敏度、准确度和稳定性有很大影响，硼氢化钾浓度对荧光强度的影响如表1所示。 表1 硼氢化钾浓度对荧光强度的影响硼氢化钾浓度/g·L-1荧光强度空白20ng/mL铅标液12ng/mL铅标液10209．239．5/15208．9213．5/20298．01501．5858．325532．92346．31240．030875．63045．91674．2

由表1可以看出，荧光强度随着硼氢化钾浓度的增大而增大，这是因为硼氢化钾量不足，与铅反应生成的氢化物越少，荧光强度越低，但随着硼氢化钾浓度的增大，空白的荧光强度(即背景值)也随之增大，而且过多的氢气也会对石英原子化器中的氩氢焰产生影响，导致火焰不稳定而使信号的重现性变差，仪器基线不平滑，火焰噪声明显增大，信噪比降低。考虑到方法的灵敏度、稳定性、噪音，选择硼氢化钾浓度为20 g/L。

2.7 铁氰化钾加入量对测量的影响

试验了铁氰化钾加入量对荧光强度的影响，如图1所示。

图1 铁氰化钾加入量对荧光强度的影响

由图1可知，铁氰化钾浓度在10～40 g/L时，荧光强度相对稳定，从40 g/L到50 g/L荧光强度值明显增加，当浓度达到50 g/L后荧光强度值又趋于平稳。荧光强度值过高本底值太高，且在酸性条件下，铁氰化钾生成剧毒的氰化钾，故选择铁氰化钾浓度时满足实验要求的情况下越低越好。本实验选择铁氰化钾浓度10 g/L。在铁氰化钾溶液中加入2 g/L草酸，以增加铁氰化钾稳定性，同时掩蔽铋、锰、钼、铝等干扰离子。

2.8 工作曲线与检出限

按上述实验方法测定浓度为0～20 ng/mL系列铅标准溶液。荧光强度If与铅的浓度c具有良好的线性关系，线性回归方程为If=97.424 5c+4.818 2，线性相关系数为0.999 8。连续测定标准空白溶液，计算出铅的检出限为0.25 ng/mL。

2.9 精密度及回收率 根据仪器精密度测定功能，连续11次测定10、20 ng/mL铅标准溶液，其相对标准偏差分别为3.14%、2.55%，精密度试验结果见表2。

表2 精密度测定结果(n=11)铅标准溶液/ng·mL-1测定值/ng·mL-1RSD/%10．0010．14 10．32 9．89 10．54 9．64 9．9510．23 10．11

9．76 9．45 10．053．1420．0020．39 20．46 19．72 19．45 20．86

20．2119．55 19．41 20．20 19．31 19．832．55

在浴液、洗发液、洗面奶、润肤膏霜、润肤乳液、化妆水中加入不同量的铅标准溶液，消化预处理后，按1.2实验方法进行回收试验，结果列于表3。由表3可见，铅的回收率在89.0%～105.8%之间。

3 结论

采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定化妆品中铅含量，解决了化妆品卫生规范中的几种铅含量测定方法普遍存在稳定性差、线性不好、灵敏度低、重现性差的问题。本方法具有线性好、检出限低、操作简便、重现性好、测定结果准确的特点。由于仪器价格较为低廉，是一种适合于推广的方法。但对于含油脂过高或粉质样品，样品前处理最好采用微波消解或压力消解的方法。

表3 回收试验结果试样本底值/ng·mL-1加标值/ng·mL-1测得值/ng·mL-1回收率/%浴液2．555．0010．007．5012．0199．094．6洗发液1．395．0010．005．8410．4089．090．1洗面奶0．405．0010．004．9410．7490．8103．4润肤膏霜1．135．0010．005．7010．3691．492．3润肤乳液0．655．0010．005．9110．88105．2102．3化妆水3．845．0010．009．1312．79105．889．5

参 考 文 献 [1] 李智彪.化妆品卫生规范[M].北京:中国化学工业出版社，2007:198-204.

[2] 唐莲仙，吴晓，郑绍成.氢化物发生-原子荧光光谱法测定白酒中的痕量铅[J].化学分析计量，2008，17(2):34-36.

[3] 范春蕾,梁振益.氢化物原子荧光法同时测定虫草中的痕量铅和汞.化学分析计量[J],2006, 15 (2):30-32.

[4] 钱红,王渤,高群.原子荧光光谱法测定城市污水中的铅.化学分析计量[J],2000,9(2):31-33.

[5] GB/T 5009.12-2003 食品中铅的测定 氢化物原子荧光光谱法[S].

[6] 李智彪.化妆品卫生规范[M].北京:中国化学工业出版社，2007:329-332.