AA-1800DL原子吸收光谱仪测定茶水中重金属的含量及其浸出实验因素分析的应用方案

引言

采用火焰原子吸收光谱法和原子荧光光谱法测定茶叶及其茶水中重金属含量,研究浸泡时间、浸泡温度、浸泡次数对重金属浸出率的影响.结果表明:六种茶叶中重金属元素含量差异较大,同种元素在不同茶叶中的含量也略有不同.六种茶叶样品中Cu和Pb元素含量都未超标.6种重金属元素在绿茶浸出液中的含量在前30分钟都随着浸泡时间的增加而增加，且各元素浸出率都随着浸泡次数的增加而降低。

饮茶在我国有上千年的历史,研究发现茶叶中富含多种矿物质元素、维生素、氨基酸、以及茶多酚等成分,具有抗癌、抗氧化、预防心血管疾病等作用.因此茶叶受到全世界人民的喜爱.研究表明环境中的重金属污染直接或间接地影响茶叶的种植生产,从而影响茶叶的品质和价值,更有甚者可以引发慢性中毒,危害消费者健康.因此茶叶的卫生质量状况也成为消费者关心的一个热点问题.由于茶叶必须经过沸水浸泡后才可饮用,因此必须对茶水中重金属的含量及其浸出规律作进一步的考察才有意义,本实验通过测定绿茶、红茶、青茶、黑茶、白茶、黄茶以及其茶水中铜(Cu)、锰(Mn)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)重金属含量,并以绿茶为例,研究不同的浸泡时间、浸泡温度、浸泡次数对其重金属浸出率的影响,为茶叶的安全风险评估提供理论参考.

关键词:茶叶、重金属、原子吸收、原子荧光

材料与试剂

茶叶粉碎后过40目筛备用.铜(Cu)、锰(Mn)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)单元素标准溶液(浓度均为1g/L,国家标准物质研究中心);砷(As)单元素标准溶液(浓度为0.1 g/L,国家标准物质研究中心);其余试剂均为分析纯;

仪器

美析AA-1800DL原子吸收分光光度计

美析AFS-680双道原子荧光光度计

茶叶样品及茶水的消解

称取一定量茶叶,置于80℃恒温干燥箱内干燥4 h~8 h,粉碎(过40目筛),放置干燥器内备用.参照国标法 GB/T 30376-2013《茶叶中铁、锰、铜、锌、钙、镁、钾、钠、磷、硫的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法》,采用湿法消化法消化茶叶及茶水[6],每个样品取 3 个平行样进行消化处理,同时做空白.

重金属浸出规律的研究

不同浸泡次数茶水制备准确称取2.0g绿茶于碘量瓶中,加入50mL100℃去离子水,浸泡 10 min,过滤,滤液为第1次溶出液;再加入50 mL 100℃去离子水,浸泡 10 min,过滤,滤液为第2 次溶出液;继续加入50 mL 100℃去离子水,浸泡 10 min,过滤,滤液为第 3 次溶出液.分别将第 1、2、3次溶出液加热浓缩到10 mL~15 mL,待冷却后,加入10 mL 混合酸,浸泡过夜,按上述方法消化处理,冷却、用0.5 mol/L 硝酸定容至 25 mL,待测.

不同浸泡温度茶水制备分别准确称取2.0 g绿茶于碘量瓶中,分别加入50 mL 80、90 ℃和100℃的去离子水,常温浸泡 10 min,过滤,将滤液加热浓缩到10 mL~15 mL,待冷却后,加入10 mL 混合酸,浸泡过夜,按上述方法消化处理,冷却,用0.5 mol/L硝酸定容至25 mL,待测.

不同浸泡时间茶水制备分别准确称取 2.0g 绿茶品于碘量瓶中,加入 50mL100 ℃去离子水,分别浸泡 10、30、60 min,过滤,将滤液加热浓缩到 10 mL~15 mL,待冷却后,加入 10 mL 混合酸,浸泡过夜,按上述方法消化处理,冷却,用 0.5 mol/L硝酸定容至 25 mL,待测.

仪器测定

本实验采用美析AA-1800DL原子吸收分光光度计测定铜、锰两种元素,用美析AFS-680双道原子荧光光度计测定铅、汞、镉、砷四种元素,分别精确量取 Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As 标准溶液,用 0.5mol/L硝酸逐级稀释,测定吸光度和荧光值,对各元素标准溶液进行测定并绘制标准曲线.

结论

浸泡时间对绿茶中重金属的浸出率有一定影响,随着浸泡时间的增加,茶叶浸出液中 Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As 元素的含量逐渐增加,在 30 min 时达到高峰,30 min 后茶叶浸出液中重金属含量基本不再变化.实验结果表明浸泡温度与重金属的浸出率呈正相关,人们通常习惯用沸水冲泡茶叶,可使茶叶中的重金属和微量元素最大限度的浸出.而随着浸泡次数的增加,茶叶浸出液中重金属含量降低,饮茶时洗茶的习惯可以适当的降低茶叶浸出液中重金属含量.

仪器参数

AA-1800DL原子吸收光谱仪

产品介绍AA-1800DL型原子吸收光谱仪是由行业的专家和国内知名高校联手研发完成，拥有几十年光谱仪器的研发和应用经验。该产品包括火焰及氢化物发生系统，可配置多种附件，灵活的配置方案可满足不同层次客户的需求。全自动多功能AA-1800DL型原子吸收光谱仪可进行复杂的样品分析，多种分析方法可自动切换，做到无人全自动分析。AA-1800DL型原子吸收光谱仪广泛应用于科研、质检、疾控、环保、冶金、农林、化工等行业，创新的软、硬件设计确保样品分析的准确性、安全性、易用性，仪器维护简单便捷。

性能特点

全反射消色差光学系统。

色散率为1800条/毫米刻线大面积光栅，新型自准直单色器，所有镜片均是石英镀膜，宽广的检测范围和光学稳定性确保了分析的精度、闪耀波长230nm光栅分光系统。

八灯灯座

一灯工作，最多可以七灯预热，节省了换灯和预热时间，使元素测量更加快捷方便。

全自动化

除主机电源开关外，仪器全部功能通过计算机监测与控制。

背景校正系统

具备氘灯与自吸收两种背景校正模式，背景信号1A时，扣背景能力60倍以上。

自主知识产权，功能完善，性能强大的分析软件

人性化的操作界面，让您的操作易如反掌，可切换中英文Windows风格软件界面，全自动定性、定量分析，自动计算元素含量，自动生成测试报告。

火焰系统

高分子雾化室

高分子材料抗腐蚀雾化室，耐酸碱，包括氢氟酸，无论是有机或是无机溶液都能得到较好的灵敏度和稳定性；

钛燃烧器

钛燃烧器，可选配50mm和100mm燃烧器，空冷预混合型，耐腐蚀，耐高盐，大幅度提高火焰的效率和火焰分析的准确度；

高精度防堵塞雾化器。

专利型雾化器，雾化效率高，维护更换方便。

质量流量控制器实现乙炔流量控制。

质量流量控制器精确控制乙炔流量，精度达1ml/min，并对流量进行动态监测，使用方便，安全可靠。

更多的安全保护措施，使样品分析更加安全可靠。

审核编辑 黄昊宇