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石墨炉原子吸收法测定食品接触材料制品中有害重金属迁移量

文档作者：张宁牛承辉, 秦朝秋文档来源：辽宁出入境检验检疫局		点击数：	更新时间： 2025年07月23日
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上一篇：食品安全快速检测技术研究进展和应用建议

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第6 卷第 12 期食 品安全质量检测学报Vol. 6 No. 12
2015 年12 月Journal of Food Safety and Quality Dec. , 2015
*通讯作者: 张宁, 工程师, 主要研究方向为食品安全理化检测。E-mail: LN1863031@126.com
*Corresponding author: ZHANG Ning, Engineer, Liaoning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Zhongshan District, Dalian 116001,
China. E-mail: LN1863031@126.com
石墨炉原子吸收法测定食品接触材料制品中
有害重金属迁移量
张宁*, 牛承辉, 秦朝秋
(辽宁出入境检验检疫局, 大连 116001)
摘要: 目的建立一种石墨炉原子吸收法测定聚乙烯制品、聚丙烯制品和三聚氰胺成型品中铅、镉、铬迁移
量的检测方法。方法 筛选石墨炉原子吸收光谱仪测定铅、镉、铬的最佳灰化温度、原子化温度, 采用正交设
计仪器参数确定仪器最佳工作条件, 测定聚乙烯制品、聚丙烯制品和三聚氰胺成型品中铅、镉、铬迁移量的检
出限、重复性、回收率和精密度。结果 在最佳试验条件下, 铅、镉、铬的线性范围为0~150、0~5、0~100 μg/L,
检出限为1.04、0.05、0.98 μg/L, 加标回收率为96.5%~104.0%, 样品测定的相对标准偏差均小于5%。结论 该
方法快速、准确、可靠, 可作为食品接触材料制品中铅、镉、铬迁移量的测定方法。
关键词: 石墨炉原子吸收法; 食品接触材料; 铅; 镉; 铬
Determination of harmful heavy metals in food contact materials by graphite
furnace atomic absorption spectrometry
ZHANG Ning*, NIU Cheng-Hui, QIN Zhao-Qiu
(Liaoning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Dalian 116001, China)
ABSTRACT: Objective To establish a method for the migration determination of lead, cadmium and
chromium in polyethylene products, polypropylene products and melamine products by graphite furnace atomic
absorption spectrometry. Methods The optimum ashing temperature, atomization temperature of
determination condition of lead, cadmium and chromiumwere screened.The optimum operating conditions were
determined by orthogonal design. The detection limit, repeatability, recovery rate and precision of the migration
of lead, cadmium and chromium in polyethylene products, polypropylene products and melamine products were
measured. Results Under the optimum conditions, the linear range of lead, cadmium, and chromium for
0~150, 0~5, and 0~100 μg/L, the detection limit was 1.04, 0.05 and 0.98 μg/L, the recovery rate was of
96.5%~104.0%, and determination of the relative standard deviation was less than 5%. Conclusion This
method is fast, accurate and reliable, and can be used as a method for the determination of lead, cadmium and
chromium in food contact materials.
KEY WORDS: graphite furnace atomic absorptionspectrometry; food contact materials; lead; cadmium;
chromium
第12 期张 宁, 等: 石墨炉原子吸收法测定食品接触材料制品中有害重金属迁移量 4763
1 引 言
食品接触塑料成型品因其成本低廉、性能优良、
质轻美观等特点,成为近40 年来世界上发展最快的食
品接触材料。但其缺点是个别产品存在着卫生安全方
面的问题, 比如在生产过程中添加的稳定剂、增塑
剂、着色剂等添加剂及在合成过程中使用的无机金属
类催化剂或引发剂, 导致了塑料中重金属离子在日
常使用过程迁移到所盛装的食品中, 对人体健康带
来隐患[1-9]。
由于工艺的多样性及各国工业发展水平差异较
大, 至今国际标准化组织仅对工艺较为简单的玻
璃、陶瓷、金属类食品接触材料制定了统一卫生标
准, 而对食品接触塑料材料还没有达成一致。我国
在这方面整个标准体系还较为单一[10], 欧盟的标准
限定值更为全面细化且限量值较低[11]。这也是引起
出口商品在发达国家海关被退回的重要原因,因此
应建立健全更严格的限定标准以减少出口风险。本
研究采用加入基体改进剂消除信号干扰, 配合优化
石墨炉原子吸收参数选择测定食品接触塑料成型品
中铅、镉、铬的迁移量, 该方法有较好的灵敏度、
精密度和回收率。
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 试剂
乙酸(优级纯, 天津市科密欧化学试剂有限公
司);磷酸二氢铵(优级纯, 天津市科密欧化学试剂
有限公司)。
4%乙酸溶液: 用优级纯乙酸配制4%(V:V)的乙
酸溶液。
50 g/L 磷酸二氢铵: 称取5 g 磷酸二氢铵(优级
纯), 加水溶解后, 用水稀释至100 mL。
铅、镉、铬标准溶液, 1000 μg/mL, 钢铁研究总
院国家钢铁材料测试中心。使用前用1%硝酸分别把
铅、镉、铬标准溶液逐步稀释成180、10、120 μg/L
的标准工作液。
2.1.2 仪器
石墨炉原子吸收光谱仪(AA240Z, 美国瓦里安
公司); 超纯水系统(美国密理博公司); 电子天平
(0.0001 g, 德国赛多利斯公司)。
2.2 实验方法
采取国际和国内公认的样品处理方法, 将样品
用洗涤剂清洗干净, 用自来水冲净, 再用蒸馏水淋洗
3 遍后晾干后, 采用4%乙酸(V:V), 60 ℃条件下,浸泡
2 h。以上浸泡液按接触面积每平方厘米2 mL 计, 在
容器中则加入浸泡液至2/3~4/5 容积为准[12]。
3 结果与分析
3.1 光谱条件选择
4%乙酸介质和基体改进剂对测定有一定的背景
吸收, 通过带空白和选用塞曼扣除背景, 可有效消除
基体影响。本研究采用磷酸二氢铵作为基体改进剂,
一方面为了提高灰化温度, 尽可能灰化并挥发样品
基体, 避免原子化时干扰元素对待测元素的影响; 另
一方面为了降低待测元素的损失, 提高灵敏度, 消除
双峰影响并抑制电离干扰[13]。灰化和原子化温度选
择以40 μg/L 铅溶液、1 μg/L 镉溶液、40 μg/L 铬溶
液进样, 结果见图1。
图1 灰化和原子化温度对信号/背景值的影响
Fig. 1 Effect of ashing and atomizing temperature on
signal/noise ratio
样品被注入到石墨管后, 要经过干燥-灰化-原子
化-清除的逐步升温程序, 通过正交设计仪器参数,
用最少测定次数确定灰化和原子化温度指标[14], 以
4764 食品安全质量检测学报第 6 卷
信号/背景值最高为判定标准, 以确定测定铅、镉、铬
最佳的灰化和原子化温度, 见表1。
3.2 基体及杂质元素的影响
在 40 μg/L 铅溶液、1 μg/L 镉溶液、40 μg/L 铬溶
液中分别加入干扰元素, 再测定其中的铅、镉、铬元
素含量, 结果如表2 所示, 回收率为94.9%~106.1%,
表明干扰元素的存在, 对测定结果无显著性影响, 而
在日常检测样品中所含的杂质元素远低于试验所加入
的量, 故以下常见的杂质元素在低于表2 中所加入的
量时, 对铅、镉、铬的测定没有影响。
3.3 线性范围和检出限
分别将配制好的铅、镉、铬标准工作液加入到石
墨炉原子吸收光谱仪的自动进样器中, 利用自动稀
释功能分别得到0、30、60、90、120、150、180 μg/L
铅标准系列; 0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、5.0、10.0 μg/L
镉标准系列; 0、20、40、60、80、100、120 μg/L 铬
标准系列。利用仪器自动稀释和添加基体改进剂的功
能, 每次测试进样针吸取试样的总体积为20 μL, 并
另吸取1 mL 50 g/L 磷酸二氢铵基体改进剂, 然后将
待测样品和基体改进剂一起注入石墨管中进行分析
测试。以吸光值为纵坐标, 以浓度为横坐标求得线性
回归方程, 在铅、镉、铬浓度为180、10、120 μg/L
时曲线均出现了比较明显的下弯现象, 因此可以确
定3 种元素的线性范围, 见图2。
按照所选的最佳试验条件, 在线性范围内分别
按图2 标准系列对试样空白吸光值进行测定11 次,
检出限为11 次试样空白测定值标准偏差的3 倍除以
斜率计算, 得到铅、镉、铬的检出限, 见表3。
3.4 精密度及回收率试验
选取聚乙烯制品、聚丙烯制品和三聚氰胺成型品
作为食品接触材料的代表, 按照选定方法进行6 次平
行测定, 计算其相对标准偏差(RSD)均小于5%。表4
结果表明该方法精密度良好。
回收率试验中, 在浸泡液中加入一定量的标准
溶液进行测定, 回收率以(测定值-本底值)/加标量来计
算, 回收率测定结果见表5。结果表明, 该方法检测食
品接触材料铅、镉、铬迁移量的回收率在96.5%~104.0%,
回收率良好, 满足实际检测的要求[15]。
图2 铅、镉、铬线性回归方程
Fig. 2 Linear regression equation of lead, cadmium and
chromium
表 1 石墨炉原子吸收光谱仪工作条件
Table 1 Working condition of GF-AAS
元素波长 (nm) 灯电流(mA) 狭缝(nm) 背景校正干燥温度(℃)/时间(s) 灰化温度(℃)/时间(s) 原子化温度(℃)/时间(s)
铅283.3 10.0 0.5
塞曼
100/40 800/15 1800/3
镉228.8 4.0 0.5 100/40 400/15 1700/3
铬357.9 7.0 0.2 100/40 900/20 2400/4
第12 期张 宁, 等: 石墨炉原子吸收法测定食品接触材料制品中有害重金属迁移量 4765
表 2 干扰元素共存时铅、镉、铬回收率结果
Table 2 Recovery test results with interference elements
干扰元素Cd Cr As Sb Cu Co Zn Ni Hg
浓度(μg/L) 30 80 60 50 50 50 50 60 10
回收率(%)
Pb 97.3 96.6 96.5 104.5 97.0 94.9 104.7 106.1 104.2
Cd 98.1 97.5 95.9 98.7 96.6 97.9 95.8 97.2 97.5
Cr 96.9 96.7 97.6 103.0 97.5 96.1 105.0 105.4 103.3
表 3 铅、镉、铬元素标准曲线、相关系数、线性范围及检出限
Table 3 Standard curves, the linear range, the correlation coefficient and the detection limit of lead, cadmium and chromium
元素回归方程 相关系数 线性范围(μg /L) 检出限(μg /L)
铅Y=0.0030X+0.042 r=0.9996 0~150 1.04
镉Y=0.1201X+0.0102 r=0.9993 0~5 0.05
铬Y=0.0036X+0.0225 r=0.9994 0~100 0.98
表 4 样品测定结果
Table 4 The results of the samples
元素 测定值(μg /L) 平均值(μg /L) RSD(%)
聚乙烯
制品
铅 11.57 11.57 11.39 12.21 11.76 11.36 11.64 2.7
镉0.82 0.83 0.79 0.76 0.82 0.82 0.81 3.3
铬26.35 25.71 25.38 26.11 26.03 25.85 25.90 1.3
聚丙烯
制品
铅 15.31 16.07 15.79 15.99 15.07 15.21 15.57 2.8
镉0.51 0.44 0.60 0.53 0.42 0.51 0.50 1.3
铬20.32 19.41 20.15 21.33 20.52 20.79 20.42 3.2
三聚氰胺
成型品
铅 20.15 20.51 21.17 21.17 21.89 20.92 20.97 2.9
镉1.12 1.05 1.11 1.01 1.07 1.15 1.09 4.7
铬40.31 42.38 40.88 41.57 42.45 39.68 41.21 2.7
表 5 加标回收率测定结果
Table 5 Spiked recovery test results
元素 本底值(μg /L) 加标量(μg /L) 测定值(μg /L) 加标回收率(%)
聚乙烯
制品
铅 11.64 10.00 21.29 96.5
镉0.81 1.00 1.85 104.0
铬25.90 20.00 45.65 98.8
聚丙烯
制品
铅 15.57 15.00 30.27 98.0
镉0.50 0.50 1.03 104.0
铬20.42 20.00 40.15 98.7
三聚氰胺
成型品
铅 20.97 20.00 41.15 100.9
镉1.09 1.00 2.12 103.0
铬41.21 40.00 80.37 97.9
4766 食品安全质量检测学报第 6 卷
4 结 论
本研究选取食品接触材料中具代表性的聚乙烯
制品、聚丙烯制品和三聚氰胺成型品, 建立了一种石
墨炉原子吸收测定食品接触材料中重金属迁移量的
检测方法, 该方法简单、快速、便捷, 分析结果准确
可靠, 可以满足日常食品接触材料中重金属迁移量
的检测要求。
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(责任编辑: 杨翠娜)
作者简介
张 宁, 硕士, 工程师, 主要研究方
向为食品安全理化检测。
E-mail: LN1863031@126.COM

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