离子色谱法测定水果和蔬菜中硝酸盐_佘小林.pdf

第 26 卷第 3 期 2007 年 6 月 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 26，No． 3 June， 2007 文章编号 02545357 2007 03023302 离子色谱法测定水果和蔬菜中硝酸盐 佘小林1，孙伟1，叶晓勤1，王茜1，陶文新2 1． 安徽省地质实验研究所，安徽 合肥230001; 2． 安徽农业大学，安徽 合肥 230036 摘要 利用 DIONEX －2020i 离子色谱仪、 IonPac AS3 分离柱对蔬菜和水果中硝酸盐进行测定。通过选择合适 的前处理方法， 获得纯清溶液。提出只使用分离柱， 以提高灵敏度、 缩短出峰时间和改善峰形。方法精密度好、 检出限低、 操作简便快速， 用于实际样品的检测， 10 次测定的相对标准偏差小于 2， 加标回收率为 97 ～98。 关键词 离子色谱法; 样品前处理; 硝酸盐; 水果和蔬菜 中图分类号 O657． 75; O613． 61文献标识码 B 收稿日期 2006- 08- 07; 修订日期 2006- 11- 06 作者简介 佘小林 1959 ， 女， 安徽合肥市人， 高级工程师， 主要从事离子色谱分析测试工作。E- mail shexiaolinsina． com。 Determination of Nitrate in Fruit and Vegetable Samples by Ion Chromatography SHE Xiao- lin1，SUN Wei1，YE Xiao- qin1，WANG Qian1，TAO Wen- xin2 1． Institute of Geological Experiment of Anhui Province，Hefei230001，China; 2． Anhui University of Agriculture，Hefei230036，China Abstract A for the determination of nitrate in vegetable and fruit samples by using DIONEX- 2020i ion chromatograph with an IonPac AS3 separation column is proposed． Pure and clear sample solution is obtained with appropriate pretreatment ． Separation column is used to improve the sensitivity，shorten the peak- occurring time and mend the peak shape． The provides the advantages of good precision，lower detection limit and high efficiency and has been applied to the practical sample analysis with precision of less than 2 RSD n 10 and recovery of 97 ～98． Key words ion chromatography; sample pretreatment; nitrate; fruit and vegetable 蔬菜和水果是人们日常生活所必需的农林产品， 而硝 酸盐广泛地存在于其中。我国农林业中大量施用氮肥， 导 致蔬菜和水果中积聚大量硝酸盐。硝酸盐本身无毒， 只有 大量吸收时， 才会引起肠胃系统炎症。但是， 在一定条件下 例如口腔中存有细菌 ， 硝酸盐在硝酸盐还原酶的作用下 还原为亚硝酸盐。这些亚硝酸盐随食物进入人体胃中， 在 胃酸的作用下， 亚硝酸盐可以与药物和食物中的仲胺发生 反应 氨分子的两个 H 原子被碱性基团取代 ， 形成致癌物 亚硝胺。因此， 为了不使水果和蔬菜中硝酸盐残留量过大 而导致公众身体健康受到影响， 政府部门设定了卫生标准， 如上海市地方标准 DB31/T 258． 12001 中规定， 蔬菜中 硝酸盐含量≤1000 mg/kg。 目前适用于水果和蔬菜中硝酸盐的检测方法主要有比 色法 ［1 －3 ］、 离子色谱法［4 －7 ］。本文对其中样品前处理方法 进行了比较， 选择出相对完善的方法， 获得比较纯清的试 液; 提出只用分离柱， 以提高灵敏度， 缩短出峰时间和改善 峰形; 建立了离子色谱 － 电导检测法测定水果和蔬菜中硝 酸盐。方法操作简便快速， 易于批量检测。 1实验部分 1． 1仪器和主要试剂 DIONEX － 2020i 离子色谱仪 美国 Dionex 公司 ， Ion- Pac AG3 保护拄， IonPac AS3 分离柱， 电导检测器， 日立 － 056 笔录仪。 NO － 3标准溶液 用高纯 KNO3配成 1000 mg/L 的储备 溶液， 再逐步稀释成不同质量浓度的工作溶液。 饱和 Na2B4O7溶液 称取 50 g 硼砂 Na2B4O710H2O ， 溶于 1000 mL 温水中， 冷却至室温。 K4［Fe CN 6］溶液 浓度 0． 25 mol/L 称取 106 g K4［ Fe CN 6］ 3H2O， 溶于水并定容至 1000 mL。 Zn Ac 2溶液 1 mol/L 称取 220 g Zn Ac22H2O， 溶于 30 mL 冰醋酸和水混合液中， 再用水定容至 1000 mL。 氨性缓冲液 pH 9． 6 称取 37． 4 g NH4Cl， 溶于约 900 mL水中， 用浓 NH3H2O 调节 pH 至 9． 6， 再用水稀释 至1000 mL。 所有溶液均用蒸馏水配制。 活性炭 粉末状。 332 ChaoXing 1． 2样品制备 将新鲜水果、 蔬菜洗净， 晾干表面水分。用四分法取可 食部分切碎， 制成匀浆。 1． 3分析步骤 准确称取匀浆样 10 g 精确至 0． 001 g ， 放入 200 mL 烧杯中， 加入 5 mL Na2B4O7饱和溶液和 100 mL 热水 70 ～ 80℃ ， 置沸水浴中加热 15 min， 并不断搅拌。取出后冷却 至室温， 再加入 10 mL K4［ Fe CN 6］溶液、 10 mL Zn Ac2 溶液和 2 g 活性炭粉， 每次加后均充分摇匀， 然后定量转入 200 mL 容量瓶中， 用水定容， 滤纸过滤， 得到无色清亮提取 液， 即可上机测定。 1． 4色谱条件 采用等浓度淋洗方法， 淋洗液组成为 0． 002 6 mol/L NaHCO30．0020 mol/L Na2CO3， 流速为1．6 mL/min， 每次进样 间隔6 min， 进样量100 μL。以保留时间定性， 峰高定量。 2结果与讨论 2． 1样品处理方法的选择 NO － 3在碱性条件下以离子形式稳定存在于溶液中， 选 用硼酸溶液作为样品提取剂进行提取。由于在蔬菜、 水果 提取液中存在大量有机化合物， 如色素、 黄酮、 类脂等会损 伤色谱柱， 大多数资料介绍用吸附柱或有机捕获柱， 而此类 柱子成本太高且耐用性差。本实验选用亚铁氰化钾和乙酸 锌沉淀蛋白， 活性炭吸附分离有机物效果较为理想， 所得到 的提取液清亮无色。 2． 2分离柱的选择 在已报道的离子色谱法测定 NO － 3的方法中均采用保 护柱与分离柱联用技术进行样品前处理。本文试验选择了 比较完善的样品前处理方法， 得到基体较为简单的纯净试 液， 故只用 AS3 分离柱， 以提高灵敏度， 改善峰形， 缩短出峰 时间 图 1 ， 提高工作效率。 图 1色谱分离图 Fig． 1Chromatographic separation 2． 3淋洗液的选择 用于 NO － 3测定的淋洗液有 NaOH、 NaOH NaHCO3、 Na2CO3 NaHCO3。经试验 Na2CO3 NaHCO3较为适用于 AS3 柱。故本文选用 Na2CO3 NaHCO3作淋洗液。 淋洗液的浓度和流速直接影响离子的保留时间和峰高。 随着淋洗液浓度和流速的增加， 离子的保留时间缩短， 峰高 增加。对于二价离子， 淋洗液浓度的变化对离子峰保留时间 影响幅度大于一价离子。 如图1a 所示， 在 AS3 柱中 NO － 3与 SO 2 － 4 的色谱峰相邻。 若淋洗液的浓度不合适， SO2 － 4 的色谱峰将与 NO － 3的色谱峰 重叠。为了使两色谱峰基线分离， 经过试验， 选择淋洗液组 成为0． 026 mol/L NaHCO3 0．0020 mol/L Na2CO3， 流速为 1．6 mL/min， 分离效果如图1b。 2． 4精密度和回收率 选择 NO － 3含量较低的西红柿、 黄瓜、 蘑菇作样品本底。 准确称取10． 000 g 样品， 加入2． 0 mg NO － 3标准溶液， 按1． 3 节方法处理， 测定 NO － 3含量， 计算方法的精密度 RSD 和 回收率。由表 1 结果可见， 10 次测定值的 RSD ＜2， 加标 回收率珔R 为 97 ～98。 表 1方法的精密度和回收率 Table 1Precision and recovery tests of the 试样 ρB/ mgL－1 本底值 加入量分次测定值珋x RSD/℅ 回收率 珔 R/℅ 西红柿9． 910．0 20．019．819．719．6 19． 719． 719． 4 19． 519． 919． 6 19． 70． 9698 黄瓜26． 810． 0 36．236．636．436．9 36． 536． 336． 5 36． 536． 436． 6 36． 50． 5597 蘑菇43． 410． 0 53．653．052．952．8 53． 153． 452． 8 53． 053． 252． 9 53． 10． 4997 2． 5工作曲线 用逐级稀释法配制0．5 ～5．0 mg/L、 5．0 ～50 mg/L 的标准 系列溶液， 在选定的色谱条件下用不同的灵敏度档测量相对应 的峰高， 以峰高 hP 为纵坐标、 质量浓度 ρ mg/L 为横坐标进 行回归分析， 两标准系列的线性回归方程分别为 hP3．115ρ 0．045 和 hP0．259ρ 0．060， 线性相关系数均约为0．999。 2． 6检出限 按样品处理方法和色谱条件进行 12 个空白溶液的分 析， 测定 NO － 3的峰高， 并在同时测量的工作曲线查得 NO － 3的 浓度， 以3 倍标准偏差计算 NO － 3的检出限为1．8 mg/kg。 3实际样品的测定 应用本法对蔬菜、 水果实际样品中的 NO － 3进行测定， 结果见表 2。 表 2蔬菜、 水果实际样品中 NO－ 3 的测定 Table 2Analytical results of NO － 3 in practical vegetable and fruit samples 试样 w NO－ 3 / mgkg－1 试样 w NO－ 3 / mgkg－1 试样 w NO－ 3 / mgkg－1 青菜2702西红柿198蘑菇869 菠菜2668西瓜9120芹菜杆2684 白萝卜1216草莓4900芹菜叶1026 黄瓜536芥菜1500蒜苗896 黄豆芽547大白菜2100梨569 菠萝1236包心菜1177 下转至第 237 页 432 第 3 期 岩矿测试 http ∥ykcs． i3t． com． cn/ 2007 年 ChaoXing 表 3方法的精密度 Table 3Precision test of the 样品 编号 w N / μgg－1 分次测定值珋x RSD/ w C / 分次测定值珋x RSD/ GBW 07401 182018401810 187018801850 180018401850 187018101810 1838 1． 49 2． 092． 162． 15 2． 122． 132． 14 2． 112． 132． 15 2． 122． 122． 13 2． 13 0． 91 GBW 07403 630660620 640650630 640660660 640640650 6432． 02 0． 540． 550． 54 0． 540． 540． 54 0． 610． 540． 54 0． 550． 540． 55 0． 55 3． 63 GBW 07408 370360390 380390380 360370360 390380390 3773． 27 1． 891． 881． 91 1． 901． 901． 90 1． 881． 881． 90 1． 881． 881． 91 1． 89 0． 64 GBW 07425 99010301020 101010101040 10101030970 103010001000 1012 1． 97 1． 101． 101． 13 1． 111． 101． 11 1． 111． 121． 09 1． 121． 101． 11 1． 11 1． 01 3结语 按照本文制定的方法直接固体进样测定多目标地球化 学土壤样品中的氮和碳， 方法稳定性好、 操作简便、 快速， 测 定一个试样中的氮和碳只需 3 min， 能满足国土资源大调查 地球化学普查样品中大批量试样中氮和碳分析的需要， 测 定结果符合覆盖区多目标地球化学调查样品测试的质量 要求 ［7 ］。 4参考文献 ［ 1］库尔班江吾斯曼， 吾麦尔江艾买提． 盐碱地土壤全氮含 量的测定［ J］ ． 喀什师范学院学报， 2004， 25 6 41 －42． 表 4标样分析结果① Table 4Analytical results of N and C in National Standard Reference samples 样品编号 w N / μgg－1 测定值标准值 相对误差 RE/ w C / 测定值标准值 相对误差 RE/ GBW 0740118381870－1． 712． 132． 110． 95 GBW 07402563630－10． 630． 710． 75－5． 33 GBW 074036436400． 470． 550． 550． 00 GBW 07404109710009． 700． 670． 653． 08 GBW 0740568861012． 790． 31 0． 35－11． 43 GBW 0740682774011． 760． 850． 832． 41 GBW 07407596660－9． 700． 700． 674． 48 GBW 074083773701． 891． 891． 93－2． 07 GBW 0742311711300－9． 921． 871． 90－1． 58 GBW 0742412521260－0． 631． 611． 572． 55 GBW 0742510129506． 531． 111． 12－0． 89 GBW 074265645502． 551． 47 1． 50－2． 00 ① 括号内数据为参考值。 ［ 2］林光西． 非水滴定法测定地质样品中的总碳［J］． 江苏地质， 2005， 29 4 232 －233． ［ 3］岩石矿物分析编写组． 岩石矿物分析 第一分册 ［M］． 3 版． 北京 地质出版社， 1991 61 －62． ［ 4］梁述廷， 刘玉纯， 胡浩． X 射线荧光光谱法同时测定土壤样品 中碳氮等多元素［ J］． 岩矿测试， 2004， 23 2 102 －108． ［ 5］于波， 严志远， 杨乐山， 等． X 射线荧光光谱法测定土壤和水 系沉积物中碳和氮等 36 个主次痕量元素［J］． 岩矿测试， 2006， 25 1 74 －78． ［ 6］孙宏， 郭祥峰． 大气总悬浮颗粒中有机碳的测定［J］． 中国 环境监测， 1996， 12 4 16 －18． ［ 7］迟旭光， 狄一安， 董树屏， 等．大气颗粒物样品中有机碳和元素碳的 测定 ［ J ］ ．中国环境监测， 1999， 154 11 －13． ［ 8］中国地质调查局． 覆盖区多目标地球化学调查暂行规定［Z］ ． 2002  8 －13． 上接第 234 页 4结语 本文选用 IonPac AS3 型色谱柱， 对蔬菜、 水果样品的 前处理和 NO － 3 的离子色谱法分离和测定进行了研究。 方法精密度好， 检出限低， 操作快速、 简便， 经济， 对于大批 量新鲜的植物样品中硝酸盐的测定有较大的应用价值。 5参考文献 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