張 爽

大慶煉化公司質(zhì)量檢驗(yàn)與環(huán)保監(jiān)測(cè)中心潤(rùn)滑油檢驗(yàn)站, 黑龍江 大慶 163711

前 言

原子吸收光譜法是基于光源發(fā)出的被測(cè)元素特征輻射通過元素的原子蒸氣時(shí)被其基態(tài)原子吸收，由輻射的減弱程度測(cè)定元素含量的一種現(xiàn)代儀器分析方法，具有檢出限低、選擇性好、精密度高、抗干擾能力強(qiáng)、分析速度快、應(yīng)用范圍廣、試樣用量小等優(yōu)點(diǎn)[1]。

食用油的質(zhì)量安全與我們的身體健康密切相關(guān)，其在原料種植、加工生產(chǎn)、運(yùn)輸與貯存過程可能會(huì)引入錳元素等重金屬。重金屬容易在人體中積累，不易排出體外，長(zhǎng)期積累會(huì)造成慢性中毒。其中錳的限量約為0.05 mg·kg-1。王琳琳等[2,3]利用ICP-MS法分析食用油中的錳等元素，實(shí)現(xiàn)了樣品無(wú)需消解、直接進(jìn)樣，有效的提高了檢測(cè)效率。汽油的錳絕大部分仍滯留在催化器、發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)內(nèi)，只有極少部分能排出。不僅因重金屬積累引起火花塞失靈、排氣門壽命縮短等問題而且還會(huì)引起環(huán)境污染。楊勇[5]研究了汽油中錳元素的影響因素，確定了最優(yōu)條件。利用錳元素示蹤研究石油運(yùn)移，具備原位微區(qū)分析的特點(diǎn)，所以在示蹤研究復(fù)雜原油運(yùn)移時(shí)，具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。曹劍等[4]研究了利用錳元素示蹤準(zhǔn)噶爾盆地原油，對(duì)原油勘探、開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義。通過以上說明，錳元素在油品中的作用意義深遠(yuǎn)，但是目前大部分沒有系統(tǒng)的研究。

本文通過用原子吸收法測(cè)定食用油、汽油、石油中的錳，測(cè)定的影響因素，最佳的測(cè)定條件，校準(zhǔn)曲線，對(duì)錳元素在油品中的測(cè)定進(jìn)行了系統(tǒng)研究，具有深遠(yuǎn)意義。

1. 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器：原子吸收分光光度計(jì)：日本島津公司生產(chǎn)的AA-6300C型原子吸收分光光度計(jì)。錳空心陰極燈：額定工作電流10 mA。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法：汽油中錳含量的測(cè)定按照SH/T0711-2002《汽油中錳含量測(cè)定法（原子吸收光譜法）》。食用油錳含量的測(cè)定按照GB2716-2005《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[6,7]，原油中錳元素測(cè)定按照SH/T0711-2002《原油中錳含量測(cè)定法（原子吸收光譜法）》。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

在四個(gè)50 mL容量瓶中分別加入30 mL甲基異丁基酮（MIBK）和5.0 mL的樣品油。向每個(gè)容量瓶中分別加入5.0 mL錳標(biāo)準(zhǔn)溶液A、B、C。另一個(gè)作為樣品空白。用0.5 mL移液管向四個(gè)容量瓶中分別加入0.1 mL碘-苯溶液或者溴-四氯化碳溶液，搖勻。反應(yīng)大約1分鐘。用甲基異丁基酮（MIBK）稀釋至刻度。即錳標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的濃度分別為0 mg/mL、1.33 mg/mL、2.66、3.99 mg/mL。

2. 結(jié)果與討論

2.1 油品的測(cè)定

在裝有30 mL甲基異丁基酮（MIBK）的50 mL容量瓶中，用移液管加入5.0 mL的食用油、原油、汽油。用0.5 mL移液管向四個(gè)容量瓶中分別加入0.1 mL四氯化碳溶液，搖勻。反應(yīng)大約1分鐘。在279.5 nm波長(zhǎng)，在原子吸收分光光度計(jì)上依次噴入標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液和食用油、原油、汽油樣品溶液，記錄吸光光度值。

2.2 測(cè)定的影響因素

2.2.1 樣品預(yù)處理的影響

因油的黏性比較大，容易造成樣品進(jìn)樣困難，進(jìn)而影響測(cè)定效果。為保證進(jìn)樣時(shí)樣品的順利提升與霧化，根據(jù)相似相溶原理，依據(jù)油類物質(zhì)，最常見的溶劑有航空煤油、苯或甲苯等。

2.2.2 燈電流的影響

空心陰極燈的發(fā)射特征依據(jù)于燈電流：如果燈電流小，燈發(fā)射出的譜線的多普勒變寬和自吸收效應(yīng)就會(huì)減小，元素的燈發(fā)射線半寬變窄，吸收靈敏度就會(huì)增高。在常用分析工作中，選用電流的范圍在20%-60%之間比較合適。通常是通過測(cè)定吸光度隨工作電流的變化曲線來(lái)選擇適宜的燈電流。選取食用油、汽油、原油，在燃助比分別為1.5 : 15、1.8 : 15 和2.1 : 15 的條件下，變化燈電流，分別測(cè)定食用油、汽油、原油樣品中的錳含量。

圖1 三種樣品燈電流與吸光度的關(guān)系

由圖1可見，在燃燒器高度和燃助比固定不變的條件下，隨著燈電流的升高，食用油、汽油、原油樣品的吸光度逐漸升高，表明試驗(yàn)的靈敏度逐漸升高，所得到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度也隨著升高。并且原油的吸光度最高達(dá)到0.45。

圖2 三種樣品燈電流與錳含量的關(guān)系

由圖2可見，食用油、汽油、原油的錳含量變化隨著燈電流的升高會(huì)有所變化，在燈電流由9 mA變?yōu)?0 mA的過程中，食用油、汽油、原油這3種油樣品錳含量的測(cè)定結(jié)果均符合重復(fù)性的要求范圍。因此，燈電流對(duì)食用油、汽油、原油樣品的錳含量測(cè)定結(jié)果影響比較小。

2.2.3 燈高度的影響

火焰不同位置具有不同的溫度和不同的氧化性，因此不同區(qū)域的錳元素干擾成分濃度和自由原子密度也會(huì)不同。為了獲得更高的靈敏度，避免干擾，應(yīng)選擇最佳觀測(cè)高度，即讓光束通過火焰中原子密度最大的區(qū)域。設(shè)定不同燃燒器的高度，分別測(cè)定食用油、汽油、原油的錳含量。

表1 不同燈高時(shí)的測(cè)量讀數(shù)

2.3 最佳條件的選擇

在確定預(yù)處理的溶液為四氯化碳時(shí)，本實(shí)驗(yàn)的最佳工作條件為: 燃助比1.8 :15～2.1 : 15；燈電流10 mA；燃燒器高度8 mm或者9 mm。另外，由于原子吸收光譜法是一種在高溫條件下的動(dòng)態(tài)測(cè)量過程，不宜應(yīng)用固定的標(biāo)準(zhǔn)曲線，需要在相同的條件下制定標(biāo)準(zhǔn)曲線以及測(cè)定樣品。

2.4 校準(zhǔn)曲線

按原子吸收光譜儀器工作條件對(duì)食用油、汽油、原油中錳元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，所得各元素校準(zhǔn)曲線的線性范圍、線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表2。

表2 線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)

對(duì)食用油、汽油、原油實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的研究，結(jié)果見表3。相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.66、0.40、0.69，小于5%，符合實(shí)際要求。

表3 測(cè)定的精密度和回收率

3. 結(jié)語(yǔ)

通過以上實(shí)驗(yàn), 利用原子吸收光譜法可對(duì)食用油、汽油、原油中錳進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的測(cè)定，在實(shí)驗(yàn)中解決了測(cè)定因素對(duì)錳測(cè)定的干擾問題，建立了可行和準(zhǔn)確的分析方法。并且得到了最佳測(cè)定條件和校準(zhǔn)曲線，減少了操作中的復(fù)雜性，降低了檢測(cè)成本，提高了操作效率。

[1]鄧勃. 應(yīng)用原子吸收與原子熒光光譜分析[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：3.

[2]王琳琳，林立，陳玉紅. ICP-MS法直接進(jìn)樣分析食用油中的鉛、砷、錳、鎘、鉻、銅等元素[J]. 環(huán)境化學(xué)，2011，30(2)：571-573.

[3]GB2716-2005 食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]曹劍，胡文碹，姚素平等. 準(zhǔn)噶爾盆地儲(chǔ)層中的錳元素及其原油運(yùn)移示蹤作用[J]. 石油學(xué)報(bào)，2009，30(5)：705-710.

[5]楊勇. 原子吸收光譜法測(cè)定車用汽油中錳含量影響因素考察[J]. 測(cè)試與評(píng)定，2010，6（83）：22-26.

[6]周養(yǎng)群. 中國(guó)油品及石油精細(xì)化學(xué)品手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[7]GB/ T 2231 46-1989 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法：火焰原子吸收分光光度法測(cè)定銅量[S].