石墨爐AAS法分析冬青科苦丁茶樹系統(tǒng)中鎘及其分布

郭志偉 劉剛(焦作市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心,河南 焦作 454000)

苦丁茶樹在我國(guó)南方地區(qū)較為常見，在民間傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有一定的藥用研究?jī)r(jià)值，其性能較多，主要包括清熱解毒、殺菌醒神、調(diào)節(jié)血壓等。鎘屬于毒性較強(qiáng)的重金屬，在多種途徑作用下，會(huì)嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品，受影響的農(nóng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入人們的口中，便會(huì)引發(fā)一系列的疾病。而最近幾年，苦丁茶種植環(huán)境屢遭破壞，導(dǎo)致鎘含量超標(biāo)，危及人們的健康。鑒于此，對(duì)苦丁茶中鎘含量及其分布進(jìn)行有效分析，有利于認(rèn)清土壤，對(duì)苦丁茶種植具有一定的指導(dǎo)，進(jìn)而完善開發(fā)利用率。

1 實(shí)驗(yàn)分析

運(yùn)用石墨爐AAS 法分析冬青科苦丁茶樹系統(tǒng)中鎘及其分布需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要的條件包括以下幾個(gè)方面：

1.1 實(shí)驗(yàn)器材，本文采用的是普析TAS-990 原字吸收分光光度計(jì)、鎘空心陰極燈以及氬氣鋼瓶。準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材以后，要對(duì)儀器測(cè)量的條件進(jìn)行分析，具體條件包括測(cè)量的元素，比如測(cè)量波長(zhǎng)、狹縫寬度、鎘燈電流、干燥程度、灰化程度以及原子化程度等等，除此之外，還包括主要研究的鎘的含量。其中鎘含量的測(cè)量波長(zhǎng)為225.28nm，狹縫寬度為0.45nm，鎘燈電流為20.31mA，干燥程度在90-1350C/S之間，灰化程度為500/250C/S，而原子化程度在1705/3.10C/S。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑與準(zhǔn)備材料，鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液、苦丁茶標(biāo)準(zhǔn)參考樣本、土壤標(biāo)準(zhǔn)參考樣本、鹽酸、硝酸、雙氧水、磷酸氫二銨等等，本次實(shí)驗(yàn)用水采用二次亞沸蒸餾水。其中鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液依據(jù)的是國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究院所提供的，具體標(biāo)準(zhǔn)形式為：GBW10016（GSB-7）。

1.3 樣品采集與樣品處理，采集的樣品主要是海口苦丁茶研究基地，樣品內(nèi)容包括苦丁茶冬青、大葉冬青以及華中冬青等三個(gè)品種，樣品采集過(guò)程中采集了非根際土壤、根際土壤、底部老葉、地面的落葉等等[1]。對(duì)于樣品而言，在處理過(guò)程中，要進(jìn)行反復(fù)的清洗，再經(jīng)歷24h風(fēng)干以后，放置烘箱，在1050C的高溫下烘制直至恒重，將其放入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，2 分鐘以后即可，將粉碎好的樣品過(guò)40目篩，混勻以后備用即可。而土壤的處理是在陰涼通風(fēng)處風(fēng)干7d，風(fēng)干以后將較大的土壤硬塊捏碎，放置烘箱，在1050C的高溫下烘制直至恒重，進(jìn)行研磨，直至樣品過(guò)80目篩，備用即可。

1.4 樣品的消解。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的0.3g 苦丁茶樣品放于PFTE 消解罐中，并加入4ml的HNO3以及2ml的H2O2，完成裝入以后，將消解罐放置于烘箱內(nèi)，700C 持續(xù)半個(gè)小時(shí)，1500C 的高溫持續(xù)4個(gè)小時(shí)，然后取出，得到透明消化液以后將二次水定容到30ml，放入60ml 的PE 瓶中，完成以后放置冰箱內(nèi)保持40C。土壤樣品消解步驟相同，加入的材料不同，為4mlHNO3以及HF、HCLO4各2ml。在樣品消解的過(guò)程中，無(wú)論是苦丁茶樣品還是土壤樣品，都需要完成重復(fù)3次的實(shí)驗(yàn)，才能最終確定消解成果。

1.5 實(shí)驗(yàn)分析測(cè)定，將1000ug/ml 的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液與1%的稀硝酸進(jìn)行稀釋到50ng/ml，再依次吸取不同含量于50ng/ml，并加入20%的磷酸氫二銨，以二次水定容至測(cè)定刻度，混勻以后按照樣品消解方法進(jìn)行測(cè)定，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)樣品溶液測(cè)定并換算出鎘含量即可[2]。在進(jìn)行換算的過(guò)程中，應(yīng)以建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線法為依據(jù)，依據(jù)當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)曲線形式對(duì)制備的樣品溶液實(shí)施進(jìn)一步的測(cè)定工作，以此來(lái)完善鎘含量的測(cè)定。

2 研究結(jié)果及討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)苦丁茶樹樣品的消解采用的方式為HNO3與H2O2的比例為2：1，而對(duì)土壤消解采用的方式為HNO3、HF、HCLO4的比例為2：1：1的消解液。而在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，基體干擾現(xiàn)象較為嚴(yán)重，為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)研究成果，本文采用了GF-AAS 法對(duì)樣品中的鎘含量予以測(cè)定。不僅如此，根據(jù)鎘元素具有低溫發(fā)揮較快的特點(diǎn)，再加入基體改進(jìn)劑以后能夠降低原子化的溫度，從而采取了一定的方法，在原子化階段將其進(jìn)行分解，分解成為金屬原子，進(jìn)而不會(huì)導(dǎo)致?lián)p失現(xiàn)象發(fā)生。

本次實(shí)驗(yàn)所采取的基體改進(jìn)劑是磷酸氫二銨，在具有一定優(yōu)勢(shì)的環(huán)境下測(cè)定鎘含量，不存在干擾情況，進(jìn)而完善了測(cè)定的結(jié)果，通過(guò)測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示，RSD 以及回收率都達(dá)到了一定的要求，從而提高了回收率。通過(guò)采用石墨爐AAS 分析方法，體現(xiàn)了一定的優(yōu)越性，運(yùn)用該方法在檢出限、精密度以及準(zhǔn)確度等方面呈現(xiàn)出一定的效果。

比如，檢出限方面，依據(jù)樣品空白實(shí)施連續(xù)測(cè)定，經(jīng)過(guò)18次的測(cè)定，得出準(zhǔn)確的測(cè)定值，結(jié)果顯示出，檢出限的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值具有一定的偏差，其得出的檢出限為0.40ng/ml；在精密度方面，通過(guò)建立起來(lái)的測(cè)量方式對(duì)苦丁茶樹以及土壤樣品進(jìn)行平行測(cè)定，測(cè)定出的苦丁茶樹樣品以及土壤樣品的RSD全部小于5%，證明該方法在精密度測(cè)量良好，不僅如此，通過(guò)測(cè)定顯示結(jié)果，其測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值相吻合，相對(duì)誤差偏低，在10%以內(nèi)，回收率在90%-102%之間[3]。測(cè)定結(jié)果顯示，苦丁茶葉標(biāo)準(zhǔn)參考物的測(cè)定結(jié)果為：標(biāo)準(zhǔn)值在0.065±0.003 之間，測(cè)定值為0.056、0.053、0.058，平均值為0.0555，RSD為3.41%；土壤標(biāo)準(zhǔn)參考物的測(cè)定結(jié)果為：標(biāo)準(zhǔn)值在0.046±0.05 之間，測(cè)定值為0.46、0.43、0.45，平均值為0.455，RSD 為4.9%。而在經(jīng)過(guò)測(cè)試以后，回收率的結(jié)果體現(xiàn)在苦丁茶葉與土壤樣品的各個(gè)方面，具體包括測(cè)試的本底值、加入量、測(cè)定值以及回收率等等[4]。

在鎘含量測(cè)定的基礎(chǔ)上，對(duì)苦丁茶樹系統(tǒng)中鎘的分布進(jìn)行討論，依據(jù)海口苦丁茶研究基地提供的樣品，三種苦丁茶樹以及土壤中鎘的分布，除了華中冬青存在異常以外，其余均處于正常范疇。

正常范疇內(nèi)的苦丁茶冬青非根際土的平均含量在520.2ng/g，RSD 為3.58%、根際土壤平均含量在742.3ng/g，RSD 為2.1%、吸收根的平均含量為118.2ng/g，RSD 為1.6%、主根的平均含量為59.2ng/g，RSD 為4.59%、莖的平均含量為100.43ng/g，RSD 為2.07%、嫩葉的平均含量為199.6ng/g，RSD為1.48%、老葉的平均含量為185.6ng/g，RSD 為2.02%、枯葉的平均含量為43.17ng/g，RSD 為2.46%。大葉冬青非根際土的平均含量在185.2ng/g，RSD 為2.5%、根際土壤平均含量在283.1ng/g，RSD 為1.01%、吸收根的平均含量為84.2ng/g，RSD 為1.61%、主根的平均含量為56.4ng/g，RSD為1.3%、莖的平均含量為44.32ng/g，RSD為2.6%、嫩葉的平均含量為54.56ng/g，RSD為3.15%、老葉的平均含量為22.16ng/g，RSD 為1.05%、枯葉的平均含量為14.76ng/g，RSD 為2.19%。

而處于異常的華中冬青非根際土的平均含量在441.2ng/g，RSD為2.13%、根際土壤平均含量在252.2ng/g，RSD為3.07%、吸收根的平均含量為164.2ng/g，RSD為3.11%、主根的平均含量為82.2ng/g，RSD 為3.53%、莖的平均含量為34.22ng/g，RSD 為2.28%、嫩葉的平均含量為304.6ng/g，RSD為1.05%、老葉的平均含量為228.6ng/g，RSD 為2.45%、枯葉的平均含量為44.92ng/g，RSD 為2.35%[5]。依據(jù)苦丁茶樹與土壤樣品測(cè)定結(jié)果以及精密度的數(shù)據(jù)顯示，鎘在苦丁茶樹以及土壤當(dāng)中的分布具有較強(qiáng)的特征性，其中鎘含量的主要來(lái)源是土壤，與此同時(shí)，苦丁茶樹的根際土壤以及吸收根等對(duì)鎘具有一定的富集作用。依據(jù)這些數(shù)據(jù)以及內(nèi)容能夠得出，鎘含量的測(cè)定有利于對(duì)苦丁茶樹的種植環(huán)境的分析，從而找出其遷移的規(guī)律。由于土壤中的鎘含量對(duì)苦丁茶樹的影響以及鎘含量分布的具體特征，導(dǎo)致了苦丁茶茶產(chǎn)品存在一定的健康隱患，究其原因可知，苦丁茶嫩葉或是幼芽是最好的原材料[6]。鑒于此，應(yīng)控制鎘污染的重要途徑，提高苦丁茶樹種植環(huán)境質(zhì)量，以期實(shí)現(xiàn)苦丁茶的開發(fā)利用。

通過(guò)對(duì)苦丁茶樹種植環(huán)境的進(jìn)行合理化的控制，能夠?qū)㈡k元素進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而避免土壤中的污染源擴(kuò)散。減少苦丁茶種植過(guò)程中的污染現(xiàn)象，確?？喽〔璨枞~的健康安全，進(jìn)而在生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品的過(guò)程中，更具便利性[7]。實(shí)現(xiàn)苦丁茶的開發(fā)利用，能夠有效緩解人們的高血壓等病癥，對(duì)人們身體健康具有一定的保障。本文以土壤、苦丁茶系統(tǒng)中鎘含量以及分布為研究對(duì)象，探討了是否具備一定的可開發(fā)性，雖然在研究過(guò)程中積累了一定的數(shù)據(jù)，但是依據(jù)苦丁茶系統(tǒng)復(fù)雜、多變的形式而言，需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的整理、歸納，以完善研究的實(shí)效性，為今后的研究工作奠定一定的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的研究得知，石墨爐AAS 法具有一定的靈活度，檢出限度較低，但是針對(duì)復(fù)雜的樣品存在一定限制性。為了更好的完善實(shí)驗(yàn)分析工作，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用了聚四氟乙烯高壓密封方式，并將磷酸氫二銨作為改進(jìn)劑，有利于分析儀器、設(shè)備的優(yōu)化過(guò)程，進(jìn)而對(duì)苦丁茶樹系統(tǒng)中的鎘及其分布進(jìn)行有效測(cè)定，并取得了一定的效果。

[1]杜兵兵，羅盛旭，賈振亞等.苦丁茶樹土壤鉛的形態(tài)分布及生物有效性研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，03（07）：31-34.

[2]鄒耀華.石墨爐AAS法分析金銀花中鎘及其分布規(guī)律[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2011，06（11）：2679-2681.

[3]杜兵兵，羅盛旭，李輝等.土壤-苦丁茶樹系統(tǒng)中鉛的GF-AAS 測(cè)定及其分布特性[J].環(huán)境化學(xué)，2010，01（02）：310-314.

[4]羅盛旭，杜兵兵，王佰華等.土壤pH、Eh 對(duì)土壤-苦丁茶樹系統(tǒng)中鉛分布的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，05（12）：30-33-70.

[5]杜兵兵，羅盛旭，賈振亞，等.高壓密封消解FAAS法分析5種冬青科苦丁茶嫩芽中無(wú)機(jī)元素及其分布[J].化學(xué)分析計(jì)量，2010，02（02）：27-30.

[6]王小平，李凌.苦丁茶中28種元素含量分析及鎘浸出率研究[J].微量元素與健康研究，2005，05（03）：25-28.

[7]陳文，王湘君，林芳松等.AAS測(cè)定五指山苦丁茶中重金屬含量[J].生物技術(shù)世界，2012，02（10）：18-20.