珀金埃爾默 直接爐內(nèi)消解石墨爐原子吸收光譜　快速分析大米中鎘含量

逯文娟

近日，隨著廣東鎘大米超標(biāo)事件擴(kuò)大化，湖南大米鎘超標(biāo)問(wèn)題曝光在大眾面前。湖南成為此次鎘大米事件“重災(zāi)區(qū)”，株洲、衡陽(yáng)、郴州、益陽(yáng)、常德等多個(gè)地區(qū)的大米企業(yè)均被檢測(cè)出鎘超標(biāo)。據(jù)廣東省質(zhì)監(jiān)局5月公布的兩批次共計(jì)151次的名單中，上榜大米的鎘含量普遍達(dá)到0.4～0.5mg/kg，其中最高達(dá)到1.12mg/kg。鎘大米事件再次引發(fā)了國(guó)內(nèi)民眾對(duì)于食品安全的憂慮。

珀金埃爾默（PerkinElmer）作為分析儀器行業(yè)的領(lǐng)先者，以“人類健康”和“環(huán)境健康”為使命，關(guān)注食品安全領(lǐng)域，食品行業(yè)提供了先進(jìn)的分析測(cè)試技術(shù)方案。珀金埃爾默于6月20～21日，在國(guó)家地質(zhì)測(cè)試中心組織開(kāi)展了采用石墨爐AAS直接進(jìn)樣方法進(jìn)行“米鎘”檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)觀摩活動(dòng)，邀請(qǐng)了珀金埃爾默的相關(guān)客戶及專業(yè)媒體共同參與，體驗(yàn)測(cè)試的全過(guò)程。本刊記者有幸參與體驗(yàn)了此次現(xiàn)場(chǎng)觀摩活動(dòng)，并就相關(guān)檢測(cè)技術(shù)問(wèn)題，采訪了珀金埃爾默北京CKC無(wú)機(jī)技術(shù)支持張萍女士。

記者：鎘大米事件屬于重金屬污染問(wèn)題，重金屬污染目前是否是食品污染的重要因素之一？

張萍：作為農(nóng)產(chǎn)品重要污染指標(biāo)之一的重金屬，我國(guó)很多農(nóng)田受到重金屬污染，這些重金屬被農(nóng)作物吸收，最終可能會(huì)導(dǎo)致糧食或蔬菜受到污染。

今年6月1號(hào)新實(shí)施國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)《食品中污染物限量》GB 2762-2012，對(duì)各類食品中鉛、鎘、汞、砷、錫、鎳、鉻7種重金屬進(jìn)行了限量值強(qiáng)制要求，這些指標(biāo)占了總規(guī)定限量項(xiàng)目的53%以上（7/13）。新標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)對(duì)我國(guó)居民健康構(gòu)成較大風(fēng)險(xiǎn)的食品污染物和對(duì)居民膳食暴露量有較大影響的食品種類設(shè)置限量規(guī)定，突出安全性要求。大米是我國(guó)居民膳食鎘的主要來(lái)源，其他食物對(duì)我國(guó)居民膳食鎘的攝入量影響較低，控制大米鎘含量幾乎能控制我國(guó)居民二分之一的鎘膳食暴露。如對(duì)大米中鎘的限量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.2mg/kg，高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)0.4mg/kg（CAC，2006）。

記者：飲食中鎘超標(biāo)，會(huì)給人們帶來(lái)哪些危害？

張萍：作為一種重金屬元素，鎘在環(huán)境中遷移活躍，過(guò)量攝入會(huì)給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。過(guò)量鎘通過(guò)呼吸渠道進(jìn)入人體，嚴(yán)重的可致支氣管炎、局部急性肺炎、肺水腫等疾病。飲食攝取過(guò)量鎘會(huì)造成急性中毒，引發(fā)肝臟和腎臟的損傷。長(zhǎng)期攝入過(guò)量鎘也會(huì)造成慢性中毒，引發(fā)呼吸道和腎臟問(wèn)題。此外，鎘還會(huì)引起骨質(zhì)疏松，增加發(fā)生骨折的風(fēng)險(xiǎn)，其化合物還具有致癌性。日本“痛痛病”的罪魁禍?zhǔn)?，就是“鎘米”。在日本富山縣，采礦活動(dòng)帶來(lái)的含鎘污水被灌溉至稻田，人們因長(zhǎng)期食用鎘米引起鎘中毒，受害者達(dá)到數(shù)百人。農(nóng)業(yè)部門近年的抽查和學(xué)者的研究也表明，我國(guó)約10%的稻米存在鎘超標(biāo)問(wèn)題。

記者：我國(guó)已執(zhí)行的食品中污染物限量新標(biāo)規(guī)定，鎘在大米中的限量標(biāo)準(zhǔn)為0.2mg/kg，高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。那么對(duì)于鎘大米的檢測(cè)手段有哪些特殊要求？

張萍：限量標(biāo)準(zhǔn)為0.2mg/kg，但一般實(shí)際樣品鎘含量可能會(huì)更低，需要檢測(cè)方法檢測(cè)限在GB/T 5009.15方法中，石墨爐檢出限是0.1μg/kg以下。這樣就需要嚴(yán)格控制檢測(cè)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，如器皿、酸、水、樣品前處理過(guò)程污染控制、儀器檢測(cè)能力等。

記者：針對(duì)鎘大米檢測(cè)，目前行業(yè)主要采用哪些檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備？效果如何？

張萍：目前，實(shí)驗(yàn)室主要采用微波消解或敞開(kāi)濕法消解，原子光譜技術(shù)，如石墨爐原子吸收或等離子體質(zhì)譜等檢測(cè)手段。

例如，G B 5 0 0 9.3 6糧食—GB 5009.15（12）-2003針對(duì)食品中鎘（鉛）的測(cè)定，采用石墨爐原子吸收光譜法，樣品前處理方法包括壓力消解罐消解法、干法灰化、過(guò)硫酸銨灰化法及濕式消解法。這些樣品前處理方法存在兩點(diǎn)不足：一是需要消解、趕酸等環(huán)節(jié)，消耗大量高純?cè)噭?，同時(shí)費(fèi)時(shí)；二是容易因試劑污染、過(guò)程污染或損失，帶來(lái)誤差。

記者：珀金埃爾默針對(duì)鎘大米檢測(cè)提供了哪些解決方案？具有怎樣的優(yōu)勢(shì)？

張萍：除上述常規(guī)檢測(cè)手段外，我們提供獨(dú)特的直接爐內(nèi)消解石墨爐原子吸收光譜技術(shù)能夠快速準(zhǔn)確分析大米中鎘含量。

該法基于珀金埃爾默獨(dú)特儀器設(shè)計(jì)，包括：THGA（橫向加熱）石墨爐；專利縱向交流zeeman效應(yīng)背景校正；獨(dú)特的通空氣、氬氫氣體等技術(shù)，消除有機(jī)物、氯化物等的干擾；彩色TubeView石墨爐攝像頭；業(yè)內(nèi)最高靈敏度、新型內(nèi)置直流ASCOM石墨爐電源；專利TTC（真實(shí)溫度控制）技術(shù)，石墨爐溫度準(zhǔn)確到±10℃；自動(dòng)節(jié)氣停水技術(shù)；專利BOC（自動(dòng)基線調(diào)零）技術(shù)，每次測(cè)定讀數(shù)前，自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)漂移校正，克服由于燈、電路漂移或石墨爐兩邊石英窗變臟引起的零點(diǎn)變化，長(zhǎng)時(shí)間測(cè)定穩(wěn)定性好。

該方法所帶來(lái)的檢測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)包括以下幾方面：（1）靈敏度高；（2）分析速度快（從稱樣到檢測(cè)報(bào)告小于30分鐘）；（3）結(jié)果準(zhǔn)確度高（國(guó)內(nèi)外大米標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值完全一致）；（4）重現(xiàn)性穩(wěn)定性好（RSD<2%）；（5）完全避免了繁瑣的樣品前處理帶來(lái)的各種污染；（6）試劑用量為常規(guī)方法5%以內(nèi)。

記者：請(qǐng)您具體介紹一下，珀金埃爾默提供的獨(dú)特的直接爐內(nèi)消解石墨爐原子吸收光譜技術(shù)測(cè)定法，在樣品前處理環(huán)節(jié)有哪些特色？

張萍：該檢測(cè)方法采用快速樣品前處理方法——不完全消解法。操作過(guò)程大致如下：將樣品碾碎（如果是面粉類樣品可以直接進(jìn)樣，如果是非面粉類樣品無(wú)須粉末，約需5分鐘），準(zhǔn)確稱取約0.2000g樣品于50mL刻度管中，用適量去離子水濕潤(rùn)搖勻（1mL左右），加入0.5mL濃硝酸（BV-3級(jí)），120度加熱約20～30分鐘溶解取下稍冷，用0.1%曲拉通定容至10mL，再應(yīng)用石墨爐分析。其大大簡(jiǎn)化復(fù)雜的樣品前處理過(guò)程，節(jié)省了檢測(cè)的時(shí)間。

記者：隨著食品檢測(cè)需求的提升，快速檢測(cè)發(fā)展迅速，在鎘大米及食品中其他重金屬檢測(cè)領(lǐng)域，快速檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用情況如何？

張萍：鎘大米及食品中其他重金屬快速檢測(cè)需求越來(lái)越大，但大多數(shù)方法均為篩查方法，極少數(shù)達(dá)到限量值要求，往往需要送至實(shí)驗(yàn)室作進(jìn)一步檢測(cè)。而獨(dú)特爐內(nèi)消解石墨爐原子吸收光譜技術(shù)能夠滿足上述快速檢測(cè)要求。

早在2006年，珀金埃爾默中國(guó)技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)就已陸續(xù)開(kāi)發(fā)了一系列相關(guān)檢測(cè)方法，如針對(duì)食用油中重金屬、奶粉中Pb，以及膠囊中Cr的快速分析檢測(cè)方法等。

爐內(nèi)消解石墨爐原子吸收光譜技術(shù)同時(shí)也適應(yīng)于其他重金屬檢測(cè)，相關(guān)要點(diǎn)總結(jié)如下：測(cè)定Cd、Pb等元素的粉末狀樣品，可以采用懸浮液穩(wěn)定劑直接稀釋上機(jī)測(cè)定；如果是固體樣品，沒(méi)有直接溶解的溶劑，可以用硝酸快速不完全溶解樣品后，用石墨爐直接進(jìn)樣分析；采用標(biāo)準(zhǔn)加入校準(zhǔn)法，能夠很好消除基體對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。