飼料中鎘含量的測定

楊琳芬,符金華,邢 磊

(江西省獸藥飼料監(jiān)察所 南昌 330029)

飼料中鎘含量的測定

楊琳芬,符金華,邢 磊

(江西省獸藥飼料監(jiān)察所 南昌 330029)

本實驗通過不同條件下測定飼料中的鎘的實驗結(jié)果比較獲得測定飼料中鎘含量的最佳條件。采用用WFX-120B原子吸收分光光度計，用火焰原子吸收光度法測定鎘含量，通過對比是否扣背景以及不同儀器測定情況，得到此方法的最佳工作條件是：燈電流是3mA，波長228.8nm，狹縫為0.4nm，不扣背景。可以得出扣背景時鎘含量測定結(jié)果過低，甚至實驗結(jié)果不正確；在老霧化器中抗干擾能力弱，吸光度普遍降低。發(fā)現(xiàn)采用該方法快捷，準(zhǔn)確，重復(fù)性好

鎘；檢測；原子吸收法

1 引言

鎘元素是一種有毒有害的微量元素，同時也是機(jī)體的非必需元素，過量容易使得機(jī)體受到損害。鎘對畜禽的毒性作用主要是由于蓄積在這些動物所采食的飼料中儲存的鎘,鎘慢性中毒的動物表現(xiàn)出生長受阻、機(jī)體衰弱、行動緩慢等癥狀。從而導(dǎo)致各臟器、骨骼、心血管系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)等組織器官表現(xiàn)出明顯的病變效應(yīng)而且其作用機(jī)理復(fù)雜。當(dāng)飼料中的鎘含量超標(biāo)時，會極大地影響相應(yīng)畜禽的生產(chǎn)性能甚至危及性命，對畜牧產(chǎn)業(yè)乃至食品產(chǎn)業(yè)造成巨大的損失；甚至最后可通過食品產(chǎn)業(yè)富集在人體內(nèi)，而且人體累積鎘后很難自行排出，長期積累大量的鎘會極大地危害人類健康。所以對飼料中鎘含量進(jìn)行測定有著十分重要的意義。市場上正規(guī)的飼料出售需要經(jīng)過相關(guān)飼料監(jiān)管所的嚴(yán)格測定。通常測定鎘的方法為國標(biāo)法，而各地區(qū)不同監(jiān)管所根據(jù)實際情況在不影響實驗結(jié)果的前提下對國標(biāo)法進(jìn)行相應(yīng)的改善。

1.4 檢測方法

鎘的檢測方法有多種，如共振光散射法、火焰原子吸收法、石墨爐原子吸收法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）和電感耦合等離子體發(fā)射光譜-質(zhì)譜法（ICP-MS）等。各個方法有各自的優(yōu)點和適用范圍，應(yīng)根據(jù)實際情況如檢測的樣品、檢測目的、檢測量等選擇。各個檢測方法都包括樣品的預(yù)處理和樣品上機(jī)檢測兩步。預(yù)處理方法包括干灰化法，酸消解法，微波消解法等[5]；上機(jī)檢測則方法不同所用儀器不同。

共振光散射法多用于水體中鎘含量的測定，其原理為對鄰菲啰啉和亮黃陰離子所產(chǎn)生的共振光散射具有顯著增強(qiáng)作用來間接測定飼料中鎘含量的方法[8]；較其傳統(tǒng)測定水體中鎘的方法——雙硫腙光度法具有無毒、簡便的優(yōu)點。共振光散射法因操作簡便，靈敏度高被廣泛應(yīng)用于環(huán)境分析等方面，但很少應(yīng)用于飼料檢驗方面。火焰原子吸收法和石墨爐原子吸收法都屬于原子吸收法；前者線性范圍窄，但重復(fù)性好、操作較為簡易；后者雖然范圍很窄、但其靈敏度高、測試速度快，故而被廣泛應(yīng)用于空氣、和土壤等環(huán)境中鉛、鎘含量測定。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）可同時檢測多種元素的含量，該方法線性范圍寬、分析速度快且準(zhǔn)確度、檢出限均能符合測定要求，但靈敏度較之電感耦合等離子體發(fā)射光譜-質(zhì)譜法（ICP-MS）偏低。電感耦合等離子體發(fā)射光譜-質(zhì)譜法（ICP-MS）在（ICP-AES）優(yōu)點的基礎(chǔ)上，兼具高靈敏度和低檢測限的優(yōu)點，在實際樣品分析中不易受其他因素影響。盡管檢測成本很低，快速準(zhǔn)確，但是用于購買儀器的費用十分昂貴；一般用于待測雜質(zhì)較多、且含量低的樣品檢測。

2 材料與方法

2.1 儀器和試劑

2.1.1 儀器

本實驗中采用WFX-120B原子吸收分光光度計（北京瑞利分析儀器公司）、箱式電阻爐（沈陽市節(jié)能電爐廠）、KSW電阻爐溫度控制器（余姚市長豐儀表廠）、電子天平（梅特勒-托利多儀器）、封閉電爐（天津拓至明實驗儀器技術(shù)開發(fā)公司）及其它實驗常規(guī)儀器（江西獸藥飼料監(jiān)察所提供）、瓷坩堝及其它實驗常規(guī)儀器（100 mL容量瓶、50 mL容量瓶、燒杯、玻璃杯、坩堝鉗、量筒、移液管、洗耳球等）。

2.1.2 試劑

GR優(yōu)級純硝酸（14 mol/L）、6 mol/L稀硝酸、GR優(yōu)級純鹽酸（12 mol/L）、6 mol/L稀鹽酸、1∶100稀鹽酸、鎘標(biāo)準(zhǔn)工作液。

2.2 樣品

濃縮料：乳豬專用濃縮料和乳豬濃縮料；配合料：肉雞配合料和種豬配合料；魚粉：進(jìn)口秘魯紅魚粉和國產(chǎn)魚粉。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

鎘標(biāo)準(zhǔn)工作液：該實驗室中的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液是1000 ug/mL，用1 mL移液管吸取1.0 mL鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液，加入100 mL容量瓶當(dāng)中，加水到刻度線，此過程要注意保持視線與液面水平，配得10 ug/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)工作液。注意工作液現(xiàn)配現(xiàn)用。

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

分別吸取0 mL、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL的鉛標(biāo)準(zhǔn)工作液放到50 mL容量瓶中，然后用1mL移液管加入2mL優(yōu)級純的鹽酸后，用去離子水進(jìn)行定容到刻度，制成濃度為0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后導(dǎo)入火焰原子分光光度計，將吸液管導(dǎo)入液面，用水調(diào)零，測定各種不同濃度相對應(yīng)的吸光度值。再以濃度和測得的吸光度值分別作為橫縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.4 樣品預(yù)處理

取濃縮料2種（乳豬專用濃縮料和乳豬濃縮料）、配合料2種（肉雞配合料和種豬配合料）、魚粉2種（進(jìn)口秘魯紅魚粉和國產(chǎn)魚粉）準(zhǔn)確稱取5 g試樣于坩堝中精確到0.0001 g；每個試樣取一個平行樣進(jìn)行對照，共12個坩堝。置于馬弗爐內(nèi)煅燒16h至試樣成白色和灰白色。待時間滿后，用坩堝鉗將樣品取出冷卻后，向坩堝中加入5mL水、5mL 6 mol/L的硝酸、5mL 6 mol/L的鹽酸、煮沸蒸干至4mL。將內(nèi)容物移入小燒杯，再以雙蒸水溶液以5mL為單位多次沖洗洗滌坩堝，洗液并入燒杯。待冷卻后用定量濾紙雙層過濾將燒杯中的溶液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶并用1∶100 HCL定容至刻度線。

2.5 不同條件下測定鎘含量

2.5.1 不同背景模式對測定結(jié)果的影響

取濃縮料2種，濃縮料用A表示（乳豬專用濃縮料A1和乳豬濃縮料A2）、配合料2種，配合料用B表示（肉雞配合料B1和種豬配合料B2）、魚粉2種，魚粉用C表示（進(jìn)口秘魯紅魚粉C1和國產(chǎn)魚粉C2），每個樣品有四份（對比樣和平行樣），上機(jī)測量其吸光度。分別在扣除背景和不扣背景兩種條件下對這些相同處理的樣品在標(biāo)準(zhǔn)曲線條件下進(jìn)行測定。

2.5.2 在儀器吸光度高低的情況下測定結(jié)果的影響

取濃縮料2種（乳豬專用濃縮料和乳豬濃縮料）、配合料2種（肉雞配合料和種豬配合料）、魚粉2種（進(jìn)口秘魯紅魚粉和國產(chǎn)魚粉），每個樣品有四份（對比樣和平行樣），上機(jī)測量其吸光度。分別采用不同吸光度的儀器對樣品在標(biāo)準(zhǔn)曲線條件下進(jìn)行測定。

2.6 儀器工作條件

采用WFX-120B系列原子分光光度計，光源是鎘空心陰極燈，燈電流是3mA，波長采用228.8nm，狹縫為0.4nm，火焰為氧化性藍(lán)色焰，燃燒器高度5mm，不扣背景。

3 結(jié)果

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作及線性結(jié)果

將配置好的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液放置成一排，對分光光度計進(jìn)行調(diào)零后，按照濃度順序先后搖勻后使吸液管伸入液面，待吸收峰進(jìn)入一個穩(wěn)定峰值時讀數(shù)；每一次讀數(shù)前需進(jìn)行調(diào)零。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制得到的結(jié)果見表1和圖1。

表1 吸光度值及其線性關(guān)系

圖1 不同濃度鎘標(biāo)準(zhǔn)工作液標(biāo)準(zhǔn)曲線

由表1可知，Y=0.2574X+0.0040，R=0.999，可知濃度和吸光度值線性關(guān)系良好，實驗較為成功。

3.2 不同背景模式對測定結(jié)果的影響

不同種類飼料分別在火焰扣背景和不扣背景兩種條件下所測得的鎘含量結(jié)果見表2。

表2中鉛含量的計算公式為相應(yīng)吸光度值代入兩個標(biāo)準(zhǔn)曲線中,而不扣背景和扣背景的情況下所得標(biāo)準(zhǔn)曲線不同，不扣背景情況下公式為：Y=0.2574X+0.004，扣背景時為：Y=0.2521X+0.007；兩者的相關(guān)系數(shù)也不同。然后將計算得到的濃度×稀釋倍數(shù)（稀釋倍數(shù)為50倍)/質(zhì)量。從表2的結(jié)果可以看出，采用火焰扣背景和火焰不扣背景兩種方式對相同處理樣品的測定結(jié)果影響較大。

3.3 精密度試驗結(jié)果

魚粉樣品1、2即進(jìn)口國產(chǎn)魚粉1和國產(chǎn)魚粉2，將魚粉1和魚粉2分別進(jìn)行四次測量，讀取吸光度值，對照標(biāo)準(zhǔn)方程得出其濃度（mg/mL）。魚粉1的質(zhì)量為5.0258，魚粉2的質(zhì)量為5.0264，將其帶入公式為（C1-C2）乘以稀釋倍數(shù)后再除以質(zhì)量，再將單位轉(zhuǎn)變?yōu)閙g/kg。獲得結(jié)果見表3。

表2 不同背景模式對鎘定結(jié)果的影響

表3 精密度表

由表3可知,魚粉1和魚粉2樣品的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為1.85%和1.09%,因此具有良好精密度。

4 分析與討論

4.1 標(biāo)曲的選擇

采用標(biāo)準(zhǔn)曲線的選擇比較當(dāng)其他條件一樣時，不同標(biāo)準(zhǔn)曲線下鎘的吸光度值所組成的曲線的相關(guān)系數(shù)；根據(jù)相關(guān)系數(shù)結(jié)果可知，標(biāo)準(zhǔn)曲線中鎘的含量范圍你在0～1.5μg/mL時，其相關(guān)系數(shù)都達(dá)到了99.9%，當(dāng)鎘濃度大于2，濃度高了，吸光度上不去，相關(guān)系數(shù)達(dá)不到要求，偏差較大，超過儀器的測定范圍。

4.2 是否扣背景

是否扣氘燈背景對鎘含量的測定有很大的影響，不扣背景會導(dǎo)致測得的鎘含量偏高甚至數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。飼料這種樣品基體并不十分復(fù)雜，且經(jīng)過干灰化法和算消解法后鎘離子幾乎可以全部解離出來，且鎘的吸光度本身較高。在不扣背景的條件下可以獲得標(biāo)準(zhǔn)值。而扣背景情況下鎘含量非常的低，可能的原因是氘燈在吸收干擾光線值過高或儀器問題等。

4.3 其他條件

采用國標(biāo)法測定，預(yù)處理時間長，步驟繁瑣，且有機(jī)溶劑層量較少，在放入吸液管時尚未得出穩(wěn)定結(jié)果（通過軟件出現(xiàn)一個吸收峰，當(dāng)該值在短時間內(nèi)保持不變時即為讀數(shù)），所得的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)較低；老霧化器則是吸光度值普遍降低。通常而言，當(dāng)將該軟件的狹縫和電流值改變時，即間接改變吸光度值的大小，所以不需要在這兩個條件下進(jìn)行測定比較。

4.4 關(guān)于飼料安全

飼料安全問題涉及到的方面很廣，從畜牧產(chǎn)業(yè)、食品產(chǎn)業(yè)到環(huán)境治理、人類疾病等，逐漸受到人們的關(guān)注。影響飼料安全的因素除環(huán)境污染對飼料原料的污染外，還包括：違禁藥物及藥物添加劑的違規(guī)使用、過量添加微量元素、飼料原料霉變或感染以及轉(zhuǎn)基因原料的安全問題[8]。而導(dǎo)致上述現(xiàn)象的原因主要是在國內(nèi)小農(nóng)養(yǎng)殖占較大比重的前提下，飼料安全與利潤最大化的矛盾、搜尋安全飼料的信息過于昂貴、小農(nóng)散養(yǎng)的養(yǎng)殖戶對于飼料安全和食品安全缺乏必要的了解等[9]。要解決這些問題，需要社會各方面共同努力。

5 結(jié)論

這一方法快捷，準(zhǔn)確，重復(fù)性好，操作簡易，分析誤差較低。能滿足精密度和準(zhǔn)確度分析要求，是測定飼料中鎘含量可行的快速方法。試樣在稱量、加熱、定容時都要注意準(zhǔn)確度的把握；特別是加熱時應(yīng)及時調(diào)好火焰大小避免溶液濺出等。操作要細(xì)致心，提前設(shè)計好流程。

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S816.17

A

1008-6137（2017）05-0031-05

楊琳芬.

2017-07-28.