優(yōu)化檢測(cè)方法準(zhǔn)確檢測(cè)大米中鉛鎘含量

呂舟博

大米在我國(guó)居民日常飲食中占有非常重要的地位，是我國(guó)居民最主要的食物之一，南方人基本上每天都會(huì)食用大米。大米重金屬污染對(duì)大米的安全性具有嚴(yán)重威脅，如果含有鉛與鎘的大米被消費(fèi)者食用，其中的鉛和鎘就會(huì)進(jìn)入人體，并在人體逐漸聚集，最終導(dǎo)致人體發(fā)生癌變、畸形等病變?；诖耍仨毧茖W(xué)檢測(cè)大米中的鉛鎘含量，確保大米的安全性。目前針對(duì)大米中鉛與鎘的檢測(cè)，最常見的方法就是原子吸收法。在檢測(cè)大米中鉛與鎘含量的過(guò)程中，很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是對(duì)大米的前期處理，這個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)直接影響到大米檢測(cè)的準(zhǔn)確性和有效性。本次研究使用微波消解法對(duì)大米樣本進(jìn)行前期處理，在此基礎(chǔ)上采用石墨爐原子吸收法進(jìn)行檢測(cè)。

一、方法

1.儀器。AA-7000原子吸收儀（島津）及配套的石墨爐、鉛、鎘空心陰極燈；電子天平；粉碎機(jī)；純水器；電熱板等。

2.試劑。硝酸、鹽酸（優(yōu)級(jí)純）；雙氧水（分析純）；100mg/L鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（選購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；GSB一22大米標(biāo)準(zhǔn)樣品。

3.樣品前處理。精確稱取0.50g經(jīng)粉碎過(guò)20目篩的大米樣品，加入微波消解罐中，再倒入6mL硝酸、2mL鹽酸和3mL雙氧水。將內(nèi)蓋蓋緊實(shí)，外保護(hù)層擰緊，小心、輕微地放入消解儀中。按說(shuō)明進(jìn)行操作，待消解完后不要急于下一步操作，待其冷卻至室溫后再移至電熱板上加熱以去除氮氧化物，觀察溶液待其澄清，白煙完全消失后移至容量瓶中。用2%硝酸溶液定容至50mL搖勻后待測(cè)，同時(shí)做樣品空白。

4.測(cè)定。將處理好的樣品加入AA-7000原子吸收儀中測(cè)定，相關(guān)參數(shù)按需設(shè)定。鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)液濃度為0.1ug/ml（配備方法：將濃度為1000mg/L的鉛、鎘儲(chǔ)備液用硝酸稀釋而成）。標(biāo)準(zhǔn)吸取0.1ug/ml鉛0.0、10.0、20.0、40.0ml于容量瓶中稀釋定容，同樣吸取0.1ug/ml鎘0.0、0.5、1.0、2.0、3.0ml于容量瓶中稀釋定容。再分次吸取鉛、鎘不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液20ul置入AA-7000原子吸收儀中測(cè)定吸光度。

二、結(jié)果

1.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。以吸光度為縱坐標(biāo)、濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。鉛的吸光度與濃度的一元線性方程為：y=0.00495x+0.0744，r2=0.9995；鎘的吸光度與濃度的一元線性方程為：y=0.0759x-0.0415，r2=0.9992。

2.含量測(cè)定。采用公式X=（A1-A2）×V×1000/m×1000。其中，X為試樣中測(cè)定物的含量（ug/kg或ug/l），A1為定消液中測(cè)定物含量（ng/ml），A2為空白液中測(cè)定物含量（ug/l），V為消化液總體積（ml），m為試樣質(zhì)量（g）。經(jīng)計(jì)算，鉛含量為0.153 mg/kg、鎘含量為0.217 mg/kg。

3.準(zhǔn)確度和精密度試驗(yàn)測(cè)定。精確稱取6份0.5g同樣的大米標(biāo)準(zhǔn)樣品置于消解罐中，消解方法同上，鉛、鎘測(cè)定值在標(biāo)示值范圍內(nèi)。6次測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為8.07%和8.51%。鉛的標(biāo)準(zhǔn)值為0.09±0.03mg/kg，六次測(cè)定值分別是0.078、0.084、0.089、0.081、0.075、0.071mg/kg，平均值為0.080mg/kg，RSD/%為8.08；鎘的標(biāo)準(zhǔn)值為0.018±0.002mg/kg，六次測(cè)定值分別是0.016、 0.021、0.019、0.016、0.017、0.016mg/kg，平均值為0.018mg/kg，RSD/%為8.52。

4.加標(biāo)回收試驗(yàn)。取適量的大米樣品進(jìn)行消解處理。樣品溶液按方法4中的步驟制備，并在其中加入一定量鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。鉛的本底值為0.074mg/kg，加標(biāo)量為0.1、0.2、0.3mg/kg，加標(biāo)后的測(cè)定值為0.166、0.281、0.362mg/kg，回收率分別是92.0%、103.5%、96.5%。鎘的本底值為0.012mg/kg，加標(biāo)量為0.1、0.2、0.3 mg/kg，加標(biāo)后的測(cè)定值為0.103、0.207、0.318mg/kg，回收率分別是91.0%、97.5%、102.0%。本次研究結(jié)果顯示，石墨爐原子吸收法在檢測(cè)大米中鉛鎘含量，測(cè)定的鉛、鎘加標(biāo)回收率在91.0%-103.5%，方法加標(biāo)回收率較好。

三、結(jié)論

目前針對(duì)大米中的鉛與鎘的檢測(cè)，最常見的方法就是原子吸收法。這種方法又可以細(xì)分為火焰原子吸收法和石墨爐原子吸收法。后者具有操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、檢出限低、檢測(cè)準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，在大米鉛鎘檢測(cè)過(guò)程中能夠發(fā)揮良好作用。前期處理是檢測(cè)的重要環(huán)節(jié)，此過(guò)程是檢測(cè)中耗時(shí)、費(fèi)力最多的部分，其處理效果直接影響檢測(cè)的精準(zhǔn)性。以往多采用干灰化法、濕消解法、電熱板混酸消解法。這些方法所需的設(shè)備和儀器雖比較簡(jiǎn)單，而且能夠達(dá)到較快的有機(jī)物分解速度，但所用試劑劑量多，在消解過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量酸霧，這種酸霧對(duì)工作人員的身體會(huì)產(chǎn)生負(fù)面作用。且該方法操作復(fù)雜、干擾因素多、準(zhǔn)確性不易控制。微波消解法具有使用試劑量少、消解快的優(yōu)點(diǎn)，因在密閉的消解罐中進(jìn)行，不易受干擾，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染，可大大提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

大米含有很多的有機(jī)質(zhì)，微波消解法能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)大米的消解。消解過(guò)程中使用的高氯酸能夠去除大米中的有機(jī)物。需要注意的是，在微波消解過(guò)程中使用高氯酸會(huì)產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)。因此在微波消解過(guò)程中單一酸無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)大米的完全消解，還需要加入其他的酸。本次研究選擇鹽酸-硝酸—雙氧水消解體系對(duì)大米樣品進(jìn)行微波消解前處理，通過(guò)這種配合，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)大米的完全消解。雙氧水是弱酸性氧化劑，無(wú)需高溫便可分解為高能態(tài)活性氧，在與硝酸共用時(shí)可增強(qiáng)其氧化性，提高消化速度。而硝酸分解出的NO3-能與樣品中其他陽(yáng)離子結(jié)合生產(chǎn)硝酸鹽，在灰化階段被清除，不會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。值得注意的是，硝酸及雙氧水必須保證其純度，才能確保檢測(cè)的精密度及準(zhǔn)確性。

本次研究結(jié)果顯示，鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系良好，其檢測(cè)限分別為0.153 mg·kg-1、0.217mg·kg-1，方法加標(biāo)回收率在91.0%-103.5%之間。由此可見，原子吸收法在檢測(cè)鉛鎘含量的過(guò)程中能夠達(dá)到良好的準(zhǔn)確度、精密度，而且其檢出限較低。不僅如此，石墨爐原子吸收法還操作簡(jiǎn)單、成本很低，值得推廣應(yīng)用。