粒度對(duì)X射線熒光光譜法測(cè)定小麥（粉）中鎘含量的影響

摘要：為了探究小麥（粉）樣品粉碎粒度對(duì)X射線熒光光譜法測(cè)定小麥（粉）中鎘含量的影響，將兩個(gè)不同梯度鎘含量的小麥天然陽(yáng)性樣品，分別粉碎制成能夠通過(guò)網(wǎng)篩孔徑為0.20、0.25、0.50、1.00、1.50 mm的不同顆粒粒度小麥粉，測(cè)試5種顆粒狀態(tài)的小麥粉及原糧中鎘含量。結(jié)果表明，樣品的粉碎粒度對(duì)檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性有顯著影響。采用不同X射線熒光光譜儀檢測(cè)小麥（粉）鎘含量，建議選擇通過(guò)孔徑不大于0.50 mm篩孔的小麥粉作為測(cè)試樣品，其測(cè)定結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性和精密度。

關(guān)鍵詞：X射線熒光光譜法；鎘；小麥；粒度

中圖分類號(hào)：TS211.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240521

Effect of particle size on determination of cadmium content in wheat （flour） by X-ray fluorescence spectrometry

Yin Hao 1， Yin Chenghua2， Lu Huili3， Li Min4， Geng Lina5

（ 1. Henan Institute of Food science Co.， Ltd.， Zhengzhou， Henan 450004； 2. Henan Province Measurement Standards and Product Quality Inspection and Testing Center， Zhengzhou， Henan 450000； 3. Henan Institute of Food and Salt Industry Inspection Technology， Zhengzhou， Henan 450003； 4. Zhengzhou Product Quality Inspection and Testing Center， Zhengzhou， Henan 450003； 5. Kaifeng Military Grain Supply Center， Kaifeng， Henan 475000 ）

Abstract： In order to explore the effect of grain size of wheat （powder） samples on the determination of cadmium content in wheat （flour） by X-ray fluorescence spectrometry， two naturally positive wheat samples with different gradients of cadmium content， Different grain sizes of wheat flour with mesh sizes of 0.20， 0.25， 0.50， 1.00 and 1.50 mm were crushed， and the cadmium content of wheat （flour） in 5 grain states and raw grains was measured. The results indicated that the particle size of the sample has a significant influence on the stability of the test results. Different X-ray fluorescence spectrometers were used to detect cadmium content in wheat （flour）. It was suggested to select wheat flour with mesh size less than 0.50 mm as the test sample， and the determination results had good stability and precision.

Key words： X-ray fluorescence spectrometry； cadmium； wheat； particle size

鎘是一種有毒的重金屬元素，過(guò)量攝入會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生強(qiáng)烈的致癌和致畸作用[1-3]。隨著工業(yè)的不斷快速發(fā)展，環(huán)境中隨著工業(yè)廢物和污水、金屬開(kāi)采和冶煉等釋放的重金屬部分會(huì)進(jìn)入土壤中，依賴于土壤生長(zhǎng)的農(nóng)作物極易受到重金屬污染[4-6]。由于鎘元素在土壤與植物間的高轉(zhuǎn)移率，依賴土壤生長(zhǎng)的小麥、水稻等糧食作物極易吸收土壤中的鎘[7]。糧食中積累的鎘元素會(huì)通過(guò)食物鏈傳遞，可能帶來(lái)嚴(yán)重的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，因此重金屬鎘元素檢測(cè)是糧食質(zhì)量監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[8-9]。鎘元素的檢測(cè)方法主要有石墨爐原子吸收法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等，其中石墨爐原子吸收法是食品中鎘測(cè)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，具有較高的準(zhǔn)確度。傳統(tǒng)的檢測(cè)小麥（粉）中鎘的方法使用的是國(guó)標(biāo)方法，為石墨爐原子吸收法。該法因其穩(wěn)定可靠、靈敏度高等受到廣泛應(yīng)用，但該法樣品前處理操作復(fù)雜，周期較長(zhǎng)，并且受到設(shè)備、人員和環(huán)境的制約，不適合基層人員的掌握和推廣。X射線熒光光譜法近年來(lái)逐漸用于糧食中鎘的檢測(cè)，該方法是一種快速的物質(zhì)測(cè)量方法。

本試驗(yàn)擬在前人[10]研究的基礎(chǔ)上，研究粒度對(duì)X射線熒光光譜法測(cè)定小麥（粉）鎘含量的影響，以期提高小麥（粉）中鎘含量測(cè)定的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

JYF-1/8型分樣器：無(wú)錫穗邦科技有限公司；FM200型超離心研磨儀：北京格瑞德曼儀器設(shè)備有限公司；BLH5700型糧食水分測(cè)試粉碎磨：浙江伯利恒儀器設(shè)備有限公司；CHOPINMR10L型混樣儀：法國(guó)肖邦技術(shù)公司；SYH-5型三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)：常州市東南干燥設(shè)備有限公司；PinAAcle 900T型原子吸收光譜儀：珀金埃爾默儀器有限公司；861L96型、861L13型 X射線熒光光譜儀：蘇州三值精密儀器有限公司；201488型、201489型X射線熒光光譜儀：北京鋼研納克有限公司；01A型、04A型 X射線熒光光譜儀：江蘇天瑞儀器股份有限公司。

1.2 材料和樣品處理

根據(jù)使用PinAAcle 900T型原子吸收光譜儀測(cè)定的小麥樣品鎘含量結(jié)果，選取兩種不同梯度鎘含量的天然陽(yáng)性小麥樣品，分別標(biāo)記為1號(hào)樣品和2號(hào)樣品。每種樣品充分混勻后分成6份，其中4份樣品分別使用網(wǎng)篩孔徑為0.20 mm（75目）、0.25 mm（60目）、0.50 mm（35目）、1.00 mm（18目）的超離心研磨儀粉碎成不同顆粒粒度的測(cè)試樣品待用；一份樣品使用糧食水分測(cè)試磨粉碎成能夠通過(guò)網(wǎng)篩孔徑為1.50 mm（10目）的大顆粒小麥粉測(cè)試樣品待用；留取一份不經(jīng)任何處理的小麥原糧樣品作為測(cè)試樣品待用。以上每種測(cè)試樣品分別充分混合均勻。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

為使X射線熒光光譜法測(cè)定小麥（粉）鎘含量的檢測(cè)方法（擬定糧食行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）中確定的樣品粒度更具代表性，能夠適用各個(gè)生產(chǎn)廠家不同型號(hào)的X射線熒光光譜儀，試驗(yàn)共采用市場(chǎng)上3個(gè)主要生產(chǎn)廠家6臺(tái)不同型號(hào)的X射線熒光光譜儀分別對(duì)不同粒度的樣品鎘含量重復(fù)檢測(cè)6次，按照格魯布斯檢驗(yàn)法剔除離散值后，采用χ2檢驗(yàn)比較鎘含量測(cè)定數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法中提供的精密度要求[11]，確定方法標(biāo)準(zhǔn)適宜的樣品粒度。

按照每臺(tái)X射線熒光光譜儀的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求，分別設(shè)定不同型號(hào)的X射線熒光光譜儀的測(cè)試參數(shù)。儀器預(yù)熱20～30 min后，進(jìn)行初始化校正，隨后開(kāi)始試驗(yàn)。不同廠家的儀器校準(zhǔn)方法可能會(huì)略有不同，應(yīng)按照產(chǎn)品使用說(shuō)明的規(guī)定進(jìn)行操作。

1.3.2 試驗(yàn)步驟

取足量樣品并倒入樣品杯中，蓋上蓋子并壓實(shí)壓平，打開(kāi)儀器主機(jī)的進(jìn)樣口蓋，將樣品置于測(cè)試孔，關(guān)好進(jìn)樣口蓋，調(diào)用儀器內(nèi)置校準(zhǔn)曲線，按“測(cè)量”鍵開(kāi)始測(cè)量，測(cè)試時(shí)間不得少于1 000 s。當(dāng)X射線管自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，測(cè)試結(jié)束，測(cè)試界面會(huì)出現(xiàn)測(cè)定值，選擇打印測(cè)試結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

從檢驗(yàn)結(jié)果看（表1、表2），小麥原糧、水分磨粉碎通過(guò)孔徑1.50 mm（10目）和研磨儀粉碎通過(guò)孔徑1.0mm（18目）篩網(wǎng)的小麥粉樣品，通過(guò)不同X射線熒光光譜儀檢測(cè)其鎘含量，檢驗(yàn)結(jié)果變異系數(shù)較大，其中：未經(jīng)過(guò)粉碎不同鎘含量的1號(hào)樣品和2號(hào)樣品，6臺(tái)不同型號(hào)X射線熒光光譜儀測(cè)定的鎘含量檢驗(yàn)結(jié)果變異系數(shù)最大，χ2均大于χ20.95（5）。粉碎通過(guò)孔徑為1.50 mm（10目）的1號(hào)樣品和2號(hào)樣品，除2號(hào)X射線熒光光譜儀檢測(cè)1號(hào)樣品鎘含量檢驗(yàn)結(jié)果外，其他X射線熒光光譜儀測(cè)定的1號(hào)樣品和2號(hào)樣品鎘含量檢驗(yàn)結(jié)果，χ2均大于χ20.95（5）。粉碎通過(guò)孔徑為1.00 mm（18目）的1號(hào)樣品和2號(hào)樣品，6號(hào)X射線熒光光譜儀檢測(cè)1號(hào)樣品鎘含量檢驗(yàn)結(jié)果，χ2大于χ20.95（5）；6臺(tái)不同型號(hào)X射線熒光光譜儀檢測(cè)2號(hào)樣品鎘含量檢驗(yàn)結(jié)果，χ2均大于χ20.95（5）。粉碎通過(guò)孔徑分別為0.2mm（75目）、0.25mm（60目）、0.5mm（35目）篩網(wǎng)的1號(hào)樣品和2號(hào)樣品，6臺(tái)不同型號(hào)X射線熒光光譜儀測(cè)定的鎘含量檢驗(yàn)結(jié)果變異系數(shù)較小，χ2均不大于χ20.95（5），說(shuō)明樣品的粉碎粒度大小對(duì)用X射線熒光光譜儀測(cè)定小麥（粉）中鎘含量的檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性有顯著影響。

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)不同粉碎粒度的小麥（粉）鎘含量陽(yáng)性樣品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，采用不同X射線熒光光譜儀進(jìn)行鎘含量的測(cè)定時(shí)，樣品粒度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性有顯著影響。采用水分磨粉碎通過(guò)孔徑1.5 mm（10目）的小麥粉樣品、采用研磨儀粉碎通過(guò)孔徑1.0 mm（18目）篩網(wǎng)的小麥粉樣品和未經(jīng)過(guò)粉碎的原糧樣品。因粒度較大，鎘含量分布不均勻，X射線熒光光譜儀檢驗(yàn)鎘含量結(jié)果變異系數(shù)較大，不能完全符合LS/T 6402—2017《糧油檢驗(yàn) 設(shè)備和方法標(biāo)準(zhǔn)適用性驗(yàn)證及結(jié)果評(píng)價(jià)一般原則》的要求。

（2） 粒度通過(guò)孔徑分別為0.2mm（75目）、 0.25mm（60目）、0.5mm（35目）篩網(wǎng)的小麥粉樣品，采用不同型號(hào)X射線熒光光譜儀檢測(cè)其鎘含量，測(cè)定結(jié)果均具有較好的穩(wěn)定性和精密度，符合LS/T 6402—2017《糧油檢驗(yàn) 設(shè)備和方法標(biāo)準(zhǔn)適用性驗(yàn)證及結(jié)果評(píng)價(jià)一般原則》的要求。因此，采用X射線熒光光譜儀測(cè)定小麥（粉）中標(biāo)鎘含量，建議選擇通過(guò)孔徑不大于0.5 mm（35目）篩孔的小麥粉作為測(cè)試樣品。

參 考 文 獻(xiàn)

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