快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定大米中鎘含量的研究

吳麗敏 甘鵬

【摘 要】我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，為人們提供優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要求。但是近些年環(huán)境污染較為嚴(yán)重，讓農(nóng)作物發(fā)育期間積累過(guò)多重金屬，會(huì)對(duì)人們身體健康造成一定影響。本文利用快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法，對(duì)于大米鎘含量進(jìn)行測(cè)定。和微波消解法并無(wú)顯著性差異。旨在為我國(guó)農(nóng)作物測(cè)定貢獻(xiàn)力量，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法；鎘；大米測(cè)定

Determination of Cadmium in rice by rapid digestion and standard addition method

WU Limin， GAN Peng

Shapingba District Center for Disease Control and Prevention， Chongqing 400038， China

【Abstract】China is a large agricultural country. Providing people with high-quality agricultural products is the basic requirement of Chinas agricultural production.However，in recent years，environmental pollution is more serious， so that excessive heavy metals are accumulated during crop development， which will have a certain impact on peoples health. In this paper， the content of cadmium in rice was determined by rapid digestion standard addition method. There was no significant difference with microwave digestion. It aims to contribute to the determination of crops in China and promote the quality of agricultural production in China.

【Key Words】Fast digestion standard addition method； Cadmium； Determination of rice

作為一種擁有較強(qiáng)毒性的重金屬，鎘會(huì)通過(guò)人的飲食，逐漸在人體中產(chǎn)生富集，通過(guò)慢性中毒方式，對(duì)于人的肝、腎等器官造成損傷，嚴(yán)重會(huì)造成器官功能衰竭，影響人正常生活與發(fā)育。而作為主食的大米、小麥，如果發(fā)生鎘金屬污染，對(duì)于大眾群體的生命健康將會(huì)造成嚴(yán)重影響。所以，需要對(duì)大米含有的鎘進(jìn)行系統(tǒng)性研究。

1 實(shí)驗(yàn)材料與檢測(cè)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本文應(yīng)用到以下實(shí)驗(yàn)儀器：ICE3500原子吸收光譜儀、MARS6微波消解儀、BHW石墨電熱趕酸器、明澈TM-D 24UV超純水系統(tǒng)，以及XS104電子天平、研磨機(jī)與50mLPP刻度離心管。而實(shí)驗(yàn)材料則有GBW08612鎘單元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，濃度為1000μg/mL、分析級(jí)65%硝酸、優(yōu)級(jí)純磷酸二氫銨，以及大米成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

1.2 檢測(cè)方法

以《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測(cè)定》（GB 5009.15-2014），進(jìn)行鎘元素的檢測(cè)[1]。對(duì)于快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法，需要在進(jìn)行快速消解前，預(yù)先稱(chēng)取0.3g的實(shí)驗(yàn)樣品，將其置入于離心管內(nèi)，注入2mL的硝酸，并將蓋子調(diào)整至合適松緊度，通過(guò)加速煙氣散發(fā)，避免管內(nèi)壓力超過(guò)最大限度，也可以降低因硝酸蒸發(fā)影響檢測(cè)效果。把離心管放于石墨趕酸器內(nèi)，以120℃消解15min。然后將蓋子打開(kāi)，靜置10min。于煙氣完全消散后，等待液體并冷卻，通過(guò)純水對(duì)其定容；對(duì)于微波消解法，需要在微波消解前，稱(chēng)取0.3g的實(shí)驗(yàn)樣品，將其放在消解罐內(nèi)，添加8mL的硝酸，放進(jìn)微波消解儀內(nèi)，進(jìn)行相應(yīng)的消解處理，待溫度降至50℃以下后，開(kāi)罐放在石墨趕酸器上，以160℃進(jìn)行趕酸，直到溶液接近干燥，冷卻，并轉(zhuǎn)移到10mL容量瓶?jī)?nèi)，通過(guò)純水進(jìn)行定容。

1.3 儀器運(yùn)行條件

對(duì)于原子吸收光譜儀運(yùn)行檢測(cè)條件，需要將波長(zhǎng)控制在228.8nm，以4mA的HCL燈，調(diào)整狹縫至0.5nm，并利用塞曼背景進(jìn)行校正。石墨爐升溫條件，見(jiàn)表1；微波消解程序，見(jiàn)表2。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

利用標(biāo)準(zhǔn)加入法設(shè)計(jì)大米的標(biāo)準(zhǔn)曲線，以1mL的規(guī)格吸取已消解定容的大米樣品，將其記作“Test”，作為加標(biāo)基質(zhì)應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)組是為空白試劑，其進(jìn)樣程序如表1所示。吸取16μL的大米樣品、16μL的純水作為稀釋液、5μL的磷酸二氫銨作為基體改進(jìn)劑，讓實(shí)際進(jìn)樣量可以控制在37μL左右，見(jiàn)表3。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

為避免背景值對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)造成過(guò)大影響，現(xiàn)應(yīng)用1.4進(jìn)行定量測(cè)試。把加入基質(zhì)Test的待測(cè)元素含量記作x，吸光度值記作y，并以加入待測(cè)的元素鎘標(biāo)準(zhǔn)濃度（μg/L）當(dāng)成橫坐標(biāo)，而對(duì)應(yīng)的吸光度在剔除Test的吸光度數(shù)值后，將數(shù)值當(dāng)成縱坐標(biāo)應(yīng)用，利用Microsoft Office Excel2021軟件，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)測(cè)驗(yàn)結(jié)果，在鎘濃度處于0μg/L～5μg/L階段，擁有最佳線性條件，所以將0、0.5、1.0、1.5、2.0μg/L當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)用。在波長(zhǎng)為228.8nm標(biāo)準(zhǔn)下，對(duì)于大米樣品繪制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，吸光度值為0.001、0.060、0.108、0.172、0.217，如圖1所示。經(jīng)驗(yàn)證，大米的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)超過(guò)0.995，滿足相關(guān)系數(shù)要求。即以標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定大米具有穩(wěn)定的線性關(guān)系。

2.2 方法處理效果與準(zhǔn)確度

在消解程序中，快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法處理時(shí)間為15min，而微波消解法則需要進(jìn)行70min的處理，在處理時(shí)間方面，前者更具有優(yōu)勢(shì)。

以有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)于大米溶液進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明測(cè)定實(shí)際數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)值擁有±10%的相對(duì)誤差，滿足GB 5009.15-2014要求。以大米成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)當(dāng)成加標(biāo)基質(zhì)，以0.05mg/kg、0.1mg/kg、0.15mg/kg的3種梯度進(jìn)行鎘的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，分別處理3份樣品，而且每份樣品需要進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定。結(jié)果顯示，3種鎘濃度梯度的加標(biāo)回收率在99.2%～103.5%，擁有101.8%的平均回收率，處于實(shí)驗(yàn)室鎘回收率范圍內(nèi)，即證明表明快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法對(duì)于鎘檢測(cè)可以獲得良好的準(zhǔn)確度。

2.3 方法比較

利用微波消解法處理實(shí)驗(yàn)樣品，并通過(guò)外標(biāo)法定量，配合原子吸收光譜儀，獲得大米成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的鎘含量數(shù)據(jù)。根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，將其和快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，兩者的均值并沒(méi)有顯著性差異。即快速消解–標(biāo)準(zhǔn)加入法和微波消解法在對(duì)大米的測(cè)定結(jié)果方面擁有一致性。對(duì)兩種方法進(jìn)行比較， 快速消解–標(biāo)準(zhǔn)加入法在處理時(shí)間（15min）方面要遠(yuǎn)低于微波消解法的處理時(shí)間（70min）；在處理步驟方面，前者僅有稱(chēng)量樣品、添加硝酸、消解處理、溶液定容的四個(gè)常規(guī)步驟。但是后者除這四步外，還需要進(jìn)行消解罐泡酸、趕酸、轉(zhuǎn)移等額外步驟。前者擁有更少的實(shí)驗(yàn)步驟，可以有效避免實(shí)驗(yàn)被外界因素污染，影響測(cè)定數(shù)據(jù)；對(duì)于樣品用量，前者是以鎘含量對(duì)于稱(chēng)樣量進(jìn)行調(diào)整，在0.3g～1g之間浮動(dòng)[3]。后者則是以微博消解儀為準(zhǔn)，用量則是在0.3g～0.5g之間浮動(dòng)。前者可以通過(guò)提升實(shí)驗(yàn)用量的方法，提高實(shí)驗(yàn)檢測(cè)準(zhǔn)確度；硝酸用量方面，前者僅需要2mL，而后者則需要8mL，前者節(jié)約75%的硝酸用量，使用更為經(jīng)濟(jì)；而實(shí)驗(yàn)儀器，前者主要應(yīng)用石墨電熱趕酸器與原子吸收光譜儀，后者則需要額外購(gòu)置微波消解儀，不僅需要額外花費(fèi)資金購(gòu)置處理設(shè)備，處理效率也有一定降低。所以，應(yīng)用快速消解–標(biāo)準(zhǔn)加入法，對(duì)于我國(guó)糧食市場(chǎng)的大規(guī)模重金屬檢測(cè)更具有應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)論

對(duì)于快速消解-標(biāo)準(zhǔn)加入法，實(shí)際測(cè)定效果和當(dāng)前廣泛應(yīng)用的微波消解法差別不大，而且檢測(cè)速度與成本更低，使用的檢測(cè)儀器采購(gòu)價(jià)格低廉，可以用在大批量檢測(cè)大米中鎘含量工作中，對(duì)于提升食品安全具有重要意義，值得對(duì)該技術(shù)進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 張浩然，徐汀，田愷，等.快速消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定飼料用菜籽粕中的鉻，砷，鎘，汞和鉛含量[J].飼料研究，2021，44（19）：5.

[2] 李霞雪，劉愛(ài)平，陳亞，等.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定蔬菜中鉻、鎘、砷、鉛、汞的含量[J].期刊論文，2019，55（1）.

[3] 陳亮.快速消解-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定食品中砷含量[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2021，12（6）：5.