環(huán)繞加熱濕法消解-石墨爐原子吸收光譜法測定大米中的鎘含量

王澤科

（湖南省益陽市食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗中心，湖南 益陽 413000）

大米是人類主要食物之一，因此大米的質(zhì)量與人類的身體健康有著緊密聯(lián)系。隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬污染現(xiàn)在已成為人們關(guān)注的一個焦點，其中金屬鎘對人體毒性很大，是世界衛(wèi)生組織（PCS）確定的須優(yōu)先研究的污染食品的17種毒物之一。隨著食物（大米）進(jìn)入人體內(nèi)的鎘，大部分蓄積在腎臟和肝臟，產(chǎn)生急性和慢性反應(yīng)，可引起腎臟慢性中毒，高血壓和動脈粥樣硬化，甚至使人產(chǎn)生致畸致突變作用，因此大米中金屬鎘的測量對于保證食品安全和人體健康具有重要意義。

目前，常用于測定鎘的方法主要有:分光光度法、火焰原子吸收法、石墨爐原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法。石墨爐原子吸收光譜法測定精密度好，準(zhǔn)確度高，靈敏度高；樣品前處理方法有:一般濕法消解法、干法消解法、微波消解法。筆者采用一體環(huán)繞加熱式濕法消解方法，用石墨爐原子吸收光譜法測定大米中的鎘含量，以期為保證食品安全提供參考。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

ED36智能樣品處理器；50 mL聚四氟乙稀消解管；AA7003型原子吸收光譜；石墨管。鎘標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（國家有色金屬及材料分析測試中心生產(chǎn)）標(biāo)準(zhǔn)值:1000μg/mL，相對不確定度為0.7%。0.5 mol/L硝酸；30%過氧化氫；高氯酸；基體改進(jìn)劑:20 g/L磷酸銨溶液。

1.2 儀器工作條件

時間常數(shù)為1，積分時間為1，測量單位為μg/L，測定波長228.4 nm，狹縫0.2 nm，燈電流1.4 mA，石墨爐升溫程度見表1。

表1 石墨爐升溫程度

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品前處理大米樣品去雜后粉碎，過100目篩，然后按四分法稱取樣1 g左右于消解管中加入混合酸[硝酸+高氯酸+雙氧水（5+1+1）]10 mL，塞上帶孔管塞，先放置過夜進(jìn)行冷消化，后放入ED36智能樣品處理器消解孔中，先將溫度設(shè)置成65℃15 min，緩慢加熱使樣品與酸完全混合，再升溫到100℃，此時消解管中充滿紅棕色濃煙，保持30 min，樣品消解，樣品溶液透明，呈淡黃色。打開管塞，升溫到180～190℃，趕走多余的酸，溶液無色清亮，至消解液約2 mL左右時，取下冷卻，用去離子水稀釋至50 mL，搖勻，同時作空白試驗。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制取1000μg/m L鎘標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1 mL，于100 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的HNO3溶液定容，得10μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液，再分別移取不同量的10μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液于50 m L容量甁中，用0.5 mol/L HNO3稀釋至刻度，搖勻，配成0、1、2、3、4、5μg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液。在樣品溶液和系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入基體改進(jìn)劑10μL。進(jìn)樣量10μL。按儀器工作條件進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 消解方法的選擇

干法消解法溫度過高，金屬原子回收率低；濕法消解法雖然消解完全，但加酸過多，對結(jié)果干擾比較大，時間也長；微波消解消化雖完全，但所需樣品量太少，一次消解樣品個數(shù)也少。現(xiàn)在有一種一體環(huán)繞加熱式濕法消解方法，采用此法消化所用酸在消化管內(nèi)回流，帶孔管塞既安全及時的泄壓又不致使酸大量揮發(fā)帶走測試成分，同時節(jié)省酸的用量，減少對環(huán)境的污染，因此不僅消解過程快，溫控均一，消解、趕酸、定容無需轉(zhuǎn)移就能達(dá)到微波消解的效果，而且一次處理樣品個數(shù)多，對測量結(jié)果的重復(fù)性和干擾性有所提高。

2.2 消解試劑及程序

2.2.1 消解試劑不同酸的揮發(fā)溫度不同，消化效率也不同，濃硝酸具有較強(qiáng)的氧化性，它可以將許多樣品中的痕量元素釋放出來，形成易溶于水的硝酸鹽。樣品被氧化后硝酸自身產(chǎn)生氣體，通過煮沸排除，然而硝酸沸點低，對于基質(zhì)復(fù)雜難消化樣品必須長時間消解或加入其他強(qiáng)氧化劑才能完全破壞有機(jī)物和其他基質(zhì)。高氯酸雖然有強(qiáng)氧化性，沸點高，能完全破壞有機(jī)物和其他基質(zhì)，但反應(yīng)劇烈，容易發(fā)生爆炸以及難排除干凈其殘留，對石墨管有破壞作用，因此要少用。過氧化氫具有較強(qiáng)的氧化性且消解完畢后，易于將剩余的酸蒸發(fā)掉，以減少對原子吸收光譜檢測的干擾。試驗稱取樣品1 g左右，分別加入不同比例的硝酸、高氯酸和過氧化氫進(jìn)行試驗，結(jié)果表明:用濃硝酸5 mL、高氯酸1 mL、過氧化氫1 mL混合，能將樣品溶解完全，得到清澈透明的溶液。

2.2.2 消解程序由于樣品中有豐富的化學(xué)成分和含有多種抗氧化物質(zhì)，因此除了選擇適當(dāng)?shù)乃狍w系外，選擇合適的消解溫度和時間也十分重要。消解前須將樣品進(jìn)行冷消化即用混合酸在消解管中浸泡樣品放置過夜，先分解掉一部分有機(jī)質(zhì)，以免消化樣品時反應(yīng)劇烈，瞬間壓力過高造成消化液沖出管塞濺出。然后再按一定的程序進(jìn)行消解。

消化時，先將溫度設(shè)置成65℃，進(jìn)行低溫消化，防止反應(yīng)過于激烈。15 min后，再將溫度調(diào)至100℃，既加快反應(yīng)速度，又保證樣品與酸充分接觸反應(yīng)，使樣品消解完全。大約30 min，待冷卻后，取出消解管，揭開管塞，看是否完全消解若消化不完全的，可補(bǔ)加1至2 mL混合酸，直至得到透明澄清溶液；消化完全的，加熱至180～190℃趕酸，直到消化液只有1至2 mL時，即可定容。

2.3 基體改進(jìn)劑加入量的選擇

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.15-2003，加入5 mL基體改進(jìn)劑磷酸銨溶液20 g/L以消除干擾，試驗結(jié)果表明:加入小于10 mL的20 g/L磷酸銨溶液可以獲得更好效果。

2.4 線性范圍和檢出限

按試驗方法對鎘系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，鎘的質(zhì)量濃度與其對應(yīng)的吸光度呈線性關(guān)系，曲線方程:Y=19.0677 X-0.0522，線性相關(guān)系數(shù):0.9998；相關(guān)指數(shù):0.9995。取空白溶液進(jìn)行11次測定，求出其標(biāo)準(zhǔn)偏差（δ），由此計算方法的檢出限（3σ）為0.1μg/kg，大米中含鎘限量值一般為0.2μg/kg，因而此方法能夠滿足分析要求。

2.5 方法的準(zhǔn)確度和精密度

稱取大米樣品1.00 g，加入鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，0.1 mg進(jìn)行回收試驗，回收率結(jié)果見表2。

表2 回收率試驗結(jié)果

按試驗方法對3個樣品平行測定7次，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.1%、1.0%、1.2%。

3 結(jié)論

用混合酸[硝酸+高氯酸+雙氧水（5+1+1）]作消解液，采用環(huán)繞加熱式濕法消解，消化完全，一次處理樣品個數(shù)多，安全快速，石墨爐原子吸收光譜法能準(zhǔn)確、快速測定大米中鎘含量。加標(biāo)回收試驗表明，方法快速省時，有較高的精密度和準(zhǔn)確度。實際樣品測定表明，該方法是測量大米中鎘含量最實用、準(zhǔn)確、快速的方法。

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