環繞加熱濕法消解-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量安全監督檢驗中心，湖南 益陽 413000）

大米是人類主要食物之一，因此大米的質量與人類的身體健康有著緊密聯系。隨著工業的發展，重金屬污染現在已成為人們關注的一個焦點，其中金屬鎘對人體毒性很大，是世界衛生組織（PCS）確定的須優先研究的污染食品的17種毒物之一。隨著食物（大米）進入人體內的鎘，大部分蓄積在腎臟和肝臟，產生急性和慢性反應，可引起腎臟慢性中毒，高血壓和動脈粥樣硬化，甚至使人產生致畸致突變作用，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、原子發射光譜法。石墨爐原子吸收光譜法測定精密度好，準確度高，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。鎘標準物質（國家有色金屬及材料分析測試中心生產）標準值: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；基體改進劑:20 g/L磷酸銨溶液。

1.2 儀器工作條件

時間常數為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，先放置過夜進行冷消化，后放入ED36智能樣品處理器消解孔中，先將溫度設置成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 標準曲線繪制取1000μg/m L鎘標準物質1 mL，于100 mL容量瓶中，用0.5 mol/L的HNO3溶液定容，得10μg/mL的鎘標準使用液，再分別移取不同量的10μg/mL的鎘標準使用液于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鎘標準溶液。在樣品溶液和系列標準溶液中加入基體改進劑10μL。進樣量10μL。按儀器工作條件進行測定。

2 結果與分析

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，一次消解樣品個數也少。現在有一種一體環繞加熱式濕法消解方法，采用此法消化所用酸在消化管內回流，帶孔管塞既安全及時的泄壓又不致使酸大量揮發帶走測試成分，同時節省酸的用量，減少對環境的污染，因此不僅消解過程快，溫控均一，消解、趕酸、定容無需轉移就能達到微波消解的效果，而且一次處理樣品個數多，對測量結果的重復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溫度不同，消化效率也不同，濃硝酸具有較強的氧化性，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生氣體，通過煮沸排除，然而硝酸沸點低，對于基質復雜難消化樣品必須長時間消解或加入其他強氧化劑才能完全破壞有機物和其他基質。高氯酸雖然有強氧化性，沸點高，能完全破壞有機物和其他基質，但反應劇烈，容易發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。過氧化氫具有較強的氧化性且消解完畢后，易于將剩余的酸蒸發掉，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行試驗，結果表明: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成分和含有多種抗氧化物質，因此除了選擇適當的酸體系外，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質，以免消化樣品時反應劇烈，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行消解。

消化時，先將溫度設置成65℃，進行低溫消化，防止反應過于激烈。15 min后，再將溫度調至100℃，既加快反應速度，又保證樣品與酸充分接觸反應，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 基體改進劑加入量的選擇

根據國家標準GB/T5009.15-2003，加入5 mL基體改進劑磷酸銨溶液20 g/L以消除干擾，試驗結果表明: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準溶液進行測定，鎘的質量濃度與其對應的吸光度呈線性關系，曲線方程:Y=19.0677 X-0.0522，線性相關系數:0.9998；相關指數:0.9995。取空白溶液進行11次測定，求出其標準偏差（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 方法的準確度和精密度

稱取大米樣品1.00 g，加入鎘標準溶液，0.1 mg進行回收試驗，回收率結果見表2。

表2 回收率試驗結果

按試驗方法對3個樣品平行測定7次，測定結果的相對標準偏差分別為1.1%、1.0%、1.2%。

3 結論

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

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