極譜儀法測定大米中鎘的方法研究

摘要：采用極譜儀法測定大米中的鎘，通過調節儀器狀態，優化儀器條件，確定方法的檢出限為0.004 mg/kg、測定下限為0.016 mg/kg，對同一標準樣品分別采用極譜儀法和國家標準方法進行了6次平行測定，兩種方法測定結果均在保證值范圍內，相對誤差依次為-1. 99% -0. 97%、-1. 99%～0. 12%，并采用t檢驗與F檢驗得出兩種方法無顯著性差異。

關鍵詞：極譜儀法;大米中鎘;t檢驗;F檢驗

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（ 2020） 2-0148-02

1 引言

鎘是重金屬元素的一種，是人體非必須元素，在自然界中常以化合物狀態存在，一般與鋅等礦藏共存，在冶金、塑料、電子等行業中有著重要作用。隨著科技的發展，加上治理方法仍未完善，鎘污染在電鍍業、冶煉廠、礦石開采等中作為副產物出現，一部分以廢氣粉塵形式沉降于周圍土壤;一部分以污水形式污染周邊水體，最后間接污染土壤。據統計全球每年向環境中排放的鎘總量達到3萬t左右，其中約85%進入土壤，水稻是對鎘吸收最強的谷類作物。而水稻是我國，尤其是南方大部分省份的主要糧食作物之一，65%的中國人以稻米作為絕對主食。醫學文獻已經證明，鎘進入人體，多年后可引起骨痛等癥，嚴重時導致可怕的“痛痛病”[6]。

目前，國內測定大米中鎘的國家標準方法主要為《食品安全國家標準食品中鎘的測定》（GB 5009. 15-2014）[1]，采用石墨爐原子吸收光度法，方法較為成熟，儀器選擇性強、靈敏度高，但耗材費用較為昂貴，且樣品分析受基體干擾較大[5]。而極譜儀法測定大米中的鎘，采用標準加入法，儀器操作簡便，分析成本低，靈敏度高，選擇性好，抗干擾能力強，且廢液便于回收處理，環境污染小[7]。

2 方法原理

大米樣品經過前處理形成溶液，金屬鎘離子在一定電位下，部分的還原成金屬鎘，析出于汞電極表面，然后向電極施加反向電壓，使汞電極上的金屬鎘氧化而產生氧化電流，根據氧化過程的電流一電壓曲線進行分析測定。

3 實驗部分

3.1 儀器

（1）伏安極譜儀，型號884 Professional VA，生產廠家瑞士萬通。

（2）電子天平，分度值為0.1 mg。

（3）馬弗爐，型號F08IOC。

（4）pH計，型號PB-10。

（5）實驗室常用玻璃器皿。

3.2 試劑

（1）硝酸溶液：（1+99）硝酸溶液。

（2）鎘標準溶液。

（3）汞，光電源研究所（>99.999%）;

（4）緩沖溶液：55 mL 100%乙酸+37 mL 25%氨水，定容至500 mL，此溶液pH值約為4.6。

（5）氯化鉀飽和溶液。

3.3 實驗方法

稱取制備好的大米樣品約0.5 g（精確到0.1 mg）于石英干鍋中，放在電熱板上小火加熱至無煙，然后轉移至馬弗爐中，600℃加熱6h，至樣品變為灰白色或淺灰色，趁熱用1%硝酸溶解，并定容至50 mL[1]。打開極譜儀，調節儀器狀態，優化儀器條件，采用標準加入法測定消解樣品濃度。

4 結果與討論

4.1 檢出限

對實際大米樣品平行測定7次，計算7次平行測定的標準偏差，按《環境監測分析方法標準制修訂技術導則》（ HJ 168-2010）中規定，計算方法檢出限和測定下限[3]，結果見表1。

4.2 與國家標準方法的比較

分別采用極譜儀法和國家標準方法一石墨爐原子吸收分光光度法對編號為GBW（ E） 100349的標準大米樣品進行分析測定。

4.2.1 精密度

取顯著性水平α=0. 05，對編號為GBW（E）100349的標準大米樣品的6次測定值分別按照公式（1）與公式（2）進行t檢驗（基于成對數據的檢驗）和F檢驗（2個總體的情況）[4]，結果見表2。

4.2.2 準確度

對編號為GBW（ E） 100349的標準大米樣品進行6次測定，計算測定值與真值的相對誤差，結果見表3。

5 結語

采用極譜儀法測定大米中鎘的方法檢出限為0.004 mg/kg，與國家標準方法《食品安全國家標準食品中鎘的測定》（GB 5009. 15 - 2014）[1]的檢出限相當，遠低于我國現行的《糧食衛生標準》（GB 2175 - 2016）和《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB 2762 -2017）中規定大米中鎘的限量值o.2 mg/kg[4]。

采用極譜儀法與國標方法進行準確度實驗，對同一標準樣品進行6次測定的濃度值均在保證值范圍內，相對誤差依次為-1.99%～0. 97%、-1. 99%～0. 12%。

采用極譜儀法與國標方法進行精密度實驗，對實驗結果進行t檢驗與F檢驗，由表中數據可知，兩種方法無顯著性差異。

參考文獻：

[1]GB 5009. 15-2014.食品安全國家標準食品中鎘的測定[s].北京：國家標準出版社，201 4.

[2]盛驟，謝式千，潘承毅，概率論與數理統計（第四版）[M].高等教育出版社，2008：178-192.

[3]環境保護部.HJl68 2010，環境監測分析方法標準制修訂技術導 則[s].北京：環境保護部，2010.

[4]耿安靜，大米鎘限量標準現狀分析及建議[J].中國食物與營養.2015，21（5）：14-17.

[5]任劍豪，大米中鎘的測定方法及研究進展[J].農產品加工，2017 （3）.

[6]劉斌，黎天勇，蔡揚堯，“鎘大米”的現狀、危害及修復方法簡述[J].食品安全.2018（21）.

[7]藏鵬遠，大米中鉛、鎘等重金屬元素的檢測技術綜述[J].食品安全導刊，2015（33）.

作者簡介：張雷（1989-），男，工程師，主要研究方向環境監測。