ICP-MS測定貴州地區大米中Pd、Cd、As元素的含量及安全評估*

馮婷婷，但 茜，高 敏，張 建，馬義虔

(貴州省產品質量檢驗檢測院，貴州 貴陽 550016)

大米作為中國大部分地區的主要食品深受民眾的青睞。但是隨著現代工業的發展，以及在水稻種植過程中化肥農藥的施用不合理和稻米加工過程中引起的污染[1]都會使稻米被重金屬污染的危險增大，從而危害身體健康。產出的大米重金屬超標的情況日趨嚴重[2]由于人體的代謝能力限制，進入身體的大部分重金屬會積蓄在人體內，對人體健康產生潛在威脅[3]。

如As、Cd可引發人類癌癥，已被國際癌癥研究機構(IARC)列為Ⅰ類致癌物。一度引起轟動的“鎘大米”已經在人們的眼前展現了它給人體健康帶來的嚴重后果，鎘(Cd)大米通常是指大米中Cd元素含量超過國家標準限定值的大米[4]。它以食物為載體進入人體，較大一部分在腎臟蓄積，其次是蓄積在肝臟，當含量達到一定水平的時候會對腎臟、骨骼和消化系統起損害作用，會導致腎衰竭、骨軟化及骨質疏松等，危及人體健康[5-6]。Pb可對消化系統、神經系統、血液系統等造成驗證損害[7-9]。

與此同時，對健康越發看重以及相關部門逐步完善的監管制度，食品安全便是百姓關注的焦點和相關部門監管的重點，所以對食品質量與安全的要求會越來越高。所以提高大米中重金屬的檢測技術用于監控和分析大米污染情況具有重大意義。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

iCAP Qc-UItiMate 3000電感耦合等離子體質譜儀，DIONEX；MARS6微波消解儀，美國CEM；VB24UP趕酸器，北京萊伯泰科儀器股份有限公司；Chorusl超純水系統，英國Elga；AE200電子分析天平，Mettler。

65%硝酸(GR)，Merck公司；30%過氧化氫(GR)，Merck公司；100 mg/L多元素標準溶液，國家有色金屬離子及電子材料分析測試中心；小麥粉國家標準物質(GBW08503c)，國家糧食局科學研究院；豆角國家標準物質(GBW10021)，IGGE。

采集貴陽、安順、黔東南、黔南、遵義等5地區的大米樣品共200份。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理

稱取約0.5 g樣品放入微波消解罐中，加入6 mL HNO3和2 mL H2O2，扭緊罐蓋，放入微波消解儀進行消解，消解完成后冷卻至室溫，定容至50 mL，搖勻備用。同時做樣品空白[10]。

1.2.2 大米的判定依據和安全評估方法

判定依據：依照GB 2762-2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》中規定的限量值作為判定標準，即，Pb≤0.2 mg/kg；Cd≤0.2 mg/kg；As≤0.2 mg/kg[11]時為合格。

評估方法：以單項污染指數為基礎和內梅羅綜合污染指數[12-16]評價大米的安全程度。單項污染指數計算方法：

Pi=Ci/Si

(1)

其中，Pi為污染物元素i的污染指數，Ci為污染物元素i的實測值，Si為污染物元素i的評價標準。當Pi≤1.0時表明大米未被污染，Pi>1.0時，表明大米已受污染。

綜合污染指數計算方法：

(2)

其中，Pz為綜合污染指數，Pmax為Pi最大值，Pave為Pi平均值，當Pz≤0.7為優良，0.73.0為重度污染[14]。

2 結果與討論

2.1 測定方法的結果

2.1.1 精密度和回收率

選取一個大米樣品溶液，對大米中Pb、Cd、As 3種元素進行7次重復性測定實驗，并且根據測定的數據結果計算相應的相對標準偏差，其范圍在2.2%～4.8%，見表1。表明此方法精密度高，穩定性好。

表1 精密度測試結果

選取一個大米樣品進行加標回收率實驗來驗證方法的準確度。將此大米稱取四份，兩組為本底組，兩組為加標組，加標組加入Pb、Cd、As標準溶液，同時做試劑空白，在同等條件下對2組樣品進行前處理及測定，根據測定結果計算加標回收率，結果見表2。

表2 加標回收率實驗結果

從表2可以看出，3種元素的加標回收率范圍在92.6%～100.4%?；厥章瘦^高，表明此方法準確度良好。

2.1.2 線性范圍和相關系數

表3 標準曲線和方法檢出限

從表3中可知：As、Pb、Cd 3種元素的相關系數均大于0.999，線性范圍在0～2 μg/L，檢出限在0.0002～0.0372 mg/kg范圍，表明該方法靈敏度高。

2.2 大米中Pb、Cd、As元素含量分析

采集貴州5個產區的大米共200份，測定結果見表4。依據GB 2762-2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》中的限量規定，本實驗大米中Pb的超標數為1份，超標率為0.5%；Cd的超標數為0，超標率為0%；As的超標數為2份，超標率為1%。

表4 Pb、Cd、As 測定結果

圖1 Pb、Cd、As 元素的地區分布特征

各地區Pb、Cd、As元素的含量分布特征見圖1，具體表現為Pb元素遵義>貴陽>安順>黔東南>黔南，Cd元素黔南>安順>黔東南>貴陽>遵義，As元素黔南>安順>遵義>貴陽>黔東南。且5個地區中Pb、Cd、As 3種元素的污染程度均為As>Cd>Pb。

2.3 安全評估結果

在200份樣品測定結果中，根據單因子污染指數計算方法分析得出的結果為：Pb的單因子污染指數Pi>1.0的樣品為1份，Cd的指數單因子污染Pi>1.0的樣品為3份，As的單因子污染指數Pi>1.0的樣品25份。

根據綜合污染指數計算方法得出Pz=1.14，即1.0

3 結 論

(1)方法靈敏度好、精密度好、準確度較高；

(2)根據大米中Pb、Cd、As三種元素的檢出情況可以看出，Pb元素在貴州幾個地區的污染程度都很低。Cd元素的檢出率為100%，均在安全限值內。As元素的檢出率為100%，有超標情況，總體測定值偏高，說明貴州地區的環境土壤中As元素含量較高，分布較廣；

(3)貴州地區大米的實際綜合污染水平低于輕度污染。但As元素單因子污染指數說明貴州地區的大米正面臨著被As元素大量污染的風險；

(4)根據GB 2762-2017，大米中Pb、Cd、As三種元素的超標率非常低，表明幾種元素在大米中的含量較少，絕大部分都符合國家標準限量，可認為總體上是相對安全，品質良好的。但也應該注意長期攝入含重金屬的大米對健康有一定的風險。