小麥粉中重金屬檢測(cè)前處理方法的比較

◎楊小俊

（西藏農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)研究所，西藏 拉薩 850000）

小麥作為我國(guó)主要的糧食作物之一，在人們的一日三餐中占據(jù)著重要地位。隨著廣大消費(fèi)者生活水平的提高，其對(duì)日常飲食也就提出了更高的安全要求。而在小麥生產(chǎn)過(guò)程中，重金屬會(huì)通過(guò)一定的渠道富集在麥粒中，導(dǎo)致小麥粉中重金屬超標(biāo)，人們食用被污染的小麥粉后可能會(huì)出現(xiàn)一系列疾病。因此，對(duì)小麥粉中重金屬的含量進(jìn)行測(cè)定十分必要，而小麥粉樣品的前處理方法是準(zhǔn)確測(cè)定其重金屬含量的關(guān)鍵步驟之一。目前有多種可行有效的前處理方法，只有選擇合理且最佳的前處理方法，才能得到相對(duì)準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。小麥粉樣品前處理是整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中最耗時(shí)的步驟，同時(shí)前處理操作過(guò)程中重金屬元素的損失也會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，前處理方法選擇是否恰當(dāng)將直接在測(cè)試結(jié)果中體現(xiàn)[1]。本文利用微波消解法、濕法消解法分別對(duì)小麥粉進(jìn)行前處理后，測(cè)定重金屬含量，比較兩種前處理方法的優(yōu)勢(shì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小麥粉試樣；菠菜標(biāo)物：國(guó)家標(biāo)物中心提供，編號(hào)為GBW10015（GSB-6）。

1.2 儀器和試劑

1.2.1 儀器設(shè)備

ICE3500 型原子吸收光譜儀（配石墨爐原子化器），微波消解儀（配聚四氟乙烯消解內(nèi)罐、配趕酸裝置），可調(diào)式電熱板，高純氬氣（99.999%），分析天平（感量0.1 mg 和1 mg），三角瓶、小漏斗、容量瓶、移液管等玻璃儀器用15%的硝酸浸泡，再用去離子水洗凈。

1.2.2 試驗(yàn)試劑

鉛標(biāo)準(zhǔn)液：鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1.000 mg·mL-1，由國(guó)家標(biāo)物中心提供；鎘標(biāo)準(zhǔn)液：鎘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1.000 mg·mL-1，由國(guó)家標(biāo)物中心提供；硝酸、高氯酸：均為優(yōu)級(jí)純；試驗(yàn)用水均為二次去離子水。

1.3 樣品前處理

1.3.1 微波消解法

準(zhǔn)確稱取0.2 g（精確至0.001 g）試驗(yàn)樣品，每個(gè)樣品稱量6份分別置于微波消解罐內(nèi)，隨后加入6 mL HNO3加蓋擰緊，靜置過(guò)夜后用微波消解儀進(jìn)行消解，微波消解儀升溫程序見表1。在完成消解后待消解罐的溫度降低到70 ℃后，將消解罐取出并置于通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行緩慢泄壓放氣，等到消解罐內(nèi)的氣體完全放完后，緩緩打開消解罐蓋子，洗滌蓋子并將洗滌液轉(zhuǎn)移到消解罐內(nèi)，將消解罐置于趕酸裝置內(nèi)，于150 ℃趕酸至消化液為1 mL 左右取出，消解罐放冷后用1%的HNO3溶液洗滌消解罐2～3 次將消化液轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中并定容至刻度，混勻備用[2]。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。微波消解的過(guò)程（包括趕酸）3～4 h。

1.3.2 濕法消解法

準(zhǔn)確稱取樣品1.000 g（精確至0.001 g）于150 mL三角瓶中并加入10 mL 混合酸（硝酸∶高氯酸=9∶1），每個(gè)樣品稱量6 份，加蓋浸泡過(guò)夜，放一漏斗于三角瓶上，置于電熱板上于通風(fēng)櫥中加熱消解[3]，樣品120 ℃加熱0.5～1.0 h，升溫到150 ℃直至冒白煙，升溫至180 ℃繼續(xù)加熱至溶液無(wú)色透明。持續(xù)加熱至三角瓶底現(xiàn)鹽狀析出，取下放冷，用1%硝酸溶液少量多次洗滌三角瓶轉(zhuǎn)液至50 mL 容量瓶中冷卻定容，靜置過(guò)夜后進(jìn)行上機(jī)測(cè)定。并做試劑空白試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種前處理方法精密度、穩(wěn)定度、準(zhǔn)確度比較

采用微波消解法和濕法消解法分別對(duì)菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10015（GSB-6）進(jìn)行處理后，在儀器條件一致的情況下，測(cè)定重金屬鉛、鎘的含量，比較6 次測(cè)定的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和RSD，見表2。由表2 可見，兩種前處理方法處理后測(cè)定的平均值均在標(biāo)準(zhǔn)值[Pb 的標(biāo)準(zhǔn)值為（11.1±0.9）mg·kg-1、Cd 的標(biāo)準(zhǔn)值為（0.15±0.025）mg·kg-1]范圍內(nèi)，但參照標(biāo)樣含量微波消解法測(cè)得的鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)偏差均遠(yuǎn)小于濕法消解，而濕法消解法測(cè)定鉛、鎘含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值卻均是微波消解的數(shù)倍。由兩種消解方法對(duì)應(yīng)的測(cè)定值范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏比較分析說(shuō)明，微波消解法精密性及準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性較好。

表2 兩種前處理方法消解菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果表（n=6）

2.2 兩種前處理方法處理小麥粉樣品的測(cè)定結(jié)果

經(jīng)過(guò)兩種前處理方法處理的小麥粉中重金屬鉛、鎘結(jié)果見表3，微波消解法鉛的測(cè)定結(jié)果范圍為0.103～0.163 mg·kg-1、標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.021 2 mg·kg-1相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差16.6%； 鎘的測(cè)定結(jié)果范圍為0.085～0.099 mg·kg-1、標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.005 4、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差5.98%；濕法消解法鉛的測(cè)定結(jié)果范圍為0.084～0.156 mg·kg-1、標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.025 5 mg·kg-1、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差21.6%；鎘的測(cè)定結(jié)果范圍為0.065～0.097 mg·kg-1、標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.011 8 mg·kg-1、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差14.0%。因此，在小麥粉樣品兩種前處理比較中，微波消解法無(wú)論在穩(wěn)定性、精確度、效率等方面都要優(yōu)于濕法消解法。

表3 兩種前處理方法消解小麥粉的測(cè)定結(jié)果比較表（n=6）

2.3 兩種前處理方法基本參數(shù)比較

兩種前處理方法基本參數(shù)比較見表4。由表4可知，根據(jù)測(cè)定樣品特點(diǎn)及本實(shí)驗(yàn)室的情況，無(wú)論從效率、試劑用量、空白值、對(duì)環(huán)境的污染、操作難易程度等方面來(lái)看，微波消解法明顯優(yōu)于濕法消解法，但由于微波消解儀消解數(shù)量有限，也限制了樣品的前處理數(shù)量。比較兩種消解方法，微波消解法前處理耗時(shí)少，消解儀自動(dòng)消解，試劑用量相對(duì)較少，空白值低，條件比較易控制，待測(cè)重金屬損失小。濕法消解則是開放式消解，容易造成重金屬間的交叉污染，且在操作過(guò)程中會(huì)對(duì)人員造成一定的危害。

表4 兩種前處理方法基本參數(shù)比較表

3 結(jié)論與討論

微波消解儀消解試樣不能加入高氯酸，易產(chǎn)生爆炸。消解所需試劑應(yīng)統(tǒng)一，可以讓本底值統(tǒng)一。微波消解完以后能即刻取出，應(yīng)等消解罐冷卻至室溫后再開蓋，由于溫度過(guò)高易導(dǎo)致重金屬元素鉛、鎘揮發(fā)，從而對(duì)最終測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。濕法消解法用的酸均具有強(qiáng)烈的刺激性、腐蝕性，揮發(fā)性酸易形成酸霧，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員皮膚和呼吸系統(tǒng)可能造成嚴(yán)重傷害，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)在通風(fēng)條件下做好必要防護(hù)[4]。

通過(guò)以上兩種前處理方法進(jìn)行試驗(yàn)后，得到了相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)結(jié)果的分析比較，濕法消解和微波消解兩種前處理方法均符合實(shí)驗(yàn)室重金屬檢測(cè)要求[5]。但相比之下，微波消解方式具有密閉、高效、背景低、污染輕、安全等優(yōu)點(diǎn)[6]，其準(zhǔn)確度、精密度均優(yōu)于傳統(tǒng)消解方式，微波消法解精密度更高，樣品消解過(guò)程用時(shí)短且節(jié)省了勞動(dòng)力，利于大批量檢測(cè)。綜上所述，在小麥粉樣品重金屬檢測(cè)中，兩種前處理方法比較，微波消解法明顯優(yōu)于濕法消解法。