懸浮進樣石墨爐原子吸收光譜法測定大米中的鎘

◎ 鄭雪芝

（清遠市食品檢驗中心，廣東 清遠 511500）

近年來食品的質量安全問題已經成為政府及百姓關注的焦點，在食品的質量安全問題中有毒有害重金屬嚴重超標及污染環境的問題極其突出，其中大米中重金屬鎘的超標引起了人們極大的關注。本次實驗采用懸浮液直接進樣與以往方法存在著很大的不同之處，懸浮液直接進樣可以對金屬元素進行快速測定，操作方法簡便、快速、無污染且不會造成被測元素的揮發，靈敏度高且準確性好[1]。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

Perkin Elmer AAnalyst 800型原子吸收分光光譜儀、全自動進樣器、Cd空心陰極燈、標準THGA石墨管和石墨接觸錐，均由美國珀金埃爾默（PE）公司生產；超聲波清洗器（KQ3200B型）；超純水器；感量分析天平（HR-200）；旋風式樣品磨。

1.2 材料與試劑

選取廣東省地區生產的大米作為研究對象。

曲 拉 通TritonX-100（分 析 純）；超 純 水（18.2 MΩ·cm）；0.5% HNO3+0.5%曲拉通懸浮稀釋液：取潔凈的500 mL容量瓶先加入適量純水，加入曲拉通2.5 mL，再加入2.5 mL濃硝酸，輕輕旋搖，于超聲波脫氣機上超聲至曲拉通完全溶解，最后加純水定容至刻度。

Cd標 準 使 用 液10.0 mg·L-1：準 確 吸 取Cd標 準儲 備 液（1 000 mg·L-1）1.0 mL放 入100 mL容 量 瓶中，加稀釋液定容。再從其中準確吸取1.0 mL至另一100 mL容量瓶，再加稀釋液定容至刻度。

0.1% Pd(NO3)4+0.06% Mg(NO3)2混合液為基體改進劑：準確稱量0.1 mg硝酸鈀和0.06 g硝酸鎂于小燒杯中，加入適量曲拉通稀釋液溶解（為避免攪拌產生過多泡沫，可置于超聲清洗機中超聲溶解），將溶液移入100 mL容量瓶中，用稀釋液沖洗幾次燒杯并移入容量瓶內，最后加稀釋液定容至刻度。

1.3 儀器工作條件及參數

Cd空心陰極燈；燈能量：40～60 mA；分析線：228.8 nm；光譜通寬：0.2 nm；燈電流量3.0 mA；負高壓：315 V；夾縫寬度：0.2～1.0 nm；載氣與交換氣：氬氣與空氣；氬氣出口壓力：0.5 Mpa，空氣速率2.5 L·min-1；背景校正為氘燈。儀器設定參數見表1。

表1 石墨爐原子吸收分光光度計最佳工作條件表

1.4 樣品懸浮液的制備

將去殼樣品大米于65 ℃烘干，置于樣品磨中充分粉碎后，過180目篩，取篩下物作試樣準確稱量，稱樣約0.5 g于50 mL聚乙烯材料離心管中（因懸浮液穩定性隨樣品濃度增大而降低，所以本方法中稱樣應比干灰化法少），用0.5% HNO3+0.1%曲拉通稀釋液稀釋至10 mL，置于超聲波清洗器中超聲30 min，取出加稀釋液定容至刻度。

1.5 儀器的調節

將配制好的懸浮樣液搖勻后倒入進樣杯，設定試樣進樣編號及其對應位置。進樣20 μL，基體改進劑5 μL，依次加稀釋液0 μL、4 μL、8 μL、16 μL和20 μL至混合室與標準鎘樣液混勻進樣，配制成梯度濃度樣液，繪制校正曲線，校正曲線為Y=0.003 5x+0.000 2，相關系數=0.999 98。

1.6 方法對比

（1）傳統干灰化法。精密稱量約2 g樣品于潔凈坩堝，將蓋子半蓋于坩堝上，于電爐上小火碳化，直至無煙后移入高溫馬弗爐灰化8 h，灰分用0.2%硝酸溶液定容至25 mL比色管中上機備用。測定時以0.2% HNO3校正空白，儀器繪制標準曲線2.5 μg·L-1、5.0 μg·L-1、7.5 μg·L-1和10.0 μg·L-1，校正系數r=0.999 98。注入樣液測定，與校正曲線對比定量[2]。

（2）曲拉通作懸浮液的外標法。樣品前處理與本實驗方法相同，用0.5%HNO3+0.1%曲拉通稀釋液代替干灰化法中0.2%HNO3作校正空白，其余步驟與干灰化法相同。

（3）曲拉通作懸浮液標準加入法。本實驗所用方法。

2 結果與分析

2.1 方法對比

同樣環境條件下，按1.6方法對相同批次樣品進行5次測定，各方法樣品稀釋倍數為20，將所測數據進行比對，比對結果見表2。結果表明，曲拉通作懸浮進樣標準加入法相對干灰化法及曲拉通作懸浮進樣外標法所得結果較好。

表2 實驗數據結果比對表（單位：μg·L-1）

2.2 懸浮液選擇及穩定性考查

實驗選擇曲拉通為懸浮穩定劑。懸浮液中曲拉通含量與懸浮液的黏度和穩定性成正比，懸浮液隨濃度增大，懸浮能力增強，但曲拉通溶液黏度過大，用自動進樣器進樣時，樣品留在進樣口周圍，影響測定的精度。故從黏度和穩定性兩者影響因素進行綜合考慮，選擇1.5 g·L-1的曲拉通溶液作為懸浮液。

2.3 實驗條件和儀器參數設定的關鍵性

（1）實驗時應選用高性能穩定性強的空心陰極燈，并設置合適的燈電流參數和適當預熱后再進行實驗，使燈發射特征銳線光譜持續穩定射出，以免光源強度變化而產生基線漂移[3]。

（2）對于大米固體試樣，灰化時應設置兩步灰化、斜坡升溫等關鍵的升溫程序來消除其影響[4]。

2.4 基體改進劑的選擇及改進程度考查

本實驗采用的基體改進劑0.1% Pd(NO3)4+0.06%Mg(NO3)2混合液與傳統方法所用基體改進劑(NH4)2HPO4相比具有優勢。(NH4)2HPO4主要作用于消除Cl-的干擾，在灰化階段(NH4)2HPO4受熱分解產生H2與Cl-形成HCl揮發，同時形成還原性的氛圍從而減少Pb、Cd與Cl-形成氯化物損失，Pd(NO3)4+Mg(NO3)2混合液在干燥階段Pd4+、Mg2+以氧化物的形式穿透到涂層下的石墨中，因灰化階段能夠承受更高的灰化溫度，減少Cd灰化時大量揮發造成的損失，且Pd對Cd譜線不存在干擾。綜合各類因素，在本方法中比(NH4)2HPO4更具優越性[5]。

2.5 方法準確度檢驗

本方法中儀器可自動稀釋配備標準曲線，自動多次注入樣品進行測定，使鎘濃度在0～10 μg·L-1，標準曲線性良好，回歸方程Y=0.003 5x+0.000 2，回歸系數r=0.999 8。

在樣品中添加鎘的標準溶液，添加5個平行樣，分別進行加標回收率實驗，測定結果見表3。

表3 回收率實驗表

實驗證明，加標回收率實驗中加標量不能過大，一般可為待測物含量的0.5～2.0倍，且加標后的總質量不應超過方法的測定上限；加標的濃度宜較高，加標的體積應很小，一般應不超過試樣體積的1%。通過表3可知回收率為97.6%～103.7%，符合實驗要求。

3 結論

懸浮液進樣-石墨爐原子吸收光譜法測定大米中的鎘，方法簡單、快速、有效。使用懸浮液處理樣品，無需用酸進行消解處理或高溫碳化灰化灼燒，減少了干擾成分的引入和被測金屬元素的損失。通過對市場流通大米的檢測分析可知，方法精密度、準確度可達到測試要求，可用于檢測大米中的鎘。