幾種農產品運用原子吸收儀進行重金屬檢測的探析

◎ 徐 惠，余 磊

（1.遂寧市農產品檢驗監測中心，四川 遂寧 629000；2.內江市動植物疫病防控和農產品質量檢測中心，四川 內江 641000）

農產品、糧油谷物等檢測，主要是通過先進儀器、試驗和相關的檢測方法，對其重金屬含量進行準確、全面的測定與評價。重金屬是相對密度大于5.0 的金屬，如鎘（Cd）、鉛（Pb）、鋅（Zn）、金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）、鉻（Cr）、汞（Hg）、鎳（Ni）與鈷Co 等元素，常見的重金屬或元素幾乎都具有顯性的生物毒性，超過一定濃度對人體是有害的[1]。

隨著川中食品工業化、農業現代化的跨越推進與持續快速發展，重金屬或含有重金屬的物質隨著雨水、農業灌溉、生物鏈、食品鏈的運轉，間接或者直接侵入農藥、化肥、土壤，進一步滲入農產品生產、食品流通中，必然造成大米、玉米、小麥等糧食作物或者藥材、農產品等遭受污染，超標的重金屬元素含量嚴重威脅人們的身體健康，食品安全問題不可忽視。因此，每年國家糧食和物質儲備部門在進行新收糧質量、安全監測中，特別重視這方面工作的具體落實，要求各地認真嚴格貫徹國家糧油質量標準，各部門要履職盡責，全力保障國家糧食安全和做好糧食質量安全監測。多年來，四川省內對農產品、糧油中重金屬元素的檢測、測定，逐步提升了認識，加大了投入，在安全檢測、樣品處理和數據分析等方面形成了一些成熟的經驗和做法，取得了明顯的成績與實效。

1 原子吸收儀原理與特點

目前，隨著川中城鄉統籌規劃進程的不斷加快，工業向農業、農村深入亦是趨勢，農業生產活動和結構的調整、轉變或者升級，使得農產品生產種植環節的風險同步提升，最突出的就是農產品重金屬超標問題。利用先進的生物科技和高效便捷的檢驗、監測和測試儀器，對收獲糧油作物、農產品食品等進行檢測，就要明確了解和認識相關原理，任何機器設備的運轉都離不開原理、基本理論的支撐。運用原子吸收光譜法，可準確檢測出農產品重金屬含量、流通食品的質量以及相關重要數值、信息，常規化地進行農產品重金屬污染狀況系統評判工作，為人民群眾安全食用農產品保駕護航奠定了基礎[2]。

現階段，原子吸收儀被廣泛運用于各行各業，以此設備儀器形成的原子吸收光譜法，屬于對被測元素含量進行定量檢測分析的常用的方法。當運用原子吸收光譜法開展農產品重金屬檢測工作時，其基本原理是：光源通過食品樣品的蒸汽，從光源發射的測試元件的特征光譜，被測試元件的基態原子所吸收，而且入射光被吸收和減弱的程度，與被測樣品中待測元素的含量呈正相關的關系，據此可以一次性地測定相關元素的含量值。此方法檢測靈敏度高、分析范圍廣，而且檢測農產品重金屬含量的抗感染能力與精度值方面都很卓越，操作非常便捷與高效。經過不同的改進和優化調整，這類檢測方法的衍生類型還有火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、冷原子吸收光譜法等。大體來看，原子吸收光譜儀的使用步驟主要是開機、儀器聯機初始化、設置樣品、點火準備、點火、測定、記錄數據、關氣、關機。

2 運用原子吸收儀檢測大米、小麥、玉米中的重金屬

2.1 運用原子吸收光譜法檢測大米中的重金屬

若大米中的鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、砷（As）、汞（Hg）超標，一旦進入食物鏈對食用者的生命運轉興有很大危害的。

（1）大米中鎘（Cd）的危害。鎘（Cd）元素對水源、土壤環境造成嚴重污染，可能導致在Cd 污染區域種植的農作物Cd 含量超標而引發疾病，如腎臟、呼吸道和消化道的疾??；鎘（Cd）半衰期長、難降解，易在人體內富集，代謝難、排出難。

（2）大米中鉛的危害。鉛Pb是一種劇毒金屬元素，若經消化道吸收，進入血循環，幾乎影響人體的每個器官和系統，容易導致中毒（2 ～3 g）、死亡（50 g）。鉛（Pb）進入人體會與血液中的巰基（氫硫基或硫醇基）結合，影響酶的正常運轉而激發中毒機理，導致出現腎疾病、腹痛，甚至惡化引起鉛毒性腦病。

（3）大米中鉻（Cr）的危害。Cr 常見的離子形式有三價Cr、六價Cr，其中六價Cr 具有毒性，若大米種植中出現這類六價鉻（Cr）超標并且進入人的食物鏈，就會在不同程度上引起和導致人的腎臟、肝臟、神經系統受損和血液病變，甚至導致死亡。

通過資料研判和對比發現，原子熒光法、原子吸收光譜法、重金屬快速檢測法以及ICP–MS 方法等是當前大米農產品重金屬鎘含量檢測的代表性方法。其中，黃增等[3]采用石墨爐原子吸收法對廣西壯族自治區種植生產的大米中的重金屬[鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）]進行檢測，相對偏差分別為1.6%、1.9%、1.2%，充分證明該方法具有快速便捷、檢出限低、準確度高、精密度好的特點和優勢。在2013 年宜賓的糧油質量監測工作中，司鴻銀[4]對基體改進劑的種類和用量、升溫程序進行了優化，經多次試驗調整和優化得出最優的測定條件，提出選用5 μL 質量濃度為0.1%的Pd2+作為基體改進劑，灰化溫度1 300 ℃、原子化溫度2 200 ℃，便能有效降低基體干擾，可準確地測定大米中的痕量砷（第一類致癌物），實用性很強。岳中慧等[5]采用DMA-80 直接測汞儀，用催化熱解-冷原子吸收法，對湖南長沙地區種植生產的大米中汞Hg 的含量進行測定，檢出限為0.001 ng·g-1，回收率在85%～99%，相對標準偏差（RSD）結果值在0.25%～3.70%，結果表明該方法準確度高、重現性好，對大米中汞的測定、試驗的誤差也在范圍之內。此外，在對大米中的Pb 含量進行檢測的過程中，先將硝酸鈀溶液、磷酸二氫銨溶液融入標準溶液里，通過Pb 的改進劑再得到吸光度的相應數據信息，技術人員再對這些數據信息進行分析，準確測定從石墨中提取的重金屬含量數值，保障了大米農產品的安全。

2.2 運用石墨爐原子吸收光譜法測定小麥中的鎘含量

小麥在川中地區的種植生產中很重要，川中水資源豐富、雨水充沛，小麥長勢較好，但要注意小麥中鎘含量的問題。小麥種植中的土壤、水環境等受到Cd 污染后，會帶著毒性進入農產品市場，進而進入食物鏈被人體吸收，從而引起慢性中毒，危害很大?！妒称钒踩珖覙藴适称分形廴疚锵蘖俊罚℅B 2762-2022）規定小麥中的Cd 限量為0.1 mg·kg-1。所以，利用原子吸收儀對川中小麥進行重金屬檢測時，需要注意對照。

近年，由于川中重視農產品的檢測和在科技領域的投入，多地市采用石墨爐原子吸收光譜法來測定小麥中鎘Cd 的含量，工作場景圖如圖1、圖2 所示。使用石墨爐原子吸收光譜法對小麥中的鎘Cd 含量進行檢測、測定，主要儀器與設備是AA-900 石墨爐原子吸收光譜儀（美國Perkin-Elmer）、ANTON Paar 微波消解儀、自動控溫趕酸電熱儀、電子天平（感量0.01 g、0.000 1 g）、伯利恒BLH-560K 高速全自動錘式旋風磨。

圖1 AA-900 石墨爐原子吸收分光光度計圖

圖2 安東帕微波消解儀圖

操作步驟：樣品前處理→器皿準備、微波消解、趕酸定容；原子吸收石墨爐法操作條件設置；測定步驟→樣品盤放置、軟件操作、樣品檢測、檢測結果。

用石墨爐原子吸收光譜法測定川中地區收獲的小麥中Cd 的含量是否超標，基本要求：現場所用器皿必須潔凈、無污染，器皿的清潔干燥、污染情況與Cd含量測定的準確性密切相關；樣品消解提取操作要規范；不斷摸索測定小麥中Cd 含量的準確性和科學性，選用合適的標準梯度和確保檢測結果符合要求；有效控制監控結果，保證Cd 檢測的工作質量和可靠度，注重過程的細節處理和理論經驗的積累。

2.3 運用原子吸收檢測法分析玉米中的鉛

鉛（Pb2+）作為重金屬污染源，會對人類健康產生毒性作用從而引起人體中毒?！妒称钒踩珖覙藴适称分形廴疚锵蘖俊罚℅B 2762-2022）中規定鉛Pb限量為0.2 ～0.5 mg·kg-1，如果收獲的玉米的相關檢測數值能夠比此標準低，那說明其更安全。在川中，玉米是重要的糧食與畜禽養殖原料來源，在農產品、飼料、食品等領域被廣泛使用，如果玉米農產品中鉛（Pb2+）重金屬的含量超標，必然會帶來潛在風險。近年，由于自然環境中土壤、水的污染和農藥過度使用等情況逐漸增多,玉米中重金屬污染物含量呈增高態勢。采用原子吸收光譜儀，以食品安全國家標準食品中Pb 的測定、污染物的限量等要求為依據，對玉米糧食中的鉛含量進行測定，檢驗其準確度和評判玉米品質；同時，做回收率實驗，檢驗其精密度，再對測定結果進行比對，可以很好地實現和滿足鉛限量的測定需求，保障玉米食品中重金屬鉛的檢測安全。

在實際檢測工作中，用原子吸收空心陰極燈激發蒸汽中的待測Pb 組分，在特定濃度范圍內檢測既定波長處的特征譜線，即可獲得結果。技術人員用石墨爐原子吸收光譜法測定的結果準確性高、便捷、高效。

3 結語

綜上，原子吸收光譜儀是分析化學領域里一種極重要的儀器，優勢明顯、效率很高，但是，在今后的檢測實踐與試驗工作中，還需要注意一些客觀的實際問題，比如標準曲線的線性不好、數據不穩定、空白值較高、漂移很大等。此外，還要不斷結合本地區生產實際情況、對象特征和需求等，盡量避免人為的不良干擾，保障檢測效率與質量穩定、可靠，選取恰當方法、儀器和搭建優良條件，以確保測定結果的精準度和保障農產品的流通質量安全。