鞍山地區(qū)市售枸杞中重金屬含量測(cè)定及分析

吳 航，魏蓓蓓

(鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007)

枸杞子來源于茄科植物枸杞的干燥成熟果實(shí)，是我國(guó)傳統(tǒng)藥食同源植物[1].研究表明，枸杞子含有枸杞多糖、氨基酸、甜菜堿等有效成分，有抗衰老、抗氧化、降血糖等作用，并具有滋補(bǔ)肝腎、益精明目、調(diào)節(jié)血脂血糖、延緩衰老的功效[2-4].現(xiàn)代人對(duì)枸杞的需求在逐年增加，然而枸杞中的重金屬元素含量及其會(huì)產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)也成為消費(fèi)者關(guān)注的問題.《中國(guó)藥典》 2015年版規(guī)定鉛元素不得高于5 mg/kg、鎘元素不得高于0.3 mg/kg、銅元素不得高于20 mg/kg[5].

微波消解法具有污染小、回收率高的特點(diǎn)，適合于枸杞樣品的消解[6,7].現(xiàn)已有多種方法來評(píng)價(jià)重金屬污染對(duì)人體健康造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)，其中建立在危害商數(shù)(target hazard quotients，THQ)基礎(chǔ)上的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法最具代表性，如果比值超過安全基準(zhǔn)值1說明污染物對(duì)人體存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)[8-11].為此，本實(shí)驗(yàn)利用微波消解-火焰原子法來測(cè)定枸杞中鉛、隔、銅等重金屬元素的含量，能為本地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供一定的科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

在鞍山市內(nèi)超市購(gòu)買枸杞樣品，樣品數(shù)量5批次，每批樣品隨機(jī)選取大小重量無明顯差異的枸杞80 g.將選取的樣品用超純水清洗干凈，放入烤箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，將烘干后的樣品研磨至粉末狀備用.銅、鉛、鎘元素標(biāo)準(zhǔn)溶液均為中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提供；濃硝酸、雙氧水等(均為優(yōu)級(jí)純),阿拉??；實(shí)驗(yàn)用水均為超純水(電阻率18.2 MΩ，25 ℃).

1.2 儀器與設(shè)備

原子吸收分光光度計(jì)(AA-7000,Shimadzu,Japan);Pb、Cd、Cu空心陰極燈；MARS微波消解儀(American CEM)；超純水機(jī)(Milli-Q Academic).

1.3 方法

1.3.1 樣品處理 準(zhǔn)確稱取研磨后的樣品0.5 g于微波消解管中，加5 mL硝酸，加蓋放置過夜，次日再加入3 mL雙氧水，密封消解管，放入微波消解儀中，程序升溫見表1，完畢后，以140 ℃趕酸至近干，冷卻加蒸餾水定容至25 mL，同時(shí)做兩份空白實(shí)驗(yàn).

表1 微波消解程序

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 量取Pb、Cd、Cu單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，然后用10%的硝酸溶液稀釋分別制成相應(yīng)質(zhì)量濃度的系列溶液，其中Pb溶液的濃度分別為0,10,20,40,60 μg/L，Cd溶液的濃度分別為0,0.5,1,1.5,2 μg/L，Cu溶液的濃度分別為0,10,20,60 μg/L.優(yōu)化儀器工作條件測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度，儀器自動(dòng)處理數(shù)據(jù)并顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線.

1.3.3 樣品的測(cè)定及檢出限 將消解好的樣品溶液與空白溶液按順序測(cè)定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線可得各元素的濃度，計(jì)算各元素含量.將空白溶液連續(xù)測(cè)定11次，計(jì)算方法檢出限.

1.3.4 加標(biāo)回收率和精密度 稱取5份已測(cè)得含量的同一供試品0.2 g，加入適量標(biāo)準(zhǔn)溶液，按相同方法進(jìn)行處理測(cè)定，計(jì)算各元素的含量.同時(shí)進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)，同一樣品平行測(cè)定5次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)來判斷實(shí)驗(yàn)精密度.

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程及檢出限見表2.由各金屬元素的相關(guān)系數(shù)可知，各元素相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.990以上，各元素的方程符合分析要求，可以用于枸杞中重金屬成分含量的檢測(cè).

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程和相關(guān)系數(shù)

表3 枸杞中3種元素含量的測(cè)定mg/kg

PbCdCu樣品10.040.024.6樣品20.030.024.2樣品30.070.014.9樣品40.100.035.4樣品50.040.045.9

2.2 樣品測(cè)定

在設(shè)定的儀器條件下，測(cè)定樣品溶液中3種重金屬元素的含量見表3.

測(cè)定結(jié)果顯示，枸杞中Pb、Cd和Cu含量分別為0.03～0.10,0.01～0.04,4.2～5.9 mg/kg，均符合《中國(guó)藥典》2015年版的要求.

2.3 加標(biāo)回收率和精密度結(jié)果

結(jié)果見表4，所測(cè)元素的回收率在90.0% ～ 100.0%之間，RSD在1.3% ～ 4.8%之間，符合分析要求.

表4 各元素的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)

2.4 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

危害商數(shù)法可以指示由于暴露于污染物而對(duì)人類健康產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)水平，計(jì)算公式如下：

式中：EF為暴露頻率/(365 d/年)；ED為暴露年限(70年)，等同于人類平均壽命年齡；FIR為食物攝取率，枸杞2 g/d；c為枸杞中重金屬含量(mg/kg)；RFD為口服參考劑量：Pb為4×10-3mg/(kg·d),Cd為1×10-3mg/(kg·d),Cu為4×10-2mg/(kg·d)；WAB為人類的平均體重(60 kg)；TA為平均暴露時(shí)間(365 d/年×ED).

由表5可知，枸杞中重金屬Pb、Cd和Cu的危害商數(shù)都小于1，說明鞍山地區(qū)市售枸杞中的這些重金屬元素對(duì)人體不具有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn).

表5 人類對(duì)不同重金屬的危害商數(shù)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用微波消解-原子吸收光譜法測(cè)定了鞍山地區(qū)市售枸杞中3種重金屬元素含量，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果可靠，方法簡(jiǎn)單.結(jié)果表明，枸杞中Pb、Cd和Cu含量分別為0.03～0.10,0.01～0.04,4.2～5.9 mg/kg，均符合《中國(guó)藥典》2015年版的要求.同時(shí)重金屬元素Pb、Cd和Cu的危害商數(shù)都小于1，說明鞍山地區(qū)抽選的市售枸杞中的這些重金屬元素對(duì)人體不具有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn).