石墨爐原子吸收法測定大米和面粉中的鉛和鎘

李崇江 魏洪敏 煉曉璐

[摘要]本試驗建立了石墨爐原子吸收測定大米和面粉中鉛和鎘的分析方法。樣品經(jīng)濕法消解定容后直接進樣測定。試驗結(jié)果表明，鉛和鎘分別在0～20μg/L和0～3.0μg/L濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)分別為0.999 7和0.999 5，方法檢出限為0.008 7mg/kg和0.001 7mg/kg。鉛的加標(biāo)回收率為95%～103%，7次重復(fù)測定的RSD為2.15%;鎘的加標(biāo)回收率為92%～105%，7次重復(fù)測定的RSD為1.78%。利用該方法分析測定大米粉和小麥粉的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其結(jié)果滿足證書中的不確定度要求，且該方法操作簡單、快速、準(zhǔn)確，因此可用于大米和面粉中鉛和鎘的測定。

[關(guān)鍵詞]石墨爐原子吸收法;大米;面粉;鉛;鎘

中圖分類號：O657.31;TS210.7 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202008

近年來由于“工業(yè)三廢”的排放，使得水質(zhì)和土壤環(huán)境受到鉛、鎘的污染，水稻、小麥等農(nóng)作物在生長過程中會將這些重金屬元素吸收并蓄積于體內(nèi)。尤其“鎘大米”近年來在國內(nèi)引起高度關(guān)注，人們更加關(guān)心大米、面粉及其制品等傳統(tǒng)主食的安全[1-2]。鉛和鎘的含量是食品衛(wèi)生檢驗的重要衛(wèi)生指標(biāo)之一，在大米和面粉中其含量受到嚴格的限制。《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中規(guī)定，大米中鎘的限量要求為0.2mg/kg，面粉中鎘的限量要求為0.1mg/kg;二者中鉛的限量要求均為0.2mg/kg[3]。

石墨爐原子吸收法具有較高的靈敏度，在食品中重金屬元素的分析中應(yīng)用廣泛。本文結(jié)合食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中鉛、鎘的檢測方法[4-5]，使用濕式消解-石墨爐原子吸收法，對市售大米和面粉中的鉛和鎘元素進行分析測定。結(jié)果表明，用該法測定鉛和鎘含量，具有靈敏度高、定值準(zhǔn)確、檢出限低等優(yōu)點。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

GGX-920型塞曼石墨爐原子吸收分光光度計：北京海光儀器有限公司;EG20A型可調(diào)恒溫電熱板：北京萊伯泰科儀器有限公司;UPW-20N型超純水機：北京歷元電子儀器有限公司;鉛、鎘元素空心陰極燈：北京有色金屬研究總院;分析天平：賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

硝酸（優(yōu)級純）、高氯酸（優(yōu)級純）、磷酸氫二銨（優(yōu)級純）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司;氯化鈀（優(yōu)級純）：成都艾科達化學(xué)試劑有限公司。

磷酸二氫銨基體改進劑的配制：準(zhǔn)確稱取2g磷酸二氫銨，溶解后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中并定容，混勻待用。

氯化鈀+磷酸二氫銨混合基改劑的配制：稱取0.015 4g氯化鈀，加少量10%硝酸溶液溶解，再加入2g磷酸二氫銨，溶解后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用1%硝酸溶液定容，混勻待用。

鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液（含量為100μg/mL）、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（含量為1 000μg/mL）：國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制：取5只100mL的容量瓶，分別移取0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL和2.0mL的1 000μg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液于容量瓶中，用1%硝酸溶液定容至刻度，即得到鉛含量分別為0μg/L、5μg/L、10μg/L、15μg/L和20μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制：取6只100mL的容量瓶，準(zhǔn)確吸取100μg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液0mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL于容量瓶中，用1%硝酸溶液定容至刻度，即得到鎘含量分別為0μg/L、0.25μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、3.0μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.2 樣品來源

從本地超市采購大米和面粉樣品。大米樣品需要磨成粉末并過40目篩，儲于潔凈的塑料瓶中，于室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

大米標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10045、小麥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10011，由中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所提供;大米粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW（E）080684a，由國家糧食局科學(xué)研究院提供。

1.3 儀器工作條件

石墨爐原子吸收法測定樣品中鉛和鎘的工作條件如表1所示。鉛和鎘測定的程序升溫條件如表2所示。

1.4 樣品前處理

將大米樣品磨成粉末，過40目篩，儲于潔凈的塑料瓶中，于室溫下保存?zhèn)溆谩?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和面粉樣品直接取用。大米樣品及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用濕法消解，具體處理流程如下：稱取試樣0.4g（精確至0.000 1g）于聚四氟乙烯坩堝中，加10mL硝酸-高氯酸混合溶液（9+1），加蓋浸泡過夜。加蓋在120℃電熱板上消化約1h，升溫至180℃消解約2h，然后升溫至200℃繼續(xù)消化，若試樣變棕黑色，取下冷卻后再補加硝酸，直至冒白煙，消化液呈略帶微黃色或無色透明樣。放冷后將消化液轉(zhuǎn)移至25mL比色管中，用少量水分3次洗滌坩堝，合并洗液，用1%硝酸溶液定容，混勻備用。同時做空白試驗。

1.5 樣品測試

參照1.3節(jié)的表1和表2，設(shè)定GGX-920的工作條件和程序升溫條件，選用塞曼扣背景工作方式。用自動進樣器先吸取5μL基體改進劑，再吸取20μL待測溶液，然后分別將基體改進劑和待測溶液依次注入石墨管中，測定并讀取吸收值。繪制濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，并按照同等儀器條件完成樣品及標(biāo)物的測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 基體改進劑及灰化溫度的選擇

鉛和鎘的沸點較低，在石墨爐原子吸收分析中，經(jīng)常需要使用基體改進劑，以允許提高灰化溫度，從而消除或減小基體干擾。磷酸二氫銨溶液消除氯離子干擾的效果很好，是測定鉛和鎘的首選基體改進劑。當(dāng)把硝酸鈀和氯化鈀作為基改劑時，起作用的是金屬鈀，它與鉛元素可以形成更穩(wěn)定的Pb-Pd合金，在相對較高的溫度下鉛不會揮發(fā)損失，從而可以提高測定鉛元素時的灰化溫度[6]。在本試驗中測定鉛元素選用氯化鈀/磷酸二氫銨混合基體改進劑，經(jīng)試驗條件優(yōu)化，確定了1 200℃的灰化溫度;測定鎘元素是以磷酸二氫銨作為基體改進劑，經(jīng)試驗條件優(yōu)化，最終確定了900℃的灰化溫度。

2.2 線性范圍與檢出限

按照鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)系列濃度及上文所述儀器工作條件進行測定，軟件會自動生成線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)。對樣品空白進行11次測定，計算出標(biāo)準(zhǔn)偏差，按0.4g取樣量，25mL定容體積，3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差，計算方法檢出限。線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及方法檢出限如表3所示。

2.3 樣品測定結(jié)果

對大米和小麥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行了分析。大米粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW（E）080684a和大米標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10045、小麥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10011的測定結(jié)果都在證書要求的不確定度范圍內(nèi)，具體數(shù)據(jù)如表4所示。

對市售的大米、面粉共6個樣品的測定結(jié)果如表5所示。所有樣品的測定結(jié)果均未超過《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中的限量要求。

2.4 精密度與回收率

稱樣后向某幾個樣品中加入一定量的鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述方法進行樣品前處理。上機測定后，計算樣品的加標(biāo)回收率，結(jié)果如表6所示。同時，也對測定重復(fù)性進行了考察，重復(fù)測定某一濃度鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液7次，峰面積的RSD為2.15%;重復(fù)測定某一濃度鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液7次，峰面積的RSD為1.78%。

3 結(jié) 論

本試驗使用GGX-920型塞曼石墨爐原子吸收分光光度計，結(jié)合使用集體改進劑，對市售大米和面粉中的鉛、鎘進行了分析測定。結(jié)果表明，所選取的6個樣品的測定結(jié)果均未超過《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中的限量要求，大米粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和小麥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定結(jié)果均在證書要求的不確定度范圍內(nèi)。同時，該方法具有良好的線性范圍、加標(biāo)回收率和精密度。

參考文獻

[1]吳云釗，孟鵬，曹民，等.不完全消解-石墨爐原子吸收光譜法測定糧食中的鉛和鎘[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2014，24（17）： 2464-2466.

[2]朱慶麒，張祎，艾蘭虹.瓊脂懸浮液提取石墨爐原子吸收法快速測定糧食制品中的鎘[J].糧食科技與經(jīng)濟，2015，40（6）： 34-35+67.

[3]國家衛(wèi)生和計劃生育委員會，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量：GB 2762—2017[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[4]國家衛(wèi)生和計劃生育委員會，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測定：GB 5009.12—2017[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[5]國家衛(wèi)生和計劃生育委員會，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測定：GB 5009.15—2014[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[6]鄧勃.應(yīng)用原子吸收與原子熒光光譜分析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.