小麥粉中重金屬檢測前處理方法的比較

◎楊小俊

（西藏農牧科學院農業(yè)質量標準與檢測研究所，西藏 拉薩 850000）

小麥作為我國主要的糧食作物之一，在人們的一日三餐中占據著重要地位。隨著廣大消費者生活水平的提高，其對日常飲食也就提出了更高的安全要求。而在小麥生產過程中，重金屬會通過一定的渠道富集在麥粒中，導致小麥粉中重金屬超標，人們食用被污染的小麥粉后可能會出現一系列疾病。因此，對小麥粉中重金屬的含量進行測定十分必要，而小麥粉樣品的前處理方法是準確測定其重金屬含量的關鍵步驟之一。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，才能得到相對準確的檢測數據。小麥粉樣品前處理是整個試驗過程中最耗時的步驟，同時前處理操作過程中重金屬元素的損失也會對測定結果的準確性產生影響，前處理方法選擇是否恰當將直接在測試結果中體現[1]。本文利用微波消解法、濕法消解法分別對小麥粉進行前處理后，測定重金屬含量，比較兩種前處理方法的優(yōu)勢。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小麥粉試樣；菠菜標物：國家標物中心提供，編號為GBW10015（GSB-6）。

1.2 儀器和試劑

1.2.1 儀器設備

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罐、配趕酸裝置），可調式電熱板，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 試驗試劑

鉛標準液：鉛標準儲備液1.000 mg·mL-1，由國家標物中心提供；鎘標準液：鎘標準儲備液1.000 mg·mL-1，由國家標物中心提供；硝酸、高氯酸：均為優(yōu)級純；試驗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

準確稱取0.2 g（精確至0.001 g）試驗樣品，每個樣品稱量6份分別置于微波消解罐內，隨后加入6 mL HNO3加蓋擰緊，靜置過夜后用微波消解儀進行消解，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櫥內進行緩慢泄壓放氣，等到消解罐內的氣體完全放完后，緩緩打開消解罐蓋子，洗滌蓋子并將洗滌液轉移到消解罐內，將消解罐置于趕酸裝置內，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 次將消化液轉移到50 mL容量瓶中并定容至刻度，混勻備用[2]。同時做試劑空白試驗。微波消解的過程（包括趕酸）3～4 h。

1.3.2 濕法消解法

準確稱取樣品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），每個樣品稱量6 份，加蓋浸泡過夜，放一漏斗于三角瓶上，置于電熱板上于通風櫥中加熱消解[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)加熱至溶液無色透明。持續(xù)加熱至三角瓶底現鹽狀析出，取下放冷，用1%硝酸溶液少量多次洗滌三角瓶轉液至50 mL 容量瓶中冷卻定容，靜置過夜后進行上機測定。并做試劑空白試驗。

2 結果與分析

2.1 兩種前處理方法精密度、穩(wěn)定度、準確度比較

采用微波消解法和濕法消解法分別對菠菜標準物質GBW10015（GSB-6）進行處理后，在儀器條件一致的情況下，測定重金屬鉛、鎘的含量，比較6 次測定的平均值、標準偏差和RSD，見表2。由表2 可見，兩種前處理方法處理后測定的平均值均在標準值[Pb 的標準值為（11.1±0.9）mg·kg-1、Cd 的標準值為（0.15±0.025）mg·kg-1]范圍內，但參照標樣含量微波消解法測得的鉛、鎘標準偏差均遠小于濕法消解，而濕法消解法測定鉛、鎘含量的相對標準偏差值卻均是微波消解的數倍。由兩種消解方法對應的測定值范圍、平均值、標準偏差、相對標準偏比較分析說明，微波消解法精密性及準確度高，穩(wěn)定性較好。

表2 兩種前處理方法消解菠菜標準物質的測定結果表（n=6）

2.2 兩種前處理方法處理小麥粉樣品的測定結果

經過兩種前處理方法處理的小麥粉中重金屬鉛、鎘結果見表3，微波消解法鉛的測定結果范圍為0.103～0.163 mg·kg-1、標準偏差為0.021 2 mg·kg-1相對標準偏差16.6%； 鎘的測定結果范圍為0.085～0.099 mg·kg-1、標準偏差為0.005 4、相對標準偏差5.98%；濕法消解法鉛的測定結果范圍為0.084～0.156 mg·kg-1、標準偏差為0.025 5 mg·kg-1、相對標準偏差21.6%；鎘的測定結果范圍為0.065～0.097 mg·kg-1、標準偏差為0.011 8 mg·kg-1、相對標準偏差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定結果比較表（n=6）

2.3 兩種前處理方法基本參數比較

兩種前處理方法基本參數比較見表4。由表4可知，根據測定樣品特點及本實驗室的情況，無論從效率、試劑用量、空白值、對環(huán)境的污染、操作難易程度等方面來看，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量有限，也限制了樣品的前處理數量。比較兩種消解方法，微波消解法前處理耗時少，消解儀自動消解，試劑用量相對較少，空白值低，條件比較易控制，待測重金屬損失小。濕法消解則是開放式消解，容易造成重金屬間的交叉污染，且在操作過程中會對人員造成一定的危害。

表4 兩種前處理方法基本參數比較表

3 結論與討論

微波消解儀消解試樣不能加入高氯酸，易產生爆炸。消解所需試劑應統一，可以讓本底值統一。微波消解完以后能即刻取出，應等消解罐冷卻至室溫后再開蓋，由于溫度過高易導致重金屬元素鉛、鎘揮發(fā)，從而對最終測量結果產生影響。濕法消解法用的酸均具有強烈的刺激性、腐蝕性，揮發(fā)性酸易形成酸霧，對實驗人員皮膚和呼吸系統可能造成嚴重傷害，實驗人員應在通風條件下做好必要防護[4]。

通過以上兩種前處理方法進行試驗后，得到了相應的試驗結果。對結果的分析比較，濕法消解和微波消解兩種前處理方法均符合實驗室重金屬檢測要求[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[6]，其準確度、精密度均優(yōu)于傳統消解方式，微波消法解精密度更高，樣品消解過程用時短且節(jié)省了勞動力，利于大批量檢測。綜上所述，在小麥粉樣品重金屬檢測中，兩種前處理方法比較，微波消解法明顯優(yōu)于濕法消解法。