馬川,賀習(xí)文,皇甫凱,雷浩,高勤葉,李榮
(陜西秦云農(nóng)產(chǎn)品檢驗檢測股份有限公司,渭南 714000)
1991年7月16日,國家技術(shù)監(jiān)督局首次頒布《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[1],規(guī)定了飼料原料和飼料產(chǎn)品中的重金屬及有毒有害物質(zhì)生物的限量及試驗方法,現(xiàn)行《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13078-2017)也已執(zhí)行了4年。隨著國民經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展,飼料工業(yè)也得到翻天覆地的變化,重金屬的檢測也越來越嚴(yán)格[2]。
重金屬砷,慢性中毒可引起皮膚病、神經(jīng)、消化和心血管系統(tǒng)障礙,有積累性毒性作用,破壞細(xì)胞的代謝系統(tǒng),砷與其化合物被廣泛用于農(nóng)藥和殺蟲劑[3-4]。砒霜的化學(xué)名就叫三氧化二砷;重金屬鉛,急性鉛中毒可引起胃疼、顫抖、神經(jīng)性煩躁,在最嚴(yán)重情況下,可能導(dǎo)至死亡[5]。慢性鉛中毒長期影響人體健康,危害大腦與神經(jīng)系統(tǒng),影響智力發(fā)育[6-7];重金屬鎘,鎘化合物不易被腸道吸收,但可經(jīng)呼吸被體內(nèi)吸收,積存于肝或腎臟造成危害,尤為對腎臟損害最為明顯,還會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)軟化、多發(fā)性骨折、骨劇痛[8]。重金屬鉻,三價鉻雖然說是必需微量元素,對健康起很大作用,但超標(biāo)會適得其反,六價鉻被視為致癌物質(zhì)[9]。
ICP-MS分析過程中,分析樣以水溶液被引入氬氣流中,然后進(jìn)入激發(fā)的氬等離子中心區(qū),等離子體的高溫使樣品去溶劑化、汽化、解離、電離[10-11]。離子體通過不同的壓力區(qū)進(jìn)入真空系統(tǒng),MS部分(四級桿)通過高速順序掃描分離測定離子,掃描質(zhì)量數(shù),通過高速通道分離后對離子進(jìn)行監(jiān)測,濃度線性動態(tài)范圍達(dá)9個數(shù)量級(從10-18~1000×10-6)[12-13]。因此,與傳統(tǒng)無機(jī)分析技術(shù)相比,ICP-MS技術(shù)提供了最低檢出限、最寬的動態(tài)線性范圍、干擾最少、分析精密度高、分析速度快,可進(jìn)行多元素同時測定的方法[14-15]。
本試驗規(guī)定了飼料中鉛砷鉻鎘的ICP-MS法測定方法。
本試驗方法適用于配合飼料、濃縮飼料、添加劑預(yù)混合飼料、精料補(bǔ)充料中鉛砷鉻鎘的測定。
本方法鉛鉻鎘的檢出限為0.1mg/kg,定量限為0.3mg/kg;砷的檢出限為0.005mg/kg,定量限為0.01mg/kg。
下列文件對于本試驗的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 6682分析實(shí)驗室用水規(guī)格和試驗方法;
GB/T 20195動物飼料試樣的制備;
GB 5009.268-2016食品安全標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測定。
試樣經(jīng)消解后,由電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定,以元素特定質(zhì)量數(shù)(質(zhì)荷比,m/z)定性,采用外標(biāo)法,以待測元素質(zhì)譜信號與內(nèi)標(biāo)元素質(zhì)譜信號的強(qiáng)度比與待測元素的濃度成正比進(jìn)行定量分析。
除特別注明外,以下試劑均為優(yōu)級純。
6.1 水:GB/T 6682,一級水。
6.2 硝酸(HNO3):優(yōu)級純或更高純度。
6.3 鹽酸(HCL):優(yōu)級純。
6.4 氬氣(Ar):氬氣(≥99.995%)或液氬。
6.5 硝酸溶液(1+99):取10mL硝酸,緩慢加入至990mL水中,混勻。
6.6 元素貯備液(100μg/mL):鉛、砷、鎘、鉻,采用國家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書的多元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。
6.7 內(nèi)標(biāo)貯備液(100μg/mL):鈧、鍺、銦、銠、錸、鉍等采用國家認(rèn)證并授予標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書的多元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。
6.8 元素中間液:準(zhǔn)確吸取元素儲備液(100μg/mL)1mL于100mL干燥容量瓶中,用少量水沖洗瓶口,用硝酸溶液(6.5)定容至刻度,配制成濃度為1μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)貯備液。
6.9 內(nèi)標(biāo)中間液:準(zhǔn)確吸取內(nèi)儲備液(100μg/mL)1mL于100mL干燥容量瓶中,用少量水沖洗瓶口,用硝酸溶液(6.5)定容至刻度,配制成濃度為1μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)貯備液。
7.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)。
7.2 分析天平:感量0.0001g。
7.3 分析天平:感量0.001g。
7.4 微波消解儀:配有聚四氟乙烯消解內(nèi)罐。
7.5 壓力消解管:配有聚四氟乙烯消解內(nèi)罐。
7.6 控溫電熱板。
7.7 恒溫干燥箱。
7.8 刻度管:1mL、5mL、10mL。
7.9 容量瓶:50mL、100mL。
7.10 三角瓶:250mL。
7.11 量筒:50mL、500mL。
7.12 濾紙:中速定量。
選取具有代表性的樣品至少500g,按照GB/T 20195試樣制備方法,用四分法縮減至200g,全部粉碎,全部通過0.45μm孔徑分析篩,充分混勻后,裝入密閉容器中,作為試樣備用。
9.1 微波消解
稱取試樣0.4~0.8g,置于微波消解罐中,加入5mL硝酸(6.2)加蓋放置1h或過夜,旋緊瓶蓋,按照微波消解儀標(biāo)準(zhǔn)操作步驟進(jìn)行消解(消解條件見表1),冷卻后取出,緩慢打開罐蓋放氣,用少量水沖洗內(nèi)蓋將消解罐放置控溫電熱板上,趕酸至約1mL,分?jǐn)?shù)次洗滌,轉(zhuǎn)移至50mL(根據(jù)待測樣品含量可更改定容體積)容量瓶中,用定量濾紙過濾待測,同時做空白試驗。
表1 微波消解程序
9.2 壓力罐消解
稱取試樣0.5~1.0g,置于壓力消解罐中,加入5mL硝酸(6.2)加蓋放置1h或過夜,旋緊瓶蓋,放入恒溫干燥箱中(消解條件見表2),冷卻后取出,緩慢打開罐蓋放氣,用少量水沖洗內(nèi)蓋將消解罐放置控溫電熱板上,趕酸至約1mL左右,分?jǐn)?shù)次洗滌,轉(zhuǎn)移至50mL(根據(jù)待測樣品含量可更改定容體積)容量瓶中,用定量濾紙過濾待測,同時做空白試驗。
表2 消解罐升溫程序
9.3 混酸消解
稱取試樣0.5~1.0g,置于三角瓶中,加入5mL硝酸(6.2)5mL鹽酸(4.3)放置1h,將三角瓶放置控溫電熱板上,趕酸至約1mL左右,分?jǐn)?shù)次洗滌,轉(zhuǎn)移至50mL(根據(jù)待測樣品含量可更改定容體積)容量瓶中,用定量濾紙過濾待測,同時做空白試驗。
9.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線及內(nèi)標(biāo)的制備
準(zhǔn)確吸取混合標(biāo)準(zhǔn)中間液(6.8)0mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL、8.0mL、10.0mL于100mL干燥容量瓶中,用硝酸溶液(6.5)稀釋至刻度,配制成濃度分別為0μg/L、10μg/L、20μg/L、40μg/L、80μg/L、100μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,上機(jī)測定后,以待測元素與所選內(nèi)標(biāo)濃度為橫坐標(biāo),待測元素與所選元素響應(yīng)信號值為縱坐標(biāo)繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線。
準(zhǔn)確吸取內(nèi)標(biāo)中間液(6.9)5mL于100mL干燥容量瓶中,用硝酸溶液(6.5)稀釋至刻度,配制成濃度為50μg/L的內(nèi)標(biāo)工作溶液。
9.5 儀器條件及測定
表3 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作參考條件
表4 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀元素分析模式
表5 元素干擾校正
10.1 配合飼料(見表6~表7)
表6 禽配合飼料
表7 仔豬配合飼料
10.2 濃縮飼料(見表8~表9)
表8 肥育牛濃縮飼料
表9 乳豬濃縮飼料
10.3 飼料原料(見表10~表11)
表10 大豆豆粕
表11 玉米蛋白粉
10.4 預(yù)混合混料(見表12~表14)
表12 0.5%畜禽用微量元素預(yù)混合飼料(胃腸新動力)
表14 2%豬專用復(fù)合預(yù)混合飼料
表13 縱橫牛羊保姆0.1%畜禽維生素預(yù)混合飼料
10.5 飼料添加劑(見表15~表17)
表15 禽畜寶
表17 強(qiáng)壯素
表16 磷酸氫鈣
試樣中待測元素的含量x按式(1)計算,
式中:
X —試樣中待測元素的含量,單位為毫克每千克(mg/kg);
C—從標(biāo)曲中查得的試樣的濃度,單位為微克每毫升(μg/L);
C0—從標(biāo)曲中查得的空白試樣的濃度,單位為微克每毫升(μg/L);
V—試樣溶液的定容體積,單位為毫升(mL);
N—試樣的稀釋倍數(shù)。
M—試樣的質(zhì)量,單位為克(g);
1000—換算系數(shù)。
測定結(jié)果用平行測定的算數(shù)平均值表示,結(jié)果保留3位有效數(shù)字。
在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測定結(jié)果與這兩個測定值算數(shù)平均值的絕對差值不大于該平均值的20%。
通過表6~表17實(shí)驗結(jié)果分析ICP-MS測定飼料中鉛砷鉻鎘準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定性好,檢出限低等優(yōu)點(diǎn),回收率在96%~107%之間,且RSD≤5%。我國現(xiàn)行有效的飼料檢測方法部分版本落后,飼料的種類卻越來越豐富多樣。本方法旨在建立能夠檢測飼料鉛砷鎘鉻的ICP-MS法,同時開展包括樣品前處理方法、測定條件的選擇等試驗環(huán)節(jié)和方法性能指標(biāo)的研究,包括方法的檢出限、定量限、線性范圍、精密度、特異性、準(zhǔn)確度及方法對比試驗等。通過對前處理過程的優(yōu)化和儀器參數(shù)的修正,使方法的檢出限達(dá)到要求。
本實(shí)驗填補(bǔ)飼料中多元素測定的空白,方法易于操作,實(shí)驗步驟明確,檢測條件穩(wěn)定,回收率高,平行樣相對偏差較小。對飼料中多元素的測定方法研究提供可靠的實(shí)驗數(shù)據(jù)及科學(xué)依據(jù),以期為重金屬檢測人員提供方法改進(jìn)參考,有效地提高飼料衛(wèi)生監(jiān)督工作,為飼料安全保駕護(hù)航。