石墨炉原子吸收法测定大米中铅镉

不同消化方法-石墨炉原子吸收法测定大米中镉的比较

秦品芝1

摘要采用干法灰化法、湿法消解法及微波消解法作为前处理方式，石墨炉原子吸收光谱法测定大米中的镉。试验结果表明，干法消解法准确度和回收率均偏低;湿法消解法空白值较高，试剂消耗量大，前处理时间长;微波消解法具有准确度高，回收率好，操作简单快速，试剂消耗小等特点。

关键词镉;微波消解;湿法消解;干法灰化

镉是食品卫生标准中的重要限量指标,国标分析方法中镉的测定有石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法、比色法和原子荧光法[1]。石墨炉原子吸收光谱法具有较高的灵敏度,已成为日常工作中测定食品中镉的首选方法。所以，本次实验采用石墨炉原子吸收法测定大米中的镉。

前处理时元素及有机物分析测试过程中不可或缺的关键步骤，也是样品分析整个过程中最费力、费时的部分，同时也会对分析结果的准确性有着较大的直接影响，预处理方法与手段的好坏将直接在测试结果中体现［2］，样品前处理方法通常是干灰化法或湿消解法［3］，这些方法操作繁琐，试剂用量较大，危险性高，易受沾污和损失，测定周期较长，影响因素多，测定的准确度不易控制。微波消解技术是近年来发展成熟的新的试样消解技术［4］，样品在密闭消解罐中，用硝酸和过氧化氢在高温高压下对待测样品进行消化处理［5］。其优点是消解速度快，试剂用量少，操作简单安全，大大减少易挥发元素的损失和实验环境对样品的污染，降低了空白值，提高了方法的灵敏度和准确度［6］。

实验原理

试样经灰化或酸消解后，注入原子吸收分光光度计石墨炉中，电热原子化后吸收228.8nm 共振线，在一定浓度范围，其吸收值与镉含量成正比，与标准系列比较定量。

2.实验材料

2.1仪器

原子吸收分光光度计；电子天平（精确度：0.01g）；微波消解仪；马弗炉；超纯水器；可调式电热板；电子控温加热板。

2.2试剂

硝酸（分析纯）；高氯酸(分析纯)；盐酸（优级纯）；过氧化氢；镉标准溶液；大米标准物质。

3.实验方法

3.1样品前处理

3.1.1干灰化法

首先将大米样品粉碎，然后准确称取2．00g～5．00g样品于瓷坩埚中，先在可控温电热板上小心加热至样品完全炭化，然后移入马弗炉中，在500～550℃灰化约8小时，冷却后取出。然后用硝酸将灰分小心溶解，若有少量样品灰化不完全，再补加一定量硝酸，在可控温电热板上小心加热，直至消化完全，冷却后转移至25mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀静置。

3.1.2湿消解法

准确称取已粉碎的大米样品1．00g～2．00g于锥形瓶中，加盖小漏斗，加入体积比为5∶1硝酸高氯酸混合消化液15mL，于电热板上缓慢加热，反应趋于缓和后，慢慢加入1mL过氧化氢，继续加热消化直至溶液澄清，冷却后转移至25mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀静置。

3.1.3微波消解法

准确称取已粉碎的大米样品0．400g置于消解内罐中，加入8mL硝酸和2mL过氧化氢，盖紧内盖，并拧紧外保护层，然后放入微波消解仪中，按照选定的微波消解程序进行操作，微波消解完全后冷却至室温，将微波消解内罐放在电热板上加热去除氮氧化物，冷却后转移至25mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀静置。

3.2测定

将经样品前处理后的样品放入石墨炉原子吸收光谱仪测定，同时做试剂空白。

讨论与注意事项

4.1前处理注意

在样品前处理时一方面由于使用工具不当，取样方法不合理或处理方法不妥造成取样的不均匀和样品的人为污染，从而使测定结果出现误差；另外样品的消化方案选择不当，忽视了基本干扰现象，使测定结果出现偏差，这些问题引起足够的重视。

4.2原子吸收测定中注意

在原子吸收分析中，谱线重叠的几率较小，因此在测定时，可使用较宽的狭缝以增加测定的灵敏度。

石墨炉原子吸收分光光度法的基体效应比较显著和复杂。在原子化过程中，样品基体蒸发，在短波长范围出现分子吸收或光散射，产生背景吸收,可通过样品稀释降低样品中的基体浓度。

石墨炉原子吸收法中原子在吸收区停留时间较长，样品原子化效率高，检出限为0.1/kg，具有灵敏度高、选择性好的优点，不足之处在于石墨管耗价昂贵，背景干扰大，需采用标准添加法，费时费力[7,8]。

5.危害

镉是一种对人有害的金属元素，摄入人体内部被吸收后，排出非常缓慢，在人体生物半衰期约为16~38年，镉在人体的肾脏和肝脏中蓄积，造成积累性中毒，可使骨骼疼痛、骨折，甚至引发癌症[9]。大米是人们生活中最普遍的主食来源。由此可见，准确测定大米中镉的含量无论是对动物营养学研究，还是人体代谢疾病防治和诊断，以及环境监测都有重大意义。因此，快速准确地测定粮食中的镉含量将有利于对食品卫生安全的控制。

6.防治措施

可补充锌和铜，以抑制镉的吸收，而铁和钙的摄入，则可以缓解镉引起的贫血和脱钙症状。当务之急是在监测基础上及时公布不合格大米信息，并严格对不合格产品的处理；在查清污染源的基础上，重点做好高镉污染区大米的管理；对已查清的重点污染农田，开展源头控制。镉污染地区的治理也是相当重要的。加大研究镉污染地区环境治理办法，避免在镉污染地区种植农作物。

参考文献

[1]郁庆福·现代卫生微生物学[M]·北京·人民卫生出版社·19951642-6441

[2]高芹，邵劲松，余云飞·农产品中重金属痕量分析样品制备的质量控制［J］·农业环境与发展，2007（5）：102－104

[3]于峰，金秀华，白梅，等·炉原子吸收法测定食品中铅和镉［J］·理化检验——化学分册，1996,32（1）：34-35

[4]王爱月，李永利·微波消解法测定食品中砷、汞元素研究［J］·河南预防医学杂志，2002,13（2）：106-108

[5]孙玉岭，刘景振·微波溶样在元素检测方面的应用研究［J］·中国公共卫生，2002,18（2）：231-232

[6]牟仁祥，陈铭学，朱智伟，等·微波消解—氢化物—原子荧光光谱法测定大米中痕量汞［J］·光谱学与光谱分析，2004,24（2）：236-237