丁新民    新疆昌吉回族自治州糧油質(zhì)量監測中心
　　摘要：作為一個(gè)傳統的農業(yè)國，糧食在國民經(jīng)濟中的地位不置可否，糧食尤其是小麥的生產(chǎn)關(guān)系到農民的收入，也牽動(dòng)著(zhù)全中國人民的生存神經(jīng)。但隨著(zhù)我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，水土污染問(wèn)題日益嚴重，大量包含重金屬如鉛、鎘、汞、砷等的污染物深入地表，對小麥的生產(chǎn)造成了很多不良影響。因此利用科學(xué)的實(shí)驗方法對小麥中的重金屬含量進(jìn)行檢測，不僅可以提高糧食安全，而且能夠未雨綢繆，采取及時(shí)有效的措施加強對污染的防控，提高糧食安全生產(chǎn)水平。本文著(zhù)重探究了壓力消解罐消解法、干法灰化、過(guò)硫酸銨灰化法、濕式消解法在小麥鉛含量測定實(shí)驗中的具體方法，對實(shí)驗結果做出總結。
　　關(guān)鍵詞：消解方法;小麥中鉛含量測定;比較探究
　　改革開(kāi)放以來(lái)，我國各項事業(yè)取得了長(cháng)足的進(jìn)步，人民的生活水平越來(lái)越高，對生活檔次的追求也越來(lái)越高，小麥作為我國主要的糧食作物，在人們的生活中占據著(zhù)舉足輕重的地位。但是隨著(zhù)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，大氣污染、水土污染等問(wèn)題也越來(lái)越突出，污染物中的有毒金屬鉛、鎘、汞等經(jīng)過(guò)富集，通過(guò)層層食物鏈進(jìn)入人體內部，極易發(fā)生鉛中毒事件，給人們的生活增加了重重隱患。聯(lián)合國糧農組織(FAO)、世界衛生組織(WHO)、食品法典委員會(huì )(CAC)、污染物聯(lián)合專(zhuān)家委員會(huì )(JEC—FA)，以體重60kg為標準進(jìn)行計算，每人每日的可耐受量為214ug。如果超出了人體的可耐受量導致鉛中毒，輕則容易出現多動(dòng)、精力不集中、認知能力低下、貧血、厭食、便秘、惡心干嘔、肌肉關(guān)節痛等癥狀，重則表現為肢體麻痹或中毒性腦病，最后出現昏迷、震顫、驚厥等嚴重的神經(jīng)衰弱癥狀和體征。因此，對小麥中鉛含量的測定意義重大，直接關(guān)乎到人民群眾的生命安全。
　　一、實(shí)驗材料與方法
　　(一)主要材料與試劑
　　精選新冬22小麥品種為試驗樣品，過(guò)硫酸鈉、過(guò)氧化氫(30%)、硝酸(優(yōu)級純)、高氯酸(優(yōu)級純)、9份硝酸與1份高氯酸混合的混合酸、鉛標準使用液(每一次吸取鉛儲備液1.0ML于100mL的容量瓶?jì)?，再加?.5mol/L硝酸到刻度處。經(jīng)多次重復稀釋?zhuān)♂尦擅亢辽?ng，20.0ng，40.0ng，60.0ng，80.0ng鉛的標準使用液)等。
　　(二)主要設備與儀器
　　AAS990原子吸收分光光度計：該光度計可以在石油、醫療、化工、地質(zhì)勘探、環(huán)保、冶金等行業(yè)得到普遍使用。目前，光度計可以分析的元素已經(jīng)達到七十余種，尤其在微量元素和痕量分析實(shí)驗中具有非常重要的作用，近年來(lái)，光度計的使用更是從無(wú)機化學(xué)向有機化學(xué)逐漸滲透。
　　帶石墨爐原子化器(手動(dòng)取樣)：該方法同樣可以對七十余種化學(xué)元素進(jìn)行痕量分析，非常使用人體血液樣品來(lái)源較少的樣品分析，其操作非常簡(jiǎn)單，主要采用計算機控制的智能化設計，檢測的各個(gè)階段加溫均可進(jìn)行階段化升溫。檢測設備內外保護氣體的流通都可以進(jìn)行自由設定。如果冷卻水壓力較低，而水溫較高的時(shí)候，儀器可以自動(dòng)報警，并且可以自動(dòng)停止繼續升溫。該檢測裝置再設計方面使用了國際上非常先進(jìn)的光控升溫系統，檢測準確度較高，在樣品的原子化階段全面實(shí)現自動(dòng)升溫，提高樣品的精確度和靈敏度，同時(shí)可以排除其他殘留元素的干擾。
　　馬弗爐：硅鉬棒通?？墒褂玫臓t體溫度為1600°C—1750°C，廣泛應用于冶金、玻璃、陶瓷、磁性材料、耐火材料、晶體、電子元器件、窯爐制造等領(lǐng)域、是產(chǎn)品高溫燒結時(shí)必備的理想發(fā)熱元件。硅鉬棒在高溫氧化氣氛下，表面生成一層石英保護層防止硅鉬棒繼續氧化。當元件溫度大于1700°C時(shí)，石英保護層熔融，元件在氧化氣氛下，繼續使用，石英保護層重新生成。硅鉬棒不宜在400°C—700°C范圍內長(cháng)期使用，否則元件會(huì )因低溫的強烈氧化作用而粉化。
　　瓷坩堝：最高可耐熱1200攝氏度左右高溫;適用于K2S2O7等酸性物質(zhì)熔融樣品;一般不能用于以NaOH、Na2O2、Na2CO3等堿性物質(zhì)作熔劑熔融，以免腐蝕瓷坩堝，瓷坩堝不能和氫氟酸接觸;瓷坩堝一般可用稀HCL煮沸清洗滌;陶瓷有吸水性。所以為了減少誤差，在使用前應將坩嚴格干燥后在分析天平上稱(chēng)量。有的時(shí)候分析物用無(wú)灰濾紙過(guò)濾，將濾紙一起放進(jìn)坩堝;這種濾紙在高溫環(huán)境下完全分解，不會(huì )影響結果。高溫處理后，將坩堝和所容物在特制的干燥器中干燥冷卻，然后再稱(chēng)量。全程用干凈的坩堝鉗夾取。
　　可調式電爐：用新型環(huán)保，無(wú)輻射的烏金絲，在新型的鑄鐵中密封發(fā)熱，以確保質(zhì)量可靠，經(jīng)久耐用?；鹆Ψ植季鶆蚝侠?，沒(méi)有任何明火燃燒，且并非磁場(chǎng)產(chǎn)生的熱效應。
　　此外，天平、干燥恒溫箱、壓力消解器、可調式電熱板等都是此次試驗必備的重要儀器，在此不再一一贅述。
　　(三)實(shí)驗方法
　　將酸消解或灰化后的試樣注入原子吸收分光光度計石墨爐中，在電熱原子化后吸收283.3mm的共振線(xiàn)。它的吸收值和鉛含量在一定濃度比內成正比，與標準系列比較之后在做定量。
　　1、壓力消解罐消解法
　　在聚四氟乙烯內罐中注入1.5克試樣，3毫升硝酸浸泡試樣至第二天早上，再加入2.5毫升過(guò)氧化氫，封閉好內蓋，將不銹鋼外套旋緊，放置于恒溫干燥箱內，在120攝氏度的恒溫下持續4個(gè)小時(shí)。使用時(shí)，恒溫干燥箱的溫度冷卻至與室溫相當。將消化液用滴管過(guò)濾入25毫升的容器內，多次用水洗滌洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用;同時(shí)作試劑空白。
　　2、干法灰化
　　將事先稱(chēng)好的1.5克試樣置于瓷坩堝內，在可調式電熱板上用小火將試樣碳化至無(wú)煙狀態(tài)，隨后移入溫度為500攝氏度±25攝氏度的馬弗爐內灰化六小時(shí)左右。冷卻一段時(shí)間，在灰分中滴入硝酸將其充分溶解，將消化液用滴管過(guò)濾入25毫升的容器內，多次用水洗滌洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用;同時(shí)作試劑空白。
　　3、過(guò)硫酸銨灰化法
　　將事先稱(chēng)取好的1.5克試樣置于瓷坩堝內，滴入2毫升硝酸浸泡60分鐘之上，小火碳化后，冷卻一段時(shí)間后滴入2毫克過(guò)硫酸銨，使其覆于上面，繼續進(jìn)行碳化至煙氣完全消失后，轉入恒溫在500攝氏度的馬弗爐內，加熱兩個(gè)小時(shí)后將溫度調至800攝氏度，加熱20分鐘，進(jìn)行冷卻。滴入硝酸2毫升，用滴管將試樣消化液洗入或過(guò)濾入25 m L容量瓶中，用水少量多次洗滌瓷坩堝 ，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用;同時(shí)作試劑空白。
　　4、濕式消解法
　　將事先稱(chēng)好的1.5克試樣置于錐形瓶或高腳燒杯中，加入玻璃球若干和10毫升混合酸，蓋蓋兒后浸泡一夜，然后將一小漏斗覆蓋于錐形瓶或高腳杯上，在電爐上進(jìn)行加熱消解，直至消化液顏色呈無(wú)色透明或略帶黃色，進(jìn)行冷卻，之后用滴管將試樣消化液洗人或過(guò)濾人 25 m L 容量瓶中，用水少量多次洗滌錐形瓶或高腳燒杯，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用;同時(shí)作試劑空白。
　　5、鉛含量測定
　　采用石墨爐原子吸收分光光度計法。先將設備調整到283.3nm波長(cháng)，0.8nm狹縫，7mA電流，120攝氏度干燥溫度(20秒)，800攝氏度灰化溫度(20秒)，1900攝氏度原子化溫度(4秒)，氘燈作為背景校正。一些準備工作做好后，開(kāi)始繪制標準曲線(xiàn)：吸取濃度為0、20.0、40.0、60.0、80.0ng·mL-1的鉛標準溶液各10uL加入石墨爐，與此同時(shí)，吸取20g·L-1的磷酸鈉溶液5.0uL注入石墨爐，在以上條件下測定其吸光值，并求得吸光值與濃度關(guān)系的一元線(xiàn)性回歸方程，最后進(jìn)行樣品測定：分別吸取10uL試劑空白液和樣液，同時(shí)吸取20g·L-1硝酸鈉溶液5.0uL注入石墨爐，在同等條件下測定其吸光值，按照以下公式進(jìn)行小麥樣品中的鉛含量：
　　X = (A1-A2)V/(1000m)
　　公式中的X表示小麥樣品中的鉛含量單位為mg·kg-1;A1表示測定樣液中的鉛含量，以ng·mL-1表示;A2空白液中的鉛含量，以ng·mL-1表示;m表示樣品質(zhì)量或體積(g);V表示樣品定容總體積(mL)。
　　二、結果與分析
　　(一)鉛含量的標準曲線(xiàn)
　　根據所測標準系列的值，以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標得到鉛含量的標準曲線(xiàn)，其回歸方程為Y=0.0043x+0.0098，相關(guān)系數R2= 0.9998。
　　(二)四種消解方法之比較
　　4 種不同消解方法處理樣品后，其鉛含量的測定及分析結果見(jiàn)表1。 　　由表1可以看出，壓力消解罐消解法的鉛含量為0.335 mg·kg-1，標準偏差0.010 mg·kg-1，處理相對標準偏差3.740%。干法灰化的鉛含量為0.320 mg·kg-1，標準偏差為0.031 mg·kg-1，處理相對標準偏差12.700%。過(guò)硫酸銨灰化法的鉛含量為0.326 mg·kg-1，標準偏差0.020 mg·kg-1，處理相對標準偏差8.510%。濕式消解法的鉛含量為0.334 mg·kg-1，標準偏差為0.015 mg·kg-1，處理相對標準偏差6.360%。干灰化法、硫酸銨法、法消解和壓力消解罐消解法4種方法的標準偏差依次降低，表明4種方法的穩定性越來(lái)越好，其中壓力消解罐消解法的穩定性最好。通過(guò)F值檢驗，發(fā)現不同處理方法差異不顯著(zhù)。故4種處理方法結果接近。
　　(三)回收率測定 　　從表2看出，壓力消解罐消解法的未加標量為0.34 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.43 mg·kg-1，回收率90 mg·kg-1。干法灰化的未加標量為0.33 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.42 mg·kg-1，回收率為90 mg·kg-1。過(guò)硫酸銨灰化法的未加標量為0.33 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.42 mg·kg-1，回收率為90 mg·kg-1。濕式消解法的未加標量為0.33 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.42 mg·kg-1，回收率為90 mg·kg-1。四種檢測方法鉛的回收率在90%—95%之間，符合有關(guān)規定，表明用石墨爐原子吸收分光光度法測定鉛是合適的，并驗證了數據的可靠性。
　　(四)檢出限的測定
　　根據實(shí)驗結果得出，空白處所得平均值為0.0095 ng·mL-1 ，其標準的誤差為0.0065 ng·mL-1，平均值的標準偏差斜率為0.0043，檢出限度為5 ng·mL-1，所得到的樣品中，鉛含量大于此數值，經(jīng)過(guò)試驗在此證明檢測食物樣品所使用的儀器及檢測方式是完全可信的。
　　三、小結與討論
　　在對食品中微量元素進(jìn)行檢查的時(shí)候，石墨爐原子的吸收光度具有較高的靈敏性。在監測的過(guò)程中，可以使用過(guò)硫酸銨法、濕法消解、壓力消解、干灰化法四種不同的方法對樣品進(jìn)行試驗，四種方法監測的結果幾乎相同，并無(wú)明顯差異。通過(guò)對試驗數據進(jìn)行分析，可以得出，壓力消解方法的準確度較高，誤差最小，同時(shí)穩定性也好。資金的回收率也可以保證在90%-95%之間，非常符合規定要求。試驗結果檢驗限度為5 ng·mL-1 ，證明試驗所使用的檢驗儀器是安全可靠的。經(jīng)過(guò)分析認為，壓力消解過(guò)程中，聚四氟乙烯內膽在不銹鋼儀器達到密封的狀態(tài)下，加入硝酸和過(guò)氧化氫，于130℃-140℃的溫度之間經(jīng)過(guò)三小時(shí)，被檢測食物樣品完全消解，同時(shí)食物中的鉛元素不會(huì )受到損失，也不會(huì )輕易受到外界污染。
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