微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中铬

刁玉华（昆明市食品药品检验所，云南 昆明 650032）

微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中铬

刁玉华
（昆明市食品药品检验所，云南 昆明 650032）

建立微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中重金属铬含量的方法。采用微波消解法对样品进行消解，用石墨炉在波长357.9 nm处测定样品中铬的含量。结果表明，该方法线性关系良好，相关系数为0.999 7，检出限为0.006mg/kg，定量限为0.02mg/kg，回收率为81.6%～93.1%。该方法具有快速、简便、准确等优点，可用于大米中铬的含量测定。

微波消解；石墨炉原子吸收光谱法；大米；铬

重金属铬广泛存在于自然界中，存在形式主要是三价和六价。三价铬是人体的微量生理元素，能促进机体糖代谢、脂代谢的进行［1-2］。六价铬具有强毒性，在人体中过量积累会致癌［3］，是强烈的致癌和致突变诱发因子，比三价铬更易于机体吸收［4］。同时，三价铬离子和六价铬离子在体内可以互相转化［5］。经流行病等调查证实，用铬矿石生产重铬酸盐的工人中，肺癌发病率很高，称其为“铬肺癌”［6］。大米作为我国的主要粮食作物，其中铬的含量引起人们的关注并作为重点监测对象。国家标准GB 2762—2012《食品中污染物限量》中也规定谷物中铬含量不得超过1.0mg/kg［7］。

准确测定大米中痕量的铬，前处理技术至关重要。传统的消解方法耗时耗力、对环境污染大、消化不完全、背景值高等缺点［8］。微波消解技术可以避免以上缺点，近年来得到迅速的发展。食品中微量元素测定的方法主要有化学法［9］、紫外分光光度法［10］、原子吸收光谱法［11］、原子荧光光谱法［12］、电感耦合等离子体发射光谱法［13］和电感耦合等离子体质谱法［14］等。综合考虑干扰、检测灵敏度和资金投入等因素，原子吸收光谱法被研究机构、检测机构等广泛应用。石墨炉原子吸收光谱法（graphite furnace atomic absorption spectrophotometry，GF-AAS）是测定痕量金属的常规分析方法之一，以其用样量小、检出限低以及仪器简单易操作等优点，被广泛应用于食品药品以及生物样品的检测中［15］。本实验采用微波消解法消解样品，用石墨炉原子吸收光谱法测定大米中铬的含量，旨在为食品中痕量铬测定方法的建立提供一定的参考。

1　材料与方法

1.1料与试剂

大米：市售；超纯水：英国ELGA CHORUS超纯水机制备；硝酸（优级纯）：重庆川东化工（集团）有限公司；30%过氧化氢（优级纯）：国药集团化学试剂有限公司；铬单标溶液（1 000μg/m L）：国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院。

1.2仪器与设备

AA280z原子吸收光谱仪（附石墨炉及铬空心阴极灯）：美国安捷伦公司；Multiwave PRO高性能微波样品制备系统：奥地利安东帕公司；明澈超纯水设备：美国密理博公司；B400粉碎机（配陶瓷刀头）：瑞士步琦公司；BHW-09Y恒温消解仪：上海博通化学科技有限公司。

1.3方法

1.3.1品消化

所用玻璃及聚乙烯器皿均用硝酸溶液（体积比1∶9）浸泡24 h，超纯水冲洗，晾干后备用。称取经粉碎机粉碎均匀的样品约0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中，加入6m L硝酸、1m L 30%过氧化氢于微波消解系统仪中按设置条件进行消解，待消解罐冷却后打开盖，置于BHW-09A控温加热板上于140℃赶酸至近干［16］，取下用去离子水定容至25m L，同时做空白对照，然后用石墨炉原子吸收光谱仪测定。微波消解程序见表1。

表1　微波消解程序Table 1 Procedures ofm ic rowave digestion

1.3.2主标溶液的配制

取1 000μg/m L的铬标准溶液，用2%的硝酸溶液按逐级稀释法稀释至铬主标溶液质量浓度为10 ng/m L，现用现配。用石墨炉自动进样器自动稀释功能，稀释铬主标溶液，铬质量浓度分别为0、1.0 ng/m L、2.0 ng/m L、4.0 ng/m L、8.0 ng/m L、10.0 ng/m L。

1.3.3器工作条件

根据大米的特性，对原子吸收光谱仪的工作参数及石墨炉升温程序进行设计。原子吸收光谱仪的工作参数见表2，在此工作条件下测量峰面积，用标准曲线回归方程计算。通过优化选择，石墨炉升温程序见表3。

表2　原子吸收光谱仪工作条件Table 2Working conditions for atom ic absorption spectrometer

表3　石墨炉升温程序Table 3 Tem perature-rising program o f graphite furnace

2　结果与分析

2.1准曲线

取铬主标溶液，用石墨炉自动进样器自动稀释功能，制备标准曲线，铬质量浓度分别为0、1.0 ng/m L、2.0 ng/m L、4.0 ng/m L、8.0 ng/m L、10.0 ng/m L，以铬质量浓度为横坐标（x），吸光度值为纵坐标（y），绘制标准曲线，标准曲线方程为y=0.029 34x+0.012 01，R2=0.999 7；表明线性关系良好。

图1　铬标准曲线Fig．1 Standard curve of chrom ium

2.2密度实验

取质量浓度为2.0 ng/m L、4.0 ng/m L、8.0 ng/m L的铬溶液分别进行6次测定，计算6次结果的相对标准偏差（relative standard deviation，RSD），结果见表4。由表4可知，该方法的相对标准偏差0.027%～2.200%，均＜3%，表明使用该方法测定铬元素的精密度较好。

表4　精密度试验结果（n=6）Table 4 Precision tests results of the m ethod（n=6）

2.3现性实验

取铬加标0.2mg/kg进行3次测定，经回收率校正后平均值0.200 1mg/kg，加入量为0.2mg/kg，RSD为0.4%。偏差范围较小，说明本方法的重现性较好。

表5　重现性实验结果（n=3）Table 5 Reproducibility test results of the m ethod（n=3）

2.4出限

用该方法对空白样品溶液连续测20次，按照检出限为空白吸光度值三倍标准偏差与标准曲线斜率之比，定量限为10倍空白吸光度标准偏差与标准曲线斜率之比［17］，结果见表6。由表6可知，铬的检出限为0.12 ng/m L，换算即得0.006mg/kg，定量限为0.02mg/kg，低于国标给定的铬检出限和定量限。由此可见，此方法能够很好地适用于大米中铬的检测要求。

表6　检出限试验结果（n=20）Table 6 The lim itof detection of the method（n=20）

2.5收率实验

称取9份样品分3组，分别加入100 ng/m L的铬标准使用液0.5m L、1.0m L、2.0m L（加入量0.1mg/kg、0.2mg/kg、0.4mg/kg）按照本方法进行消解、赶酸，最后都定容至25m L后进行测定并计算，结果见表7。由表7可知，回收率范围在81.6%～93.1%，回收率比较满意，能够满足痕量测定80%～120%的范围［21］，故采用本方法测定大米中铬，结果是可靠的。

表7　加标回收实验结果Table 7 Adding recovery rate results of themethod

2.6品测定

表8　大米样品中铬含量测定结果Table 8 Determ ination results of chromium content in rice sam ples

称取5份不同来源的大米样品，按照本方法进行消解、赶酸，最后定容至25m L，进行测定并计算，结果见表8。从表8可以看出，本方法能够很好的对大米中的铬进行测定，并且样品中的铬含量远低于国家规定的1.0mg/kg的标准［7］。

3　结论

该实验采用的微波消解法可以有效的减少样品的损失以及对环境的污染，同时还能保证实验操作者的安全。石墨炉原子吸收光谱法快速、简便、准确，具有较高的精密度和准确度。本方法相关系数为0.9997，检出限为0.006mg/kg，定量限为0.02mg/kg，回收率为81.6%～93.1%。本方法与国标方法［18］比较具有操作简便、对环境污染小、检出限低等优点，能够很好的应用于大米中痕量铬的测定，为食品中痕量铬的测定提供一定的参考。

［1］高向阳，宫安晶，王坤，等.微波程序消解-流动注射化学发光法快速测定彩色小麦中的微量铬［J］.食品科学，2008，29（8）：547-549.

［2］徐爱列.微波消解-石墨炉原子吸收法测定海娜中的铬［J］.安徽农业科学，2007，35（28）：8799-8800.

［3］曾朝懿，唐洁，车振明.石墨炉原子吸收法测定液态铬元素的不同消解方法探讨［J］.西华大学学报：自然科学版，2013，32（5）：100-103.

［4］俎志平.微波消解-石墨炉原子吸收法测定蜂胶中重金属铬［J］.河南预防医学杂志，2013，24（2）：109-110.

［5］袁友明，路磊，王明锐，等.微波消解-塞曼石墨炉原子吸收法对蔬菜中铬的测定［J］.湖南农业科学，2011（7）：76-77.

［6］胡道勇，孔凡玲.镀金提高非贵金属抗腐蚀性的研究进展与应用［J］.中国实用口腔科杂志，2009，2（11）：692-694.

［7］中华人民共和国卫生部.GB 2762—2012食品安全国家标准食品中污染物限量［S］.北京：中国标准出版社，2012.

［8］司文会，李克俭，郑丽卿，等.压力自控微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定鹅肝中的镉［J］.食品科学，2011，32（2）：184-186.

［9］金华丽，徐卫河，孙玉芳.食品中微量铅的电位溶出法与示波极谱法测定的比较［J］.食品科学，2009，30（24）：307-309.

［10］楼小红，吴巧凤.紫外分光光度法测定白芍中重金属的研究［J］.广东微量元素科学，2004，11（1）：38-40.

［11］李茵萍，关明，杜为军，等.微波消解-火焰原子吸收法测定新疆野蔷薇果中金属元素［J］.食品科学，2010，31（8）：143-145.

［12］冯波，田娟，焦义丛，等.微波消解-氢化物发生原子吸收法测定食品和调味品中微量砷［J］.食品科学，2013，34（10）：286-288.

［13］杨秀芳，许凌，徐建峰，等.微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定茶叶中的镉［J］.食品科学，2011，32（18）：218-220.

［14］龙智祥，罗艳，谢涛，等.ICP-MS法测定亚热带水果中的重金属含量［J］.化学分析计量，2013，22（2）：38-40.

［15］邓勃，何焜华.应用原子吸收与原子荧光光谱分析［M］.北京：化学工业出版社，2004.

［16］于刚，秦朋，陈丕茂，等.微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定壳聚糖膜中铜离子含量［J］.食品科学，2015，36（2）：201-203.

［17］全国认证认可标准化技术委员会.GB/T 27404—2008实验室质量控制规范食品理化检测［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［18］国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.123—2014食品安全国家标准食品中铬的测定［S］.北京：中国标准出版社，2014.

Determination ofchromium in ricebym icrowave digestion and graphite furnaceatomic absorption spectrophotometry

DIAOYuhua
（Kunm ing Institute forFood and Drug Control，Kunm ing 650032，China）

Themethod for chrom ium determination in rice was established by microwave digestion and graphite furnace atom ic absorption spectrophotometry.The rice was digested by m icrowave and analyzed by graphite furnace atom ic absorption atwavelength of 357.9 nm.The results showed that themethod had good linearity w ith a correlation coefficientof 0.999 7，the lim itof detection was 0.006mg/kg，the lim it of quantitation was0.02mg/kg，and the recoveriesranged from 81.6%-93.1%.Themethodwas rapid，simple，accurateand suitable for thedetermination of chrom ium in rice.

m icrowavedigestion；graphite furnace atom ic absorption spectrophotometry；rice；chrom ium

O657．31

0254-5071（2016）01-0149-03

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．01．033

2015-11-04

国家自然科学基金项目（41161083）

刁玉华（1985-），男，检验技师，硕士，主要从事食品理化检验工作。