快速消解技术

徐卫华+杨日怀+尹红军

（1宜宾市农业质量综合检测中心 四川 宜宾 644000； 2，3珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司 成都 611730）

摘 要： 本实验采用快速消解前处理-火焰原子吸收光谱法测定土壤及农产品（水稻）中的铜元素，与常规样品前处理方式一样可以保证测定的准确性，测定结果的相对误差可以控制在质控样允许误差范围内，采用该技术测定的检出限土壤和水稻分别为9.3和9.0μg/L，方法检出限为0.93和0.23μg/g，采用该消解方式来说消解的结果更快，效率更高，低温消解也不会造成样品损失，是一种很好的前处理技术。

关键词： 关键词：快速消解；火焰法；铜

中图分类号：O651.2 文献标识码：A

目前，农产品及食品安全问题是受重点关注的，食品在生产，流通和储存等各环节都有可能引入污染，本文所开展实验测定的是农产品在生产环节中土壤及农产品的重金属铜的含量。目前，土壤中铜的测定方式主要是电热板全消解或微波消解-原子吸收火焰法，这也是经典的消解方式，对应的检测方法标准有GB/T 17138-1997 《土壤质量 铜、锌的测定-原子吸收分光光度法》和GB/T 5009.13-2003 《食品中铜的测定》原子吸收法和分光光度法，土壤检测标准方法中是采用四酸溶样法进行处理，食品检测标准方法中是采用马弗炉高温灰化，硝酸提取的方式进行溶样，两种方法的相同之处在于都会采用高温加热，同时处理的时间较长，容易造成元素的损失，而本实验所探讨的前处理方式是在保证能进行准确定量的同时，将样品进行快速溶解；并同时研究土壤与对应的农产品之间相互联系，实验也进行了精密度和准确度测定实验。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器

原子吸收光谱仪（PerkinElmer公司，AA 900T），配铜空心阴极灯，配有火焰氘灯扣背景校正系统及纵向塞曼石墨炉背景校正系统；电子天平（梅特勒-托利多公司， 精度0.1mg）

1.1.2试剂

铜标准液（PerkinElmer公司 1000mg/L 125 mL）；硝酸，盐酸，氢氟酸（UPS级，苏州晶瑞化学有限公司）；超纯水；曲拉通TritonX-100（优级纯，默克）

1.2仪器工作条件

测定波长：Cu 324.75nm；狭缝宽度：0.7nm；读数时间：3s；灯电流：10mA；扣背景方式：非氘灯扣背景；空气流量：10L/min；乙炔流量：3.3 L/min

1.3实验方法

1.3.1标准溶液的配制

本实验涉及到农产品（水稻）和土壤的测定，在测定中对于水稻采用标准曲线法进行测定，而对土壤则采用标准匹配法进行测定。

（1）标准曲线法溶液制备

准确移取10mL， 1000 mg/L的Cu标准溶液于100mL容量瓶中，以5%的HNO3定容至刻度后在分别移取0， 0.1， 0.25， 0.5， 1.0于50mL容量瓶中，并用5%的HNO3定容至刻度，则各标准点的浓度分别为0， 0.2， 0.5， 1.0， 2.0 mg/L Cu标准溶液。

（2）标准匹配法溶液制备

分别选用不同含量的土壤标准质控样与土壤样，土壤标准质控样前处理方式请查看下述试样制备过程，待质控样液定容后，将其作为标准点来进行标准曲线的绘制，并以此进行样品的测定，这种测定方式可有效避免基体对于测定结果的影响。

1.3.2样品溶液制备

（1）土壤样品溶液制备

准确称取0.5000g样品于聚丙烯塑料定量管中，分别加入少量水润湿样品后再分别加入4mLHF， 2mLHCl，2mLHNO3于消解管中，并将其置于带消解孔的石墨消解仪中，将石墨消解炉的温度设定在115℃，然后待其反应并持续约30min后取下消解管，然后冷却并定容至50mL。

（2）水稻样品溶液制备

准确称取2.000g样品与聚丙烯塑料定量管中，分别加入少量水润湿样品后再分别加入4mL HNO3于消解管中，并将其置于带消解孔的石墨消解炉中，将石墨消解炉的温度设定在100℃，然后待其反應并持续约30min后取下消解管，然后冷却并用0.5%硝酸+0.05%曲拉通定容至50mL。

2 结果与分析

2.1标准曲线的绘制

实验按照1.2的参数条件进行工作曲线的绘制，实验中工作曲线范围为0-2.0mg/L，线性方程为Y=0.098X-0.00031；线性相关系数为0.99978

2.2 消解方式对比

快速消解方式和常规全消解的方式对比见表1，可以看出湿法快速消解方式所消耗的时间约为常规消解方法的三分之一，同时酸消耗量小，避免造成试剂空白高，同时基体影响小，因此该方法更加快速高效。

2.3测定结果

实验采集了宜宾地区的土壤及对应区域的水稻样品，表2是土壤和水稻分别测定的结果，GB15618 -2008 《土壤环境质量标准》中规定了农业用地土壤中Cu的最高限量标准为100 μg/g，从测定结果可以看到，选定的待测土壤某些样品已经超过了最高限量标准，说明土壤质量可能受到了工农业生产活动的污染；GB15199中规定食品中粮食类铜限量标准为10μg/g，从测定结果看到，待测样品中Cu的含量是在限值含量以下，说明是水稻产品中Cu含量是合格的。图2是土壤样品和水稻样品的含量对比图，从图中也可以看到，土壤及其对应位置取样的水稻产品的高低含量之间存在一定的正比关系，说明粮食植物对于土壤中的重金属存在一定的富集作用，工农业活动会加剧土壤中重金属的积累，进而间接对人体造成一定的危害。

2.4精密度实验

实验也进行了快速消解技术的精密度，见表3所示，将样品同时测定7次后发现样品的精密度可以控制在3%以下。

2.5准确度实验

为验证测定结果的准确性，实验中进行了质控样的测定，表4是质控样的测定结果，从其中可以看到，质控样的结果是在真值的区间范围内的，说明该样品前处理方法和仪器的测定方法是满足测定要求的。

2.6方法检出限

实验进行了检出限实验，对基体空白测定11次，分别取11次测定的平均值进行计算，检出限DL=3σ/S，方法检出限MDL=DL×稀释倍数。

3结论

实验主要是进行了土壤及农产品的快速消解前处理实验研究，快速消解比常规的电热板消解的优势在于可以减少前处理时间、避免高温消解造成样品损失、减小加酸量，避免带来试剂沾污，避免赶酸，减小基体效应、减小实验操作人员的工作量，避免不必要的外来因素对测定的影响，实验不仅验证了快速消解前处理实验的准确性，而且还验证了土壤与农产品的之间含量存在一定的对应关系，可以为深入研究工农业污染与食品安全提供研究课题。

参考文献

[1] 国家环境保护部.土壤质量 铜、锌的测定-原子吸收分光光度法[S].中华人民共和国国家标准，1997

[2] 中国国家标准化委员会/中华人民共和国卫生部.食品中铜的测定-原子吸收分光光度法[S]. 中华人民共和国国家标准，2003

[3] 中华人民共和国卫生部.食品中铜限量卫生标准[S]. 中华人民共和国国家标准，1994

[4] 国家环保部/国家质检总局.土壤环境质量标准[S].中华人民共和国国家标准，2008

作者简介：徐卫华，1981年— ，男，农艺师，大学本科，主要从事农产品及产地环境中重金属检测。