微波消解—石墨炉原子吸收光谱法测定豆瓣菜中铬、铅、镉的含量

周嘉诚++黎小鹏++邓桂添++陈楠++马世柱++杜作东++高文彬++梁锦填++黎金辉

摘要 使用微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定豆瓣菜中铬（Cr）、铅（Pb）、镉（Cd），前处理方法采用硝酸+过氧化氢作消解试剂，并进行赶酸处理。结果表明，Cr的方法检出限为0.001 30 mg/kg，在基体改进剂NH4H2PO4存在下，Pb、Cd的方法检出限分别为0.003 80、0.000 22 mg/kg，线性相关系数分别为1.000、0.999、0.999；选取GSB-6 菠菜（GBW10015）和GSB-26 芹菜（GBW10048）成分分析标准物质进行质控测量，3种元素的测定值均在标准值所在范围，且相对标准偏差<5.0%。该方法前处理操作简单，无需高氯酸的介入且检测效果显著。

关键词 豆瓣菜；微波消解；石墨炉原子吸收光谱法；铬；铅；镉

中图分类号 TS207.5+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）09-0264-03

Abstract The paper used microwave digestion-graphite furnace atomic absorption spectrometry for the determination of chromium，lead and cadmium in watercress，using nitric acid and hydrogen peroxide as digestion reagents，and acid-driving as the pre-treatment method.The results showed that in the presence of matrix modifier NH4H2PO4（except Cr），the detection limit of Cr，Pb and Cd was 0.001 30 mg/kg，0.003 80 mg/kg，0.000 22 mg/kg respectively，the linear correlation coefficient was 1.000，0.999，0.999 respectively；Using the GSB-6 spinach（GBW10015） and GSB-26 celery（GBW10048） compon-ent analysis standard material for quality control measure，the recovery rate of three kinds of elements reached the standard value range，and RSD were less than 5%.The method is simple in operation，does not require the intervention of perchloric acid and has obvious effect.

Key words watercress；microwave digestion；graphite furnace atomic absorption spectrometry；chromium；lead；cadmium

豆瓣菜又名西洋菜、水田芥，属于多年生水生草本植物，其喜生水中，多见于水沟边、山涧河边、沼泽地或水田中。豆瓣菜作为食用蔬菜之一，营养成分因产地不同而有所区别。杨乾展等[1]概述了豆瓣菜的化学成分以及药理方面的相关研究，其化学成分包括糖苷类、维生素类、挥发油类、脂肪酸类、蛋白质以及多种微量元素，是集营养和食疗于一体的健康食品。

随著现代社会工业的发展，蔬菜中铬、铅、镉的污染在媒体报道上屡见不鲜。杨国义等[2]对广东省6个城市内的蔬菜的重金属含量进行分析，认为叶菜类蔬菜中重金属含量和综合污染指数都高于块根类、瓜果类、豆类和茄果类蔬菜。而对于豆瓣菜这类喜欢生长在水中尤其是水沟边的叶菜类蔬菜，其重金属污染情况就更不容忽视了。王佛娇等[3]通过对广东省13个地级市的蔬菜样品的重金属污染评价，认为叶菜类蔬菜中豆瓣菜对镉的富集相对较强。

当前已有不少文献提出了铬、铅、镉的检测方法。杨 屹等[4]使用微波消解-AAS法测定芦荟中的镉、铅；王艳泽等[5]使用微波消解ICP-MS法测定了根和根茎类生药中的铬、铅、镉；范华均等[6]通过微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定了石蒜中铬、铅、镉的含量，期间运用微波消解法对样品进行溶样；赖 瑢等[7]则使用微波消解-溶出伏安法测定了豆瓣菜等样品中的铅、镉含量；张 萍等[8]使用微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定了蜂花粉中的铅、镉和铜。而对使用微波消解法结合石墨炉原子吸收光谱仪对蔬菜中的铬、铅、镉同时检测的方法，当前鲜有报道。因此，本文选择了对重金属吸附较强的水生植物——豆瓣菜，将常见的重金属污染元素铬、铅、镉作为分析对象，探讨一种安全、便捷、试剂使用少且回收率高、精密度高、检出限低的检测方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为豆瓣菜，来源于广东省中山市三乡镇蔬菜基地。

试验仪器：Agilent AA-240Z原子吸收光谱仪，配有GTA120自动进样器，塞曼扣背景（Agilent公司）；Cr、Pb、Cd单元素灯（均为Agilent公司）；VB24Plus智能样品处理器（LabTech公司）；ETHOSA微波消解仪配DRN-41转子（MI-LESTONE公司）；ML104万分之一天平[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]。

试剂：硝酸，纯度65%，属于分析级，为德国默克公司生产；过氧化氢，纯度30%，属于优级纯，由广州化学试剂厂生产；基体改进剂磷酸二氢铵，属优级纯，由山东西亚化学股份有限公司生产。

试验所使用的菠菜成分分析标准物质GBW10015（GSB-6）和芹菜成分分析标准物质GBW10048（GSB-26）均为地球物理地球化学勘察研究所IGGE生产；铬、铅、镉3种单元素标准溶液标准值均为1 000 μg/mL，均由国家有色金属及电子材料分析测试中心生产。

分析前，准确吸取铬、铅、镉3种单元素标准溶液各1.00 mL分别配制成3种浓度均为10 mg/L的铬、铅、镉的单元素标准储备液。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理。取豆瓣菜可食用部分用去离子水冲洗干净，晾干，经混匀粉碎制成待测样品。

准确称取1.000 0 g豆瓣菜样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入8 mL浓硝酸、1.5 mL过氧化氢，迅速盖上塞子并拧紧消解罐。把样品转移到微波消解仪，根据微波消解仪设定的功率、温度和时间（表1）进行消解处理；消解完毕后，待聚四氟乙烯消解罐的温度冷却至常温，开盖，用少许去离子水冲洗塞子中的残留物，于130 ℃赶酸处理。待消解液只剩下约0.5 mL时，冷却定容至10 mL容量瓶中，待测。同时做空白对照。

1.2.2 标准物质处理。根据标准物质认定证书中GSB-6（GBW10015）和GSB-26（GBW10048）中铬、铅、镉的含量，准确称取GSB-6 和GSB-26 各0.120 0 g，样品处理方法同 1.2.1，最后定容至10 mL容量瓶中待测。

1.3 仪器条件

1.3.1 微波消解程序。具体如表1所示。

1.3.2 石墨炉原子吸收光谱仪分析方法。准确称取0.25 g NH4H2PO4并用去离子水定容至50 mL，配制成含有0.5%NH4H2PO4的基体改进剂。并取一定量NH4H2PO4溶液、标准溶液母液和样品处理液分别置于石墨炉原子吸收光谱仪专用样品瓶中，并根据分析条件（表2、3）进行分析。

2 结果与分析

2.1 标准工作曲线、方法准确度和灵敏度

取铬、铅、镉3种元素的标准储备液，用1%HNO3溶液分别稀释成20、50、5 μg/L的混合标准溶液，并使用自动进样器，分别把3种元素配制成相应浓度点（表4、5、6），按照1.3.2的仪器条件绘制了标准工作曲线（图1、2、3）。

根据《实验室质控规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）的标准，使用样品空白溶液测定20次，根据式（1）、式（2）计算了3 种元素的样品测定的方法检出限（表7）。

仪器检出限按式（1）计算：

式（1）中，CL—仪器检出限（μg/L），Sb—样品空白吸光度值标准偏差，b—标准曲线斜率。

计算出每种元素的仪器检出限CL，并以CL作为样品溶液测定浓度，样品称样量为1.000 0 g，代入式（2）中，得出每种元素的方法检出限：

式（2）中，X—样品含量（mg/kg），C—样品溶液的测定浓度（μg/L），V—样品空白溶液的最终定容体积（L），m—样品称样量（g）。

根据《实验室质控规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）的标准，取已经处理好的GSB-6（GBW10015）和GSB-26（GBW10048）作为质控样品，并按照1.3.2的仪器条件进行测定，并将数值代入式（2）计算，得出的质控结果见表8、9。

2.2 豆瓣菜样品分析

取已经处理好的豆瓣菜样品，按照1.3.2的仪器条件进行测定，代入式（2）计算，结果见表10。可以看出，Cr、Pb、Cd的相对标准偏差分别为2.1%、5.0%、3.1%。

3 結论与讨论

选择微波消解的前处理方法，在硝酸和过氧化氢的消解体系、基体改进剂NH4H2PO4存在（Cr除外）的作用下，运用石墨炉原子吸收光谱仪测定Cr、Pb、Cd 3种元素。当使用生物成分分析标准物质GSB-6（GBW10015）和GSB-26（GBW10048）进行前处理和分析后，检测结果均能达到2种分析标准物质的标准值范围，且相对标准偏差均小于5%，运用表2的仪器分析条件，3种元素的相关系数分别达到1.000、0.999、0.999，方法检出限可达到0.001 30、0.003 80、0.000 22 mg/kg。由此可知，此方法操作简单，使用试剂量少，且不需要高氯酸的介入，可以用于豆瓣菜中铬、铅、镉的检测。

4 参考文献

[1] 杨乾展，赵浩如，程景才，等.豆瓣菜的研究进展[J].河北农业科学，2008，12（4）：22-24.

[2] 杨国义，罗薇，高家俊，等.广东省典型区域蔬菜重金属含量特征与污染评价[J].土壤通报，2008，39（1）：133-136.

[3] 王佛娇，邓敬颂，程小会，等.广东省部分基地蔬菜重金属污染评价[J].农业资源与环境学报，2014，31（5）：446-449.

[4] 杨屹，侯翔燕，王书俊，等.微波消解-AAS法测芦荟中微量金属元素锌、锰、镉、铅[J].光谱学与光谱分析，2004，24（12）：1672-1675.

[5] 王艳泽，王英锋，施燕支，等.微波消解ICP-MS法测定根和根茎类生药中11种微量元素[J].光谱学与光谱分析，2006，26（12）：2326-2329.

[6] 范华均，李攻科，栾伟，等.微波溶样-石墨炉原子吸收光谱法测定石蒜中的镉铬铅[J].光谱学与光谱分析，2005（9）：1503-1506.

[7] 赖瑢，丘福保，徐镇耿，等.微波消解-溶出伏安法对食品中铜、铅、镉的同时测定[J].分析测试学报，2010，29（2）：203-206.

[8] 张萍，卢俊杰.微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定蜂花粉中铅、镉和铜[J].光谱实验室，2012（3）：1416-1419.