鞍山地区市售枸杞中重金属含量测定及分析

吴 航，魏蓓蓓

(鞍山师范学院 化学与生命科学学院,辽宁 鞍山 114007)

枸杞子来源于茄科植物枸杞的干燥成熟果实，是我国传统药食同源植物[1].研究表明，枸杞子含有枸杞多糖、氨基酸、甜菜碱等有效成分，有抗衰老、抗氧化、降血糖等作用，并具有滋补肝肾、益精明目、调节血脂血糖、延缓衰老的功效[2-4].现代人对枸杞的需求在逐年增加，然而枸杞中的重金属元素含量及其会产生的健康风险同时也成为消费者关注的问题.《中国药典》 2015年版规定铅元素不得高于5 mg/kg、镉元素不得高于0.3 mg/kg、铜元素不得高于20 mg/kg[5].

微波消解法具有污染小、回收率高的特点，适合于枸杞样品的消解[6,7].现已有多种方法来评价重金属污染对人体健康造成的潜在风险，其中建立在危害商数(target hazard quotients，THQ)基础上的风险评价方法最具代表性，如果比值超过安全基准值1说明污染物对人体存在潜在的健康风险[8-11].为此，本实验利用微波消解-火焰原子法来测定枸杞中铅、隔、铜等重金属元素的含量，能为本地区农产品质量安全提供一定的科学依据.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

在鞍山市内超市购买枸杞样品，样品数量5批次，每批样品随机选取大小重量无明显差异的枸杞80 g.将选取的样品用超纯水清洗干净，放入烤箱内进行烘干处理，将烘干后的样品研磨至粉末状备用.铜、铅、镉元素标准溶液均为中国计量科学研究院提供；浓硝酸、双氧水等(均为优级纯),阿拉丁；实验用水均为超纯水(电阻率18.2 MΩ，25 ℃).

1.2 仪器与设备

原子吸收分光光度计(AA-7000,Shimadzu,Japan);Pb、Cd、Cu空心阴极灯；MARS微波消解仪(American CEM)；超纯水机(Milli-Q Academic).

1.3 方法

1.3.1 样品处理 准确称取研磨后的样品0.5 g于微波消解管中，加5 mL硝酸，加盖放置过夜，次日再加入3 mL双氧水，密封消解管，放入微波消解仪中，程序升温见表1，完毕后，以140 ℃赶酸至近干，冷却加蒸馏水定容至25 mL，同时做两份空白实验.

表1 微波消解程序

1.3.2 标准溶液的配制及标准曲线的绘制 量取Pb、Cd、Cu单元素标准溶液适量，然后用10%的硝酸溶液稀释分别制成相应质量浓度的系列溶液，其中Pb溶液的浓度分别为0,10,20,40,60 μg/L，Cd溶液的浓度分别为0,0.5,1,1.5,2 μg/L，Cu溶液的浓度分别为0,10,20,60 μg/L.优化仪器工作条件测定标准溶液吸光度，仪器自动处理数据并显示标准曲线.

1.3.3 样品的测定及检出限 将消解好的样品溶液与空白溶液按顺序测定，根据标准曲线可得各元素的浓度，计算各元素含量.将空白溶液连续测定11次，计算方法检出限.

1.3.4 加标回收率和精密度 称取5份已测得含量的同一供试品0.2 g，加入适量标准溶液，按相同方法进行处理测定，计算各元素的含量.同时进行精密度实验，同一样品平行测定5次，计算相对标准偏差(RSD)来判断实验精密度.

2 结果与分析

2.1 标准曲线和检出限

标准曲线的线性方程及检出限见表2.由各金属元素的相关系数可知，各元素相关系数均达到0.990以上，各元素的方程符合分析要求，可以用于枸杞中重金属成分含量的检测.

表2 标准曲线的线性方程和相关系数

表3 枸杞中3种元素含量的测定mg/kg

PbCdCu样品10.040.024.6样品20.030.024.2样品30.070.014.9样品40.100.035.4样品50.040.045.9

2.2 样品测定

在设定的仪器条件下，测定样品溶液中3种重金属元素的含量见表3.

测定结果显示，枸杞中Pb、Cd和Cu含量分别为0.03～0.10,0.01～0.04,4.2～5.9 mg/kg，均符合《中国药典》2015年版的要求.

2.3 加标回收率和精密度结果

结果见表4，所测元素的回收率在90.0% ～ 100.0%之间，RSD在1.3% ～ 4.8%之间，符合分析要求.

表4 各元素的回收率和相对标准偏差(n=5)

2.4 健康风险评估

危害商数法可以指示由于暴露于污染物而对人类健康产生的风险水平，计算公式如下：

式中：EF为暴露频率/(365 d/年)；ED为暴露年限(70年)，等同于人类平均寿命年龄；FIR为食物摄取率，枸杞2 g/d；c为枸杞中重金属含量(mg/kg)；RFD为口服参考剂量：Pb为4×10-3mg/(kg·d),Cd为1×10-3mg/(kg·d),Cu为4×10-2mg/(kg·d)；WAB为人类的平均体重(60 kg)；TA为平均暴露时间(365 d/年×ED).

由表5可知，枸杞中重金属Pb、Cd和Cu的危害商数都小于1，说明鞍山地区市售枸杞中的这些重金属元素对人体不具有潜在的健康风险.

表5 人类对不同重金属的危害商数

3 结论

本实验采用微波消解-原子吸收光谱法测定了鞍山地区市售枸杞中3种重金属元素含量，实验分析结果可靠，方法简单.结果表明，枸杞中Pb、Cd和Cu含量分别为0.03～0.10,0.01～0.04,4.2～5.9 mg/kg，均符合《中国药典》2015年版的要求.同时重金属元素Pb、Cd和Cu的危害商数都小于1，说明鞍山地区抽选的市售枸杞中的这些重金属元素对人体不具有潜在的健康风险.