极谱仪法测定大米中镉的方法研究

摘要：采用极谱仪法测定大米中的镉，通过调节仪器状态，优化仪器条件，确定方法的检出限为0.004 mg/kg、测定下限为0.016 mg/kg，对同一标准样品分别采用极谱仪法和国家标准方法进行了6次平行测定，两种方法测定结果均在保证值范围内，相对误差依次为-1. 99% -0. 97%、-1. 99%～0. 12%，并采用t检验与F检验得出两种方法无显著性差异。

关键词：极谱仪法;大米中镉;t检验;F检验

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（ 2020） 2-0148-02

1 引言

镉是重金属元素的一种，是人体非必须元素，在自然界中常以化合物状态存在，一般与锌等矿藏共存，在冶金、塑料、电子等行业中有着重要作用。随着科技的发展，加上治理方法仍未完善，镉污染在电镀业、冶炼厂、矿石开采等中作为副产物出现，一部分以废气粉尘形式沉降于周围土壤;一部分以污水形式污染周边水体，最后间接污染土壤。据统计全球每年向环境中排放的镉总量达到3万t左右，其中约85%進入土壤，水稻是对镉吸收最强的谷类作物。而水稻是我国，尤其是南方大部分省份的主要粮食作物之一，65%的中国人以稻米作为绝对主食。医学文献已经证明，镉进入人体，多年后可引起骨痛等症，严重时导致可怕的“痛痛病”[6]。

目前，国内测定大米中镉的国家标准方法主要为《食品安全国家标准食品中镉的测定》（GB 5009. 15-2014）[1]，采用石墨炉原子吸收光度法，方法较为成熟，仪器选择性强、灵敏度高，但耗材费用较为昂贵，且样品分析受基体干扰较大[5]。而极谱仪法测定大米中的镉，采用标准加入法，仪器操作简便，分析成本低，灵敏度高，选择性好，抗干扰能力强，且废液便于回收处理，环境污染小[7]。

2 方法原理

大米样品经过前处理形成溶液，金属镉离子在一定电位下，部分的还原成金属镉，析出于汞电极表面，然后向电极施加反向电压，使汞电极上的金属镉氧化而产生氧化电流，根据氧化过程的电流一电压曲线进行分析测定。

3 实验部分

3.1 仪器

（1）伏安极谱仪，型号884 Professional VA，生产厂家瑞士万通。

（2）电子天平，分度值为0.1 mg。

（3）马弗炉，型号F08IOC。

（4）pH计，型号PB-10。

（5）实验室常用玻璃器皿。

3.2 试剂

（1）硝酸溶液：（1+99）硝酸溶液。

（2）镉标准溶液。

（3）汞，光电源研究所（>99.999%）;

（4）缓冲溶液：55 mL 100%乙酸+37 mL 25%氨水，定容至500 mL，此溶液pH值约为4.6。

（5）氯化钾饱和溶液。

3.3 实验方法

称取制备好的大米样品约0.5 g（精确到0.1 mg）于石英干锅中，放在电热板上小火加热至无烟，然后转移至马弗炉中，600℃加热6h，至样品变为灰白色或浅灰色，趁热用1%硝酸溶解，并定容至50 mL[1]。打开极谱仪，调节仪器状态，优化仪器条件，采用标准加入法测定消解样品浓度。

4 结果与讨论

4.1 检出限

对实际大米样品平行测定7次，计算7次平行测定的标准偏差，按《环境监测分析方法标准制修订技术导则》（ HJ 168-2010）中规定，计算方法检出限和测定下限[3]，结果见表1。

4.2 与国家标准方法的比较

分别采用极谱仪法和国家标准方法一石墨炉原子吸收分光光度法对编号为GBW（ E） 100349的标准大米样品进行分析测定。

4.2.1 精密度

取显著性水平α=0. 05，对编号为GBW（E）100349的标准大米样品的6次测定值分别按照公式（1）与公式（2）进行t检验（基于成对数据的检验）和F检验（2个总体的情况）[4]，结果见表2。

4.2.2 准确度

对编号为GBW（ E） 100349的标准大米样品进行6次测定，计算测定值与真值的相对误差，结果见表3。

5 结语

采用极谱仪法测定大米中镉的方法检出限为0.004 mg/kg，与国家标准方法《食品安全国家标准食品中镉的测定》（GB 5009. 15 - 2014）[1]的检出限相当，远低于我国现行的《粮食卫生标准》（GB 2175 - 2016）和《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762 -2017）中规定大米中镉的限量值o.2 mg/kg[4]。

采用极谱仪法与国标方法进行准确度实验，对同一标准样品进行6次测定的浓度值均在保证值范围内，相对误差依次为-1.99%～0. 97%、-1. 99%～0. 12%。

采用极谱仪法与国标方法进行精密度实验，对实验结果进行t检验与F检验，由表中数据可知，两种方法无显著性差异。

参考文献：

[1]GB 5009. 15-2014.食品安全国家标准食品中镉的测定[s].北京：国家标准出版社，201 4.

[2]盛骤，谢式千，潘承毅，概率论与数理统计（第四版）[M].高等教育出版社，2008：178-192.

[3]环境保护部.HJl68 2010，环境监测分析方法标准制修订技术导 则[s].北京：环境保护部，2010.

[4]耿安静，大米镉限量标准现状分析及建议[J].中国食物与营养.2015，21（5）：14-17.

[5]任剑豪，大米中镉的测定方法及研究进展[J].农产品加工，2017 （3）.

[6]刘斌，黎天勇，蔡扬尧，“镉大米”的现状、危害及修复方法简述[J].食品安全.2018（21）.

[7]藏鹏远，大米中铅、镉等重金属元素的检测技术综述[J].食品安全导刊，2015（33）.

作者简介：张雷（1989-），男，工程师，主要研究方向环境监测。