高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱法测定饲料中铅、镉、铬、总砷

2020-09-02吴琼臻林起辉谢宗良

粮食与饲料工业 2020年3期

吴琼臻,赵旭,林起辉,谢宗良

(深圳海关食品检验检疫技术中心，广东深圳 518000)

饲料中的重金属污染，在常量，有时甚至是微量的接触环境下，也可能导致对禽畜产生明显的毒害作用。为了提高饲养产能与饲料利用率,一些重金属元素亦被广泛应用于饲料添加剂中[1]。重金属元素在环境中难以分解排除，进入动物体内易富集残留，最终通过食物链进入人体，对消费者的健康造成危害[2-4]。因此，对于动物饲料中重金属元素的污染，应给予足够的重视。

由表1可见，如饲料样品同时进行多种元素的测定，则需要逐一进行前处理和仪器分析，原有的前处理方法操作繁琐费时，效率相对较低，而且使用试剂量大，对环境污染严重，对操作者身体健康也有较大的伤害。

表1 现行饲料检测国家标准方法一览

近年来，微波消解因其效率高、用酸少、干扰小等特点得到业界广泛认同[5]。但设备成本相对较高。高压密闭消解法采用全封闭消解模式，钢衬具有非常好的密封效果，消解罐内的酸及其他有害气体即使在高温高压条件下也不会逸出，能最大程度减少消解过程中对空气造成的污染。此外，高压密闭消解同样具有试剂使用量少、待测元素不易损失、干扰少、准确度高等优点[6]，且设备成本远低于微波消解法。从经济与适用性角度考虑，高压密闭消解法是消解饲料的较优方法。

本研究采用高温密闭消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定饲料中的铅、镉、铬、总砷含量，能提高效率，一次完成4种元素的检测，减少试剂损耗，减少污染，极大地缩短检测周期，很好地满足了工作需求。

1 实验部分

1.1 主要仪器及工作条件

Agilent/8800型电感耦合等离子体发射质谱仪，Agilent Technologies公司；iCE3500型原子吸收光谱仪，ThermoFisher 公司；AFS-9320型原子荧光光度计，北京吉天公司；BSA423S 型电子天平，Sartotius 公司；FD115型鼓风干燥箱，BINDER公司；高压密闭消解罐，聚四氟乙烯内胆。

电感耦合等离子体质谱工作气体为氩气，具体工作条件见表2。

表2 ICP-MS仪器条件

原子荧光光度计具体工作条件见表3。

表3 AFS主要工作参数

1.2 主要试剂

Cd、Cr单元素标准溶液,国家有色金属及电子材料分析测试中心;Pb、As单元素标准溶液，浓度均为1 000 μg/ml,中国计量科学研究院。硝酸、高氯酸，分析纯；盐酸，优级纯；氢氧化钠、硼氢化钠、硝酸镧，分析纯；氯化铯，光谱级；磷酸二氢铵、硝酸镁、碘化钾、甲基异丁酮、抗坏血酸、流脲，分析纯。实验用水均为去离子水。饲料质控样品CFAPA-QC075B-3、CFAPA-QC075B-2、CFAPA-QC075B-4、CFAPA-QC075B-1，大连中食国实检测技术有限公司。

1.3 实验方法

称取0.5 g左右(精确至0.000 1 g)样品于聚四氟乙烯内胆中，加入5 ml硝酸，1 ml双氧水，加盖密封后，放入不锈钢消解罐中，拧紧不锈钢盖，置于烘箱中145℃反应7.5 h，反应结束后，自然冷却至室温开罐，用去离子水转移至25 ml容量瓶中定容，摇匀，同时做试剂空白实验。

消解完全的样品需澄清，呈无色或浅黄色，如有絮状沉淀，需使用0.45 μm水膜过滤。

1.4 标准溶液系列配制

由储备液用2%硝酸逐级稀释配制一组浓度如表4混合标准溶液。

表4 混合标准溶液各元素的浓度

2 结果与讨论

2.1 标准曲线和检出限

按照实验方法测定标准溶液系列中Pb、Cd、Cr、As。分别以被测元素的质量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制校准曲线。对空白溶液重复测定11次，用空白信号的3倍标准偏差(SD)计算待测元素的检出限，结果如表5所示。

表5 线性方程、相关系数和检出限

可以看出，各元素线性相关系数均高于0.999 0，检出限为0.000 2～0.062 1 mg/kg,定量限为0.000 7～0.207 0 mg/kg。

2.2 方法准确度实验

按照上述实验方法，分别检测2个质控样品，独立平行3次，将测定值与标准参考值进比较。结果如表6。质控样品的测定值均在标准值范围内，且相对标准偏差小于5%。

表6 方法准确度实验结果

2.3 方法精密度实验

按照上述实验方法，分别检测4个质控样品，对每个样品平行测定7次，结果如表7所示。得到各元素的相对标准偏差均小于5%。

表7 方法精密度实验结果

2.4 与国标方法的比对实验

为了进一步验证实验方法的准确性，按照GB/T 13079—2006，GB/T 13080—2018，GB/T 13082—1991，GB/T 13088—2006等方法对质控样品进行处理和仪器测定，结果见表8。国标方法所得实验结果与本实验建立的检测方法结果差异不大，2种方法测定结果的相对标准偏差为1.39%～9.86%。