石墨炉原子吸收法测定大米和面粉中的铅和镉

李崇江 魏洪敏 炼晓璐

[摘要]本试验建立了石墨炉原子吸收测定大米和面粉中铅和镉的分析方法。样品经湿法消解定容后直接进样测定。试验结果表明，铅和镉分别在0～20μg/L和0～3.0μg/L浓度范围内线性关系良好，相关系数分别为0.999 7和0.999 5，方法检出限为0.008 7mg/kg和0.001 7mg/kg。铅的加标回收率为95%～103%，7次重复测定的RSD为2.15%;镉的加标回收率为92%～105%，7次重复测定的RSD为1.78%。利用该方法分析测定大米粉和小麦粉的国家标准物质，其结果满足证书中的不确定度要求，且该方法操作简单、快速、准确，因此可用于大米和面粉中铅和镉的测定。

[关键词]石墨炉原子吸收法;大米;面粉;铅;镉

中图分类号：O657.31;TS210.7 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202008

近年来由于“工业三废”的排放，使得水质和土壤环境受到铅、镉的污染，水稻、小麦等农作物在生长过程中会将这些重金属元素吸收并蓄积于体内。尤其“镉大米”近年来在国内引起高度关注，人们更加关心大米、面粉及其制品等传统主食的安全[1-2]。铅和镉的含量是食品卫生检验的重要卫生指标之一，在大米和面粉中其含量受到严格的限制。《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中规定，大米中镉的限量要求为0.2mg/kg，面粉中镉的限量要求为0.1mg/kg;二者中铅的限量要求均为0.2mg/kg[3]。

石墨炉原子吸收法具有较高的灵敏度，在食品中重金属元素的分析中应用广泛。本文结合食品安全国家标准中铅、镉的检测方法[4-5]，使用湿式消解-石墨炉原子吸收法，对市售大米和面粉中的铅和镉元素进行分析测定。结果表明，用该法测定铅和镉含量，具有灵敏度高、定值准确、检出限低等优点。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

GGX-920型塞曼石墨炉原子吸收分光光度计：北京海光仪器有限公司;EG20A型可调恒温电热板：北京莱伯泰科仪器有限公司;UPW-20N型超纯水机：北京历元电子仪器有限公司;铅、镉元素空心阴极灯：北京有色金属研究总院;分析天平：赛多利斯科学仪器有限公司。

硝酸（优级纯）、高氯酸（优级纯）、磷酸氢二铵（优级纯）：国药集团化学试剂有限公司;氯化钯（优级纯）：成都艾科达化学试剂有限公司。

磷酸二氢铵基体改进剂的配制：准确称取2g磷酸二氢铵，溶解后转移至100mL容量瓶中并定容，混匀待用。

氯化钯+磷酸二氢铵混合基改剂的配制：称取0.015 4g氯化钯，加少量10%硝酸溶液溶解，再加入2g磷酸二氢铵，溶解后转移至100mL容量瓶中，用1%硝酸溶液定容，混匀待用。

镉标准溶液（含量为100μg/mL）、铅标准溶液（含量为1 000μg/mL）：国家标准物质中心。

铅标准曲线的配制：取5只100mL的容量瓶，分别移取0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL和2.0mL的1 000μg/L铅标准应用液于容量瓶中，用1%硝酸溶液定容至刻度，即得到铅含量分别为0μg/L、5μg/L、10μg/L、15μg/L和20μg/L的标准系列溶液。

镉标准曲线的配制：取6只100mL的容量瓶，准确吸取100μg/L镉标准使用液0mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL于容量瓶中，用1%硝酸溶液定容至刻度，即得到镉含量分别为0μg/L、0.25μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、3.0μg/L的标准系列溶液。

1.2 样品来源

从本地超市采购大米和面粉样品。大米样品需要磨成粉末并过40目筛，储于洁净的塑料瓶中，于室温下保存备用。

大米标准物质GBW10045、小麦标准物质GBW10011，由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所提供;大米粉标准物质GBW（E）080684a，由国家粮食局科学研究院提供。

1.3 仪器工作条件

石墨炉原子吸收法测定样品中铅和镉的工作条件如表1所示。铅和镉测定的程序升温条件如表2所示。

1.4 样品前处理

将大米样品磨成粉末，过40目筛，储于洁净的塑料瓶中，于室温下保存备用。标准物质和面粉样品直接取用。大米样品及标准物质采用湿法消解，具体处理流程如下：称取试样0.4g（精确至0.000 1g）于聚四氟乙烯坩埚中，加10mL硝酸-高氯酸混合溶液（9+1），加盖浸泡过夜。加盖在120℃电热板上消化约1h，升温至180℃消解约2h，然后升温至200℃继续消化，若试样变棕黑色，取下冷却后再补加硝酸，直至冒白烟，消化液呈略带微黄色或无色透明样。放冷后将消化液转移至25mL比色管中，用少量水分3次洗涤坩埚，合并洗液，用1%硝酸溶液定容，混匀备用。同时做空白试验。

1.5 样品测试

参照1.3节的表1和表2，设定GGX-920的工作条件和程序升温条件，选用塞曼扣背景工作方式。用自动进样器先吸取5μL基体改进剂，再吸取20μL待测溶液，然后分别将基体改进剂和待测溶液依次注入石墨管中，测定并读取吸收值。绘制浓度-吸光度标准曲线，并按照同等仪器条件完成样品及标物的测试。

2 结果与讨论

2.1 基体改进剂及灰化溫度的选择

铅和镉的沸点较低，在石墨炉原子吸收分析中，经常需要使用基体改进剂，以允许提高灰化温度，从而消除或减小基体干扰。磷酸二氢铵溶液消除氯离子干扰的效果很好，是测定铅和镉的首选基体改进剂。当把硝酸钯和氯化钯作为基改剂时，起作用的是金属钯，它与铅元素可以形成更稳定的Pb-Pd合金，在相对较高的温度下铅不会挥发损失，从而可以提高测定铅元素时的灰化温度[6]。在本试验中测定铅元素选用氯化钯/磷酸二氢铵混合基体改进剂，经试验条件优化，确定了1 200℃的灰化温度;测定镉元素是以磷酸二氢铵作为基体改进剂，经试验条件优化，最终确定了900℃的灰化温度。

2.2 线性范围与检出限

按照铅、镉标准系列浓度及上文所述仪器工作条件进行测定，软件会自动生成线性回归方程及相关系数。对样品空白进行11次测定，计算出标准偏差，按0.4g取样量，25mL定容体积，3倍标准偏差，计算方法检出限。线性回归方程、相关系数及方法检出限如表3所示。

2.3 样品测定结果

对大米和小麦标准物质进行了分析。大米粉标准物质GBW（E）080684a和大米标准物质GBW10045、小麦标准物质GBW10011的测定结果都在证书要求的不确定度范围内，具体数据如表4所示。

对市售的大米、面粉共6个样品的测定结果如表5所示。所有样品的测定结果均未超过《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中的限量要求。

2.4 精密度与回收率

称样后向某几个样品中加入一定量的铅、镉标准溶液，按上述方法进行样品前处理。上机测定后，计算样品的加标回收率，结果如表6所示。同时，也对测定重复性进行了考察，重复测定某一浓度铅标准溶液7次，峰面积的RSD为2.15%;重复测定某一浓度镉标准溶液7次，峰面积的RSD为1.78%。

3 结 论

本试验使用GGX-920型塞曼石墨炉原子吸收分光光度计，结合使用集体改进剂，对市售大米和面粉中的铅、镉进行了分析测定。结果表明，所选取的6个样品的测定结果均未超过《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中的限量要求，大米粉標准物质和小麦标准物质的测定结果均在证书要求的不确定度范围内。同时，该方法具有良好的线性范围、加标回收率和精密度。

参考文献

[1]吴云钊，孟鹏，曹民，等.不完全消解-石墨炉原子吸收光谱法测定粮食中的铅和镉[J].中国卫生检验杂志，2014，24（17）： 2464-2466.

[2]朱庆麒，张祎，艾兰虹.琼脂悬浮液提取石墨炉原子吸收法快速测定粮食制品中的镉[J].粮食科技与经济，2015，40（6）： 34-35+67.

[3]国家卫生和计划生育委员会，国家质量监督检验检疫总局.食品安全国家标准 食品中污染物限量：GB 2762—2017[M].北京：中国标准出版社，2017.

[4]国家卫生和计划生育委员会，国家质量监督检验检疫总局.食品安全国家标准 食品中铅的测定：GB 5009.12—2017[M].北京：中国标准出版社，2017.

[5]国家卫生和计划生育委员会，国家质量监督检验检疫总局.食品安全国家标准 食品中镉的测定：GB 5009.15—2014[M].北京：中国标准出版社，2014.

[6]邓勃.应用原子吸收与原子荧光光谱分析[M].北京：化学工业出版社，2007.