不同酸溶解体系下饲料用膨润土中铬的测定

陆 梅 ,李 宏

(1.陕西省农业检验检测中心，西安 710003；2.陕西省畜牧技术推广总站，西安 710016)

铬是中国饲料卫生标准重点控制的指标之一。Cr6+还能扰乱机体免疫机能，可引起肺癌，具有致突变作用和细胞遗传毒性。Cr6+的毒性最强，是Cr3+的100倍，具有强烈的致癌性和皮肤损伤性。根据其毒害部位，可分为免疫毒性、神经毒性、生殖毒性、肾毒性、遗传毒性、致癌毒性[5]。对于膨润土中铬的检测，目前大多检测机构都采用《饲料中铬的测定》[6]中的原子吸收光谱法测定。但是膨润土中的无机铬含量较高，使用酸溶解法无法使其中的铬溶出，使用干灰化法会导致有机铬和无机铬在高温环境中发生氧化反应生成难溶性铬盐，降低铬的提取效率，导致测定值比实际含量偏低。饲料卫生标准GB13078-2017规定：饲料原料中铬≤5mg/kg、猪用添加剂预混合饲料中铬≤20mg/kg、猪用浓缩饲料中铬≤5mg/kg、其他浓缩饲料中铬≤5mg/kg、配合饲料中铬≤5mg/kg[7]。膨润土作为饲料添加剂在饲料中应用极为普遍，铬含量测定不准确，产品质量安全控制不好，就会引起饲料产品中铬超标。《饲料中铬的测定》标准[6]，制定时间较早，有许多不完善的地方，已经不能适应检测工作的需要。近年来有不少文献报道：以干灰化法处理测定蛋氨酸中铬含量时会导致铬挥发，测定值降低[8-9]；使用干灰化法和硝酸常温溶解体系提取率低，会使铬的测定值偏低，干灰化法和50%的盐酸-硝酸热溶解体系处理，铬的回收率达到95%以上[10]；采用干灰化法和硝酸常温溶解体系处理会引起饲料中铬测定值比实际含量偏低的结果，干灰化法和50%的盐酸热溶解体系处理，铬的回收率达到90%以上[11]；诸如此类的文献很多，都对《饲料中铬的测定》[6 ]标准中的技术缺陷提出各自观点。为了进一步研究饲料用膨润土中铬的检测方法，本试验选取饲料膨润土试样，利用火焰原子吸收分光光度计，研究比较硝酸常温溶解体系、盐酸热溶解体系、盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系对饲料用膨润土中铬含量测定结果的影响，对盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系进行优化，旨在建立饲料用膨润土中铬含量的最佳测定方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验样品为饲料用膨润土。配合饲料质控样(中国检验检疫科学研究院测试评价中心)。

硝酸(优级纯，国药集团化学试剂有限公司)，盐酸(优级纯，国药集团化学试剂有限公司)，溴酸钾(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)，铬元素标准溶液(国家标准物质中心)。

电子分析天平，德国耶拿公司的Vaio6型原子吸收分光光度计，电加热炉，SX2-4-10箱式电阻炉(天津市中环实验电炉有限公司，温度误差±20 ℃)。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 试验设计 试验1：3种溶解体系铬测定的结果比较。称取饲料用膨润土试样18份，每份3 g(精确至0.000 1 g)于瓷坩埚中，随机抽取6个为1组，分为对照组、处理一组和处理二组，每组加入平行质控样，小心炭化至无烟后，然后移至550 ℃高温炉中灰化5 h，取出，放冷。对照组使用国标法[6]硝酸常温溶解体系进行溶解，处理一组使用盐酸热溶解体系溶解，处理二组使用盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系溶解，3组溶解好的样品，全部用水转移定容到50 mL容量瓶中，过滤，利用火焰原子吸收(扣背景)测定铬含量并进行结果比较，选出最佳溶解体系。

试验2：最佳溶解体系的条件优化试验。分别称取膨润土试样、质控样品各18份，每份3 g(精确至0.000 1 g)于瓷坩埚中，任取2份试样和2份质控样做平行试验，小心炭化至无烟后，移至550 ℃高温炉中灰化5 h，取出，放冷，使用盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系溶解，在溶解过程中逐步增加溴酸钾溶液的使用量，最后用5 mL 50%盐酸溶液加热复溶，用水转移至50 mL容量瓶中，定容、过滤，利用火焰原子吸收(扣背景)测定铬含量并进行结果比较，选择盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系的最佳条件。

盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系的方法学考察：称取膨润土试样20份，每份3 g(精确至 0.000 1 g)于瓷坩埚中，分为对照组平行样和添加试验组平行样，添加试验组的添加浓度分别为5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg，小心炭化至无烟后，移至550 ℃高温炉中灰化5 h，取出，放冷，使用试验2优化后的盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系溶解，用水转移至50 mL容量瓶中，定容、过滤，利用火焰原子吸收(扣背景)测定铬的回收率及精密度。

1.2.2 试验方法 硝酸常温溶解体系处理方法：称取饲料用膨润土试样，小心炭化至无烟后，然后移至550 ℃高温炉中灰化5 h，取出，放冷，加入10 mL 50%的硝酸溶液溶解，用水转移至50 mL容量瓶中，定容、过滤，利用火焰原子吸收(扣背景)光谱仪，在波长选择359.4 nm，测定吸光度并计算含量。

盐酸热溶解体系处理方法：称取饲料用膨润土试样，小心炭化至无烟后，然后移至550 ℃高温炉中灰化5 h，取出，放冷，加入10 mL 50%的盐酸溶液，加热溶解后，用水转移至50 mL容量瓶中，定容、过滤，利用火焰原子吸收(扣背景)光谱仪，在波长选择359.4 nm，测定吸光度并计算 含量。

盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系处理方法：称取饲料用膨润土试样，小心炭化至无烟后，然后移至550 ℃高温炉中灰化5 h，取出，放冷，加入5 mL 50%盐酸溶液加热溶解，再加入5 mL 10%的溴酸钾溶液加热氧化，至溶液成亮黄色，5 mL 50%用盐酸复溶后，用水转移至50 mL容量瓶中，定容、过滤，利用火焰原子吸收(扣背景)光谱仪，在波长选择359.4 nm，测定吸光度并计算 含量。

1.3 数据处理

试验组的空白试样设计2次重复，试验样品为6个重复。铬含量测定结果以“平均数±标准差”表示,采用SPSS进行单因素方差分析及差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 3种溶解体系对膨润土中铬测定的结果 比较

从表1中可以看出，称取相同质量的膨润试样分别使用硝酸常温溶解体系、盐酸热溶解体系和盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系处理，铬的测定平均值分别为18.56 mg/kg、27.32 mg/kg和36.01 mg/kg，盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系的平均提取率比硝酸常温溶解体系和盐酸加热溶解体系分别提高94.02%和31.81%(P<0.05)；质控样品的平均提取率分别提高38.34%和 19.73%(P<0.05)。这说明盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系能明显提高试样中铬的提取率，为最佳样品前处理方法。究其原因是膨润土试样中铬化合物种类较多，相比质控样品的成分要复杂得多，其中存在类似三氧化二铬等难溶性物质[12-17]，使用硝酸或盐酸不能完全将膨润土中铬溶出，导致测定结果偏低；对于矿石中的铬的溶解，大部分使用熔融法[18-20]和氧化法[21-24]解决这一问题；本研究利用溴酸钾氧化法能使试样中类似三氧化二铬的难溶解物质化学形态发生改变，使铬溶出，同样达到这一效果，不但提取率提高，而且稳定性好，操作方便。

表1 不同溶解体系下铬测定结果

2.2 盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系优化

称取膨润土试样若干，选择盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系，在保持溴酸钾溶液浓度不变的情况下，逐步增加溴酸钾溶液的使用量，观察试样中铬的测定变化情况。结果表明(表2)：溴酸钾溶液由2.50 mL增加至10 mL时，膨润土试样中铬的测定值逐渐增加，到达10 mL时测定值达到最大38.21 mg/kg，比对照组提高42.6%(P< 0.05)，以后随着溴酸钾溶液由10 mL增加至20 mL时，试样溶液变得浑浊，黏度增大，铬的测定值逐渐降至12.97 mg/kg，比对照组降低51.5%(P<0.05)。质控样的检测结果也开始增加，到达10 mL时，测定值达到最大8.07 mg/kg，回收率为100.9%，以后随着溴酸钾溶液由10 mL增加至20 mL时，铬的回收率下降到4.98 mg/kg，这说明在称样质量为3 g左右时，选择盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系，保持其他不变，使用10 mL溴酸钾溶液是最佳条件。

表2 盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系的条件优化试验结果(n=2)

2.3 盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系方法学考察

在盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系的最佳优化条件下，对添加浓度分别为5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg的3组膨润土试样的回收率和重复性进行考察。结果显示，3个浓度梯度的铬添加水平，平均回收率分别为98.07%、99.3%、99.4%，相对标准偏差分别为4%、2.03%、1.22%，方法准确度高，精密度好(表3)。

表3 盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系的回收率及精密度

3 结 论

试验结果表明：在3种溶解体系处理中，盐酸-溴酸钾溶液热溶解体系是膨润土试样的最佳处理方法，该方法提取率比硝酸冷溶解体系和盐酸热溶解体系分别提高94.02%和31.81%(P< 0.05)。在试验最佳优化条件下，3个梯度铬的添加试验，回收率均大于98%，相对标准偏差均小于4%，方法准确度高，精密度好。本方法适用于含有三氧化二铬、硫酸铬、碳化铬和氮化铬等混合饲料样品中铬的测定，可克服现行标准方法[6 ]测量值比实际偏低的缺陷；本试验研究结论可为饲料用膨润土中铬的检测提供借鉴和参考，同时可以延展到饲料其他产品中铬的检测，为《饲料中铬的测定》[6 ]标准修订提供技术支持。