原子吸收光谱法在农产品重金属检测中的运用

王 静

（焦作市农产品质量安全检测中心，河南 焦作 454002）

目前，城乡统筹规划进程加快，工业下乡活动较为频繁，严重污染了农产品。因农产品重金属超标，严重威胁到了人们的健康。科学技术是第一生产力，对于农产品重金属污染这一问题，科学界提出了原子吸收光谱法，可准确检测出农产品重金属含量，提高农产品安全性，保障人们可以安全食用农产品。

1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光与可见光区间的相对应原子共振辐射线的吸收强度，对被测元素含量进行定量检测的一种方法，可分为火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、氢化物原子吸收光谱法、冷原子吸收光谱法等类型[1]。原子吸收光谱法广泛运用于各行各业，尤其是农产品重金属检测工作。该检测方法具有较强的灵敏度、抗感染能力与精准度，且操作较为便捷，可高效、准确地检测出农产品重金属含量。

2 原子吸收光谱法应用要点

2.1 样品前处理

在农产品重金属检测中，原子吸收光谱法使用的第一个步骤便是样品前处理。因农产品种类较多，且样品介质十分复杂，强烈背景干扰较大。若直接检测样品，则会在一定程度上抑制检测方法优势的发挥，测定结果并不准确。所以，应开展样品前处理工作，将干扰物质予以清除，有效浓缩与保留被测组分。具体操作：首先，将样品表层土壤、尘埃等干扰物质予以清理，并按照规定把样品保存在4℃的环境中[2]。这一操作需简化输送过程，要求同相关化学试剂分开保存。在规定的位置保存样品，可有效预防出现混淆而影响检测结果。其次，选择合理的消解法。其中，酸消解法是借助盐酸、硝酸等分解样品，操作简单，成本投入较低；干石灰法，则选择在500℃环境下灰化至少8 h，当样品出现灰白色后，迅速冷却，稀酸定容[3]；微波消解法，则是将样品置身于电磁场环境中，将酸中极性分子与样品重新排列，促使分子不断摩擦与碰撞，从而迅速溶解[4]。对于消解法的选择，应结合实际情况确定。但是，重金属元素检测时，样品直接检测难度较大。对于这一问题，可采取分离富集方法，选择色谱分离、固相萃取等措施对样品进行科学处理，以此来确保检测的准确率。

2.2 样品检测处理

农产品中往往含有多种重金属元素，基于检测实际情况，为了能够提高检出率，应选取恰当的测定方法[5]。一般而言，针对饲料类农产品，可选择使用火焰原子吸收光谱法，能够准确检出铅元素、镉元素超标情况；针对蔬菜、大米等食品，可采取石墨炉原子吸收光谱法，准确地测量出铅元素含量。例如，采用ET-AAS法检测28种含乳和不含乳的婴儿粮食产品，形成婴幼儿食物Cd和Pb含量检测的方法。又例如采用INAA和GFAAS法对米类和豆类中的重金属元素进行测定，通过对比得知，在 Al、Ca、Mn、K 等金属元素等检测中，INAA 精准度较高，误差及相对标准偏差（RSD）均＜10%[6]。在Pb和Cd的检测中，GFAAS法效果更明显，测定回收率＞80%，相对误差分别为1.54%和6.06%。检测完成后，再绘制系列标准曲线溶液，测定不同浓度标准溶液的吸光度，计算出参考值后可同标准曲线进行对比，分析出被测元素的具体浓度。严格按照这一技术体系开展，可确保检测具有较高的灵敏度、准确度。

3 原子吸收光谱法在农产品重金属检测中的实践应用

3.1 材料与方法

3.1.1 实验材料

对于铅元素而言，存在着蓄积性以及神经毒性，人体摄入之后会出现不可逆的损伤，因此蔬菜、粮食等将其列为了重点检测内容。作为我国主要粮食作物，水稻、小麦、玉米的质量备受重视，根据国家相关规定，铅含量不能够高于 0.2 mg·L-1[7]。

水稻、小麦、玉米：当地质量技术监督局提供。

3.1.2 仪器与设备

仪器选择HGA800石墨炉原子吸收分光光度计，并搭配PE铅元素阴极管、石墨管、密闭消化罐等，让仪器拥有良好的运用条件，波长控制在283.3 nm、狭缝0.7 nm、灯电流8 mA。原子化温度需要满足1 800℃，时间5 s，运用氘灯校正背景。为确保结果的精准度，实验过程中所使用的玻璃仪器均通过硝酸浸泡，清水反复冲洗，最后使用双蒸水冲洗晾干后使用。

3.1.3 材料与试剂

浓硝酸、过氧化氢、磷酸二氢铵等均为分析纯，另外配备1.000 mg·mL-1铅标准液。

3.2 实验过程

实际检测的过程中，农产品包含的重金属元素不高，根据国家制定的卫生标准，应通过石墨炉原子吸收法促进检测灵敏度的提高。立足于仪器特点，能够使用酸消解法以及微波消解法对样品予以处理，然后将基体改进剂添加到样品中，实现对各类样品的迅速测定。

3.2.1 湿法消解法

去除水稻、小麦、玉米表层灰尘及杂质，再使用双蒸水将其冲洗两次，晾干后使用超微粉碎机予以粉碎，置入干燥器中予以备用。称取一定量的样品置入到250 g三角瓶中，添加30 mL VHNO3:VH2SO4比例为5∶1的混合酸，盖上瓶盖放置到第二天，在电热板上将其消化搭到淡黄色溶液，再缓慢地添加2 mL H2O2，慢慢地加热，等到消化液出现大量白烟便停止。然后，把溶液慢慢地转移到50 mL容量瓶中，再使用双蒸水定容到刻度慢慢地摇晃。根据仪器工作条件，对样品溶液中相关元素的吸光度，以仪器配置的分析软件对含量结果进行测定。

3.2.2 干法灰化法

去烘干并粉碎的水稻、小麦、玉米样品，通过碳化、灰化，将其运输到马弗炉中，在600℃的环境中灼烧一个半小时。取出后迅速冷却，采用3 mL HNO3浓溶液残渣，稀释，定容到50 mL。根据仪器工作条件，对样品溶液中相关元素的吸光度，以仪器配置的分析软件对含量结果进行测定。

处理完样品之后需要进行定容，并将其放到石墨炉内，再加入0.2 mg磷酸二氢铵基体改进剂。另外，原子化后，通过283.3 nm共振线对能量予以吸收，通过定量比较的方式分析标准系列检测结果。

值得注意的是，在检测过程中需注意以下几点，（1）对于灰化温度的选择。相同浓度的标准液，改变灰化温度时，其吸光值也随之变化。对此，本研究采取斜坡升温的方式，且最佳灰化温度控制在600℃。（2）原子化温度的选择。原子化温度过低，原子化不完全，测定结果准确度较低。原子化温度过高，石墨管被损伤，激发出金属原子电离，造成原子化效率降低，也会影响测定结果[8]。对此，本研究认为2 300℃是最佳原子化温度。

3.3 实验结果与分析

在检测过程中，铅标准液稀释浓度设定为0 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1、40 μg·L-1、80 μg·L-1、100 μg·L-1，线性回归分析峰面积和溶液浓度得知，在这一浓度范围中，铅的线性关系较佳，方程为：Y=0.00396X+0.00158，r=0.9996，最低检出限为0.010 mg·L-1。通过二十多次标准空白值检测后，可获取方法检出限3.7 μg·L-1。见表1，在铅含量测定中，2种消解方法无差异。

表1 2种消解方法测得铅含量比较结果

从样品加标回收测定结构分析，见表2，在铅含量不同浓度下开展测试，样品元素回收率最终控制在86.4%～105.3%，平均为98.0%，测定效果显著。在测定中，采取20 μg·L-1标准铅溶液测定不同样品，通过5次测定后得知，RSD 处于 3.73%～4.57%。100 μg·L-1浓度的铜、镉等溶液，检测结果不会被影响。所以，通过以上结果得知，原子吸收光谱法可有效检测出农产品重金属。

表2 样品铅含量回收率测定

3.4 结论

在本次实验中，采取20 μg·L-1标准铅溶液测定不同样品，通过5次测定后得知，RSD处于3.73%～4.57%。100 μg·L-1浓度的铜、镉等溶液，检测结果不会被影响。因此，原子吸收光谱检测法准确性、灵敏度及实用性较高，可广泛运用于各种食品重金属检测中。

4 结束语

对于农产品重金属检测而言，原子吸收光谱法运用较为成熟，是一种实用、有效的检测方法。在接下来的检测工作中，应结合实际情况选取恰当的方法，确保测定结果的精准度。同时，想方设法提高农产品重金属检测仪器设备自动化、智能化水平，对工作程序进行简化，尽量避免人为不良干扰，保障检测效率与质量，从而有力地保障农产品质量与安全。