原子吸收法与原子荧光法测定马氏珠母贝中镉

吴育廉，杨捷，*，廖艳，吴晓萍

（1.广东海洋大学生化中心，广东湛江524088；2.广东海洋大学食品科技学院，广东湛江524088）

马氏珠母贝（Pinctada martensii）又名合浦珠母贝，是我国南方海水珍珠养殖的主要品种，主要分布在广东、广西和海南三省。广东省的海水珍珠养殖年产原珠16 t，采珠后的珍珠贝肉（全脏器）约有 4000 t，再加上海南、广西两省的珍珠贝肉，数量相当可观[1]。马氏珠母贝营养价值较高，按干基计，其贝肉含粗蛋白66.71%、粗脂肪6.56%、灰分12.82%、总糖6.46%，是一种高蛋白、低脂肪的优质蛋白质源，具有较高的利用价值[2]。但贝肉除了一部分直接食用外，大部分作为饲料原料，亦有利用其贝肉为原料制作的软罐头食品，也有将珠母贝肉酶解，提取其活性成分制备糖胺聚糖、降血压肽等[3-5]。

镉是人体非必需的重金属微量元素之一，其污染主要来源于各种工业废水、废气和废渣，镉在一般环境中的含量相当低，但可以通过食物链富集后达到相当高的浓度。海洋环境中的水生生物尤其是贝类，作为底栖的滤食性生物，自身对重金属具有很强的富集能力，容易造成马氏珠母贝贝肉中重金属镉含量超标。食用这些含镉贝肉或将贝肉深加工时可使镉通过食物链传递到人，对人类健康形成了潜在威胁。监测马氏珠母贝中的镉含量是控制人体镉摄入量的重要预防措施之一，这对于马氏珠母贝肉深加工具有重要意义。

本工作采用HNO3-HClO4混合酸消解样品，比较火焰原子吸收光谱法与氢化物发生-原子荧光光谱法对马氏珠母贝中微量镉的测定做比较，结果含人满意，均能定量检测马氏珠母贝中的微量镉[6-13]。

1 仪器与材料

1.1 仪器

AFS-930原子荧光光谱仪（包括SIS-100顺序注射系统和AS-30自动进样器）：北京吉天公司；镉高性能空心阴极灯：北京有色金属研究总院；Milli-Q Academic超纯水机：美国Millipore公司；高纯氩气（纯度≥0. 9999）：湛江氧气厂；AUY220电子天平：日本SHIMADZU；

Z-5000塞曼原子吸收分光光度计：日本日立公司；镉空心阴极灯：北京有色金属研究院；B-2.4恒温电热板：上海崇明实验仪器厂；GR-76热空气消毒箱：上海博讯。

1.2 材料

镉标准贮备液（1 g/L）：国家标准溶液GSB G 62040-90（国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院）；镉标准使用液：用纯水将镉标准贮备液逐级稀释至50.0 μg/L；

2.0%盐酸介质：2.0%盐酸（体积比）；

硼氢化钾溶液（20 g/L）：称取10 g硼氢化钾溶于500 mL（10 g/L）氢氧化钾溶液中，避免光照（用前现配）；

含钴溶液（100 mg/L）：称取0. 4038 g六水氯化钴（CoCl2·6H2O），用水溶解于100 mL容量瓶中，稀释至刻度，此溶液每升相当于1 g钴，临用时稀释至含钴离子浓度为100 mg/L。

硫脲溶液（100 g/L）：称取10 g硫脲加水溶解并稀释至100 mL；硝酸高氯酸混合酸（4+1）；硼氢化钾（纯度≥95%），分析纯，上海国药集团；浓盐酸、浓硝酸，优级纯，广州化学试剂厂；其他试剂均为分析纯。

试验用水均为超纯水，试验用玻璃器皿均用（1+4）的硝酸浸泡24h，依次用自来水、单蒸水、超纯水冲洗2～3次，烘干备用。

马氏珠母贝Pinctada martensii（湛江徐闻）。

2 方法

2.1 样品预处理

先用自来水多次冲洗马氏珠母贝表面，开壳取出贝肉，依次用自来水、单蒸水、超纯水多次反复冲洗，滤干水分，匀浆。经冷冻干燥后，用搅拌机打成粉末，过300 μm筛子，置于广口瓶中，干燥器中保存。称样前，80℃烘箱中烘干4小时后，冷却后称样。

称取马氏珠母贝约0.25 g，于250 mL三角锥瓶，加入硝酸高氯酸混合酸（4+1）5 mL，置于电热板上微热，待样品溶解后浸泡过夜。次日再加入5 mL混酸，低温加热消化至棕色烟冒尽，然后升高温度消化直至样品清亮。继续加热至白烟散尽，冷却，用少量超纯水冲洗瓶内壁两三次，微热溶解，转移入50 mL容量瓶，最后用2.0%盐酸（体积比）定容至刻度，为待测液。同时做试剂空白，加标回收试验。

2.2 仪器工作条件

火焰原子吸收光谱法的仪器工作条件见表1。

表1 火焰原子吸收光谱法仪器工作条件Table 1 Working conditions of the instrument Z-5000

氢化物发生-原子荧光光谱法的仪器工作条件和反应条件见表2。

表2 氢化物发生-原子荧光光谱法仪器工作条件及反应条件Table 2 Working conditions of the instrument and reaction conditions

氢化物发生装置的顺序注射程序见表3。

表3 氢化物发生装置顺序注射程序Table 3 Sequential injection Program

2.3 标准系列工作溶液的配制

分别配制标准溶液，火焰原子吸收法的标准曲线镉浓度分别为 0.00、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 μg/mL。氢化物-原子荧光法的标准溶液浓度分别为 0.00、0.20、0.30、0.60、0.90、1.20、1.50 μg/L。

2.4 样品的测定

火焰原子吸收法：在仪器选定的工作条件下，直接测定消解液吸光度，根据标准曲线的线性方程计算其浓度，计算样品中镉的含量。

氢化物-原子荧光法：吸取一定体积的消解液于25 mL比色管中，加入0.5 mL浓度为100 mg/L含钴溶液和1.0 mL浓度为100 g/L硫脲溶液，然后用2%的稀盐酸定容到刻度，在仪器最佳工作条件下测定荧光强度，根据标准曲线的线性回归方程计算其浓度，从而计算出样品中镉的含量。

3 结果与讨论

3.1 共存离子干扰

马氏珠母贝中共存有大量的金属元素，如钾、钠、钙、镁等，火焰原子吸收法直接可以测定消解液吸光度，无需稀释和添加任何抗干扰试剂。而氢化物发生-原子荧光法测定时必须稀释样品消解液，加入含钴溶液和硫脲溶液等，同时严格控制载流的酸度。在允许误差为±5%时，共存离子对两种方法测定均不产生干扰影响。

3.2 标准工作曲线及线性范围

按照设定的仪器条件，分别对标准系列溶液进行测定，火焰原子吸收光谱法得出校准工作曲线方程y=0. 1041C-0. 0001，相关系数为0. 9998，线性范围0.05 mg/L～1.00 mg/L；氢化物原子荧光光谱法得出校准工作曲线方程为IF= 3317.8C-240.95，相关系数r=0. 9992，线性范围 0.20 μg/L～1.50 μg/L。

3.3 方法检出限和精密度

在选定的试验条件下，连续测定空白样品12次，根据检出限公式DL=3×SD/K来计算检出限，Z-5000原子吸收的检出限为6.86 μg/L，AFS-930的检出限为0.10 μg/L。Z-5000原子吸收对1.0 mg/L标准液连续测定12次吸光度，计算其RSD为0.34%；AFS-930原子荧光对1.0 μg/L标准液连续测定12次荧光强度，其RSD为4.48%。

3.4 样品分析

采用湿法消解对马氏珠母贝进行消化，分别用Z-5000原子吸收分光光度计和AFS-930原子荧光光度计测定样品中镉含量，结果见表4，测定结果RSD均小于5%。

表4 样品分析结果（mg/kg，n=6）Table 4 The analytical results of the samples

3.5 加标回收率试验

在马氏珠母贝样品中加入一定量的镉标准溶液，经过湿法消解后，在选定的试验条件下进行加标回收率测定，火焰原子吸收光谱法回收率为96.77%～102.98%，平均回收率为99.79%，氢化物发生原子荧光法回收率为87.20%～96.53%，平均回收率为93.47%。

3.6 标准物质分析

按照试验方法处理样品，分别利用火焰原子吸收光谱法和氢化物-发生原子荧光光谱法测定标准物质GB08571贻贝中镉含量，结果见表5。

表5 标准物质GB08571贻贝镉分析结果比较（n=3，μg/g）Table 5 Comparison of the analytical results of standard materialGB08571

从表5中可知两种方法的测定结果均在标准值范围内。

3.7 两种方法测定时间比较

原子荧光法需将消解液稀释一定的倍数后，才能测定，分析一个样品需要时间超过二十秒。而火焰原子吸收光谱法可以直接测定，只需数秒，火焰原子吸收大大缩短了测量时间，提高了工作效率。

4 结论

由以上试验结果可以看出：两种方法各有优缺点，火焰原子吸收法测定镉元素的线性方程相关系数、测定精密度、加标回收率均优于氢化物发生-原子荧光法，并且方法的成本低，耗时也短，受酸度的影响较小，但检测限较高，只适合于测定样品中微量级的镉。相对而言，氢化物发生-原子荧光法测定镉元素时的检出限较低，更适合于测定样品中痕量级的镉，但受酸度的影响较大，需严格控制标样的介质酸度及消解后样品酸度，且该方法成本高、操作复杂、分析速度过慢。总之，两种方法都能满足实验室的要求，可以用于对马氏珠母贝中镉的测定。

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