微波消解和湿法消解对大米中镉测定的影响

□ 彭 立 宜春市粮油质量监督检验站

微波消解和湿法消解对大米中镉测定的影响

□ 彭 立 宜春市粮油质量监督检验站

为研讨两种预处理方法对大米中镉含量测定的影响。采用微波消解法和湿法消解法对大米中的镉含量进行精密度和回收率测定。实验结果表明，微波消解法效果更好，其回收率为96.7%，RSD为0.96%。该方法不仅预处理时间短，还具有操作简单、成本低、回收率高、测定结果准确可靠等特点，可在实际检测中应用。

大米；镉；湿法消解法；微波消解法

大米作为我国大多数人的主食，其质量安全显得尤为重要，而2013年爆发的“镉大米”事件让大部分人都感到十分恐慌。镉大米指镉含量超标的大米，镉通常通过废水排入环境中，再通过灌溉进入水稻等农作物。现代医学已证明，人长期食用含镉的食物可引起骨痛等症状，日本的骨痛病即为环境中的镉污染进入食物而引起的慢性镉中毒[1]。我国强制性国家标准《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2012）中规定大米中镉限量（以Cd计）为0.2 mg/kg[2]。目前，《食品安全国家标准 食品中镉的测定》（GB 5009.15-2014）规定镉的检测消解方法有四种：压力微波消解、湿式消解法、消解罐消解法和干法灰化[3]，其中压力消解罐消解法样品处理周期稍长、干法灰化易损失待测元素，在实验室检测中已不太适用。湿法消解法操作容易，可大批量处理样品[4]。微波消解法消化时间短，操作相对简单，能大大缩短样品预处理的时间[5]。本试验采用微波消解和湿法消解，石墨炉原子吸收法测定大米中镉含量，比较两种方法对检测结果的影响。

1 材料与方法

1.1 主要仪器

PinAAceI900T原子吸收分光光度计（带自动进样装置），美国Perkin Elmer公司；WX-6000微波消解仪，上海屹尧仪器科学发展有限公司；可调式电热板，艾卡（广州）仪器设备有限公司；SQPQUINTIX124-1CN电子天平（1/10000）,德国Sartorius公司。

1.2 试剂与配制

1.2.1 原料和试剂

大米：购于宜春市青龙商厦，磨碎均匀，过80目筛；硝酸（HNO3）：优级纯，国药集团化学试剂有限公司；盐酸（HCl）：优级纯，国药集团化学试剂有限公司。高氯酸（HClO4）：优级纯，国药集团化学试剂有限公司；过氧化氢（H2O2，30%）：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；镉标准储备液（1000 mg/L）：中国计量科学研究院。

1.2.2 10 ng/mL镉标准使用液

吸取10 mL镉标准储备液于100 mL容量瓶中，用1%硝酸溶液定容，多次稀释后成10 ng/mL的标准使用液。

1.3 方法

1.3.1 试样前处理

（1）湿法消解：准确称取0.300 g试样于锥形瓶中，放3粒玻璃珠，加10 mL硝酸-高氯酸混合溶液（9∶1），加盖浸泡过夜后，再加一小漏斗在电热板上加热消化，若变棕黑色再滴加硝酸，直至消化液呈无色透明或略带微黄色，消化液加热赶酸至一粒黄豆大小，放冷后用少量1%硝酸溶液将溶液转移至25 mL容量瓶中并冲洗消解罐3次后用1%硝酸溶液定容至25 mL，混匀备用；同时做试剂空白试验。

（2）微波消解：准确称取试样0.300 g置于微波消解罐中，加5 mL硝酸和2 mL过氧化氢。120 ℃保持5 min,180 ℃保持15 min后消解完毕，消化液加热赶酸至一粒黄豆大小，放冷后用少量1%硝酸溶液将溶液转移至25 mL容量瓶中并冲洗消解罐3次后用1%硝酸溶液定容至25 mL，混匀备用；同时做试剂空白试验[3]。

1.3.2 仪器条件

本实验分析条件为：波长228.8 nm，狭缝0.7 nm，灯电流4 mA，背景校正为塞曼效应。石墨炉升温条件见表1。

1.3.3 试样的测定

将试样放在样品盘上，自动进样器根据设置自动吸取20 μL样品处理液注入石墨炉，测得其吸光值。

图1 标准溶液回归方程图

2 结果与分析

2.1 工作曲线

将10 ng/mL的标准溶液（及稀释液放入进样盘中，设定标准曲线浓度值分别为0、1、2、3、4 ng/mL和5 ng/mL，仪器将标准溶液自动稀释成所设浓度并测定吸光度值。以浓度和对应的吸光度值分别为横坐标和纵坐标，绘制工作曲线，其回归方程为y=0.061x+0.004，相关系数R2=0.999，绘制的工作曲线如图1所示。

2.2 精密度试验

称取0.300 g样品12份，用微波消解和湿法消解各处理6份，测定结果见表2。

由表2可知，湿法消解法的RSD为1.65%，微波消解法的RSD为0.96%，微波消解法的精密度更高，能满足分析测定的要求。

2.3 回收率的测定

参考国家标准GB/T 27404-2008,选取镉含量为0.001、0.104、0.200 mg/kg的样品各0.300 g，吸取含30 ng镉标准溶液，于相应的容器中，按样品相同处理方法进行的消化，定容，测定，计算出大米镉含量，计算回收率。两种方法的加标回收率见表3。

表1 石墨炉升温条件

表2 精密度试验

表3 加标回收率

3 结论

结果表明，微波消解法处理样品后测镉含量的RSD为0.96%，平均加标回收率为95%，均高于湿法消解法，证明其准确度和精密度均更高。微波消解法简单、快速、准确和无污染，大大缩短了样品预处理的时间，故在待检测样品数较少时，可选择微波消解法测定大米中镉含量。

[1]宫靖.大米镉超标可引起怪病[J].科学大观园,2011(9):8-9.

[2]中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准 食品中污染物限量(GB 2762-2012)[S].北京:中国标准出版社,2012.

[3]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品中镉的测定(GB 5009.15-2014)[S].北京:中国标准出版社,2015.

[4]孙有娥,程春艳,李一辰,等.原子吸收光谱法测定大米中镉含量时试样消解方法的影响[J].化学工程与装备,2015(11):210-212.

[5]鲍会梅.大米中两种预处理方法对镉测定的影响[J].食品研究与开发,2016(1):177-180.