微波消解—石墨爐原子吸收光譜法測定豆瓣菜中鉻、鉛、鎘的含量

周嘉誠++黎小鵬++鄧桂添++陳楠++馬世柱++杜作東++高文彬++梁錦填++黎金輝

摘要 使用微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定豆瓣菜中鉻（Cr）、鉛（Pb）、鎘（Cd），前處理方法采用硝酸+過氧化氫作消解試劑，并進行趕酸處理。結果表明，Cr的方法檢出限為0.001 30 mg/kg，在基體改進劑NH4H2PO4存在下，Pb、Cd的方法檢出限分別為0.003 80、0.000 22 mg/kg，線性相關系數分別為1.000、0.999、0.999；選取GSB-6 菠菜（GBW10015）和GSB-26 芹菜（GBW10048）成分分析標準物質進行質控測量，3種元素的測定值均在標準值所在范圍，且相對標準偏差<5.0%。該方法前處理操作簡單，無需高氯酸的介入且檢測效果顯著。

關鍵詞 豆瓣菜；微波消解；石墨爐原子吸收光譜法；鉻；鉛；鎘

中圖分類號 TS207.5+1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）09-0264-03

Abstract The paper used microwave digestion-graphite furnace atomic absorption spectrometry for the determination of chromium，lead and cadmium in watercress，using nitric acid and hydrogen peroxide as digestion reagents，and acid-driving as the pre-treatment method.The results showed that in the presence of matrix modifier NH4H2PO4（except Cr），the detection limit of Cr，Pb and Cd was 0.001 30 mg/kg，0.003 80 mg/kg，0.000 22 mg/kg respectively，the linear correlation coefficient was 1.000，0.999，0.999 respectively；Using the GSB-6 spinach（GBW10015） and GSB-26 celery（GBW10048） compon-ent analysis standard material for quality control measure，the recovery rate of three kinds of elements reached the standard value range，and RSD were less than 5%.The method is simple in operation，does not require the intervention of perchloric acid and has obvious effect.

Key words watercress；microwave digestion；graphite furnace atomic absorption spectrometry；chromium；lead；cadmium

豆瓣菜又名西洋菜、水田芥，屬于多年生水生草本植物，其喜生水中，多見于水溝邊、山澗河邊、沼澤地或水田中。豆瓣菜作為食用蔬菜之一，營養成分因產地不同而有所區別。楊乾展等[1]概述了豆瓣菜的化學成分以及藥理方面的相關研究，其化學成分包括糖苷類、維生素類、揮發油類、脂肪酸類、蛋白質以及多種微量元素，是集營養和食療于一體的健康食品。

隨著現代社會工業的發展，蔬菜中鉻、鉛、鎘的污染在媒體報道上屢見不鮮。楊國義等[2]對廣東省6個城市內的蔬菜的重金屬含量進行分析，認為葉菜類蔬菜中重金屬含量和綜合污染指數都高于塊根類、瓜果類、豆類和茄果類蔬菜。而對于豆瓣菜這類喜歡生長在水中尤其是水溝邊的葉菜類蔬菜，其重金屬污染情況就更不容忽視了。王佛嬌等[3]通過對廣東省13個地級市的蔬菜樣品的重金屬污染評價，認為葉菜類蔬菜中豆瓣菜對鎘的富集相對較強。

當前已有不少文獻提出了鉻、鉛、鎘的檢測方法。楊 屹等[4]使用微波消解-AAS法測定蘆薈中的鎘、鉛；王艷澤等[5]使用微波消解ICP-MS法測定了根和根莖類生藥中的鉻、鉛、鎘；范華均等[6]通過微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定了石蒜中鉻、鉛、鎘的含量，期間運用微波消解法對樣品進行溶樣；賴 瑢等[7]則使用微波消解-溶出伏安法測定了豆瓣菜等樣品中的鉛、鎘含量；張 萍等[8]使用微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定了蜂花粉中的鉛、鎘和銅。而對使用微波消解法結合石墨爐原子吸收光譜儀對蔬菜中的鉻、鉛、鎘同時檢測的方法，當前鮮有報道。因此，本文選擇了對重金屬吸附較強的水生植物——豆瓣菜，將常見的重金屬污染元素鉻、鉛、鎘作為分析對象，探討一種安全、便捷、試劑使用少且回收率高、精密度高、檢出限低的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為豆瓣菜，來源于廣東省中山市三鄉鎮蔬菜基地。

試驗儀器：Agilent AA-240Z原子吸收光譜儀，配有GTA120自動進樣器，塞曼扣背景（Agilent公司）；Cr、Pb、Cd單元素燈（均為Agilent公司）；VB24Plus智能樣品處理器（LabTech公司）；ETHOSA微波消解儀配DRN-41轉子（MI-LESTONE公司）；ML104萬分之一天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]。

試劑：硝酸，純度65%，屬于分析級，為德國默克公司生產；過氧化氫，純度30%，屬于優級純，由廣州化學試劑廠生產；基體改進劑磷酸二氫銨，屬優級純，由山東西亞化學股份有限公司生產。

試驗所使用的菠菜成分分析標準物質GBW10015（GSB-6）和芹菜成分分析標準物質GBW10048（GSB-26）均為地球物理地球化學勘察研究所IGGE生產；鉻、鉛、鎘3種單元素標準溶液標準值均為1 000 μg/mL，均由國家有色金屬及電子材料分析測試中心生產。

分析前，準確吸取鉻、鉛、鎘3種單元素標準溶液各1.00 mL分別配制成3種濃度均為10 mg/L的鉻、鉛、鎘的單元素標準儲備液。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理。取豆瓣菜可食用部分用去離子水沖洗干凈，晾干，經混勻粉碎制成待測樣品。

準確稱取1.000 0 g豆瓣菜樣品于聚四氟乙烯消解罐中，加入8 mL濃硝酸、1.5 mL過氧化氫，迅速蓋上塞子并擰緊消解罐。把樣品轉移到微波消解儀，根據微波消解儀設定的功率、溫度和時間（表1）進行消解處理；消解完畢后，待聚四氟乙烯消解罐的溫度冷卻至常溫，開蓋，用少許去離子水沖洗塞子中的殘留物，于130 ℃趕酸處理。待消解液只剩下約0.5 mL時，冷卻定容至10 mL容量瓶中，待測。同時做空白對照。

1.2.2 標準物質處理。根據標準物質認定證書中GSB-6（GBW10015）和GSB-26（GBW10048）中鉻、鉛、鎘的含量，準確稱取GSB-6 和GSB-26 各0.120 0 g，樣品處理方法同 1.2.1，最后定容至10 mL容量瓶中待測。

1.3 儀器條件

1.3.1 微波消解程序。具體如表1所示。

1.3.2 石墨爐原子吸收光譜儀分析方法。準確稱取0.25 g NH4H2PO4并用去離子水定容至50 mL，配制成含有0.5%NH4H2PO4的基體改進劑。并取一定量NH4H2PO4溶液、標準溶液母液和樣品處理液分別置于石墨爐原子吸收光譜儀專用樣品瓶中，并根據分析條件（表2、3）進行分析。

2 結果與分析

2.1 標準工作曲線、方法準確度和靈敏度

取鉻、鉛、鎘3種元素的標準儲備液，用1%HNO3溶液分別稀釋成20、50、5 μg/L的混合標準溶液，并使用自動進樣器，分別把3種元素配制成相應濃度點（表4、5、6），按照1.3.2的儀器條件繪制了標準工作曲線（圖1、2、3）。

根據《實驗室質控規范 食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）的標準，使用樣品空白溶液測定20次，根據式（1）、式（2）計算了3 種元素的樣品測定的方法檢出限（表7）。

儀器檢出限按式（1）計算：

式（1）中，CL—儀器檢出限（μg/L），Sb—樣品空白吸光度值標準偏差，b—標準曲線斜率。

計算出每種元素的儀器檢出限CL，并以CL作為樣品溶液測定濃度，樣品稱樣量為1.000 0 g，代入式（2）中，得出每種元素的方法檢出限：

式（2）中，X—樣品含量（mg/kg），C—樣品溶液的測定濃度（μg/L），V—樣品空白溶液的最終定容體積（L），m—樣品稱樣量（g）。

根據《實驗室質控規范 食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）的標準，取已經處理好的GSB-6（GBW10015）和GSB-26（GBW10048）作為質控樣品，并按照1.3.2的儀器條件進行測定，并將數值代入式（2）計算，得出的質控結果見表8、9。

2.2 豆瓣菜樣品分析

取已經處理好的豆瓣菜樣品，按照1.3.2的儀器條件進行測定，代入式（2）計算，結果見表10?？梢钥闯?，Cr、Pb、Cd的相對標準偏差分別為2.1%、5.0%、3.1%。

3 結論與討論

選擇微波消解的前處理方法，在硝酸和過氧化氫的消解體系、基體改進劑NH4H2PO4存在（Cr除外）的作用下，運用石墨爐原子吸收光譜儀測定Cr、Pb、Cd 3種元素。當使用生物成分分析標準物質GSB-6（GBW10015）和GSB-26（GBW10048）進行前處理和分析后，檢測結果均能達到2種分析標準物質的標準值范圍，且相對標準偏差均小于5%，運用表2的儀器分析條件，3種元素的相關系數分別達到1.000、0.999、0.999，方法檢出限可達到0.001 30、0.003 80、0.000 22 mg/kg。由此可知，此方法操作簡單，使用試劑量少，且不需要高氯酸的介入，可以用于豆瓣菜中鉻、鉛、鎘的檢測。

4 參考文獻

[1] 楊乾展，趙浩如，程景才，等.豆瓣菜的研究進展[J].河北農業科學，2008，12（4）：22-24.

[2] 楊國義，羅薇，高家俊，等.廣東省典型區域蔬菜重金屬含量特征與污染評價[J].土壤通報，2008，39（1）：133-136.

[3] 王佛嬌，鄧敬頌，程小會，等.廣東省部分基地蔬菜重金屬污染評價[J].農業資源與環境學報，2014，31（5）：446-449.

[4] 楊屹，侯翔燕，王書俊，等.微波消解-AAS法測蘆薈中微量金屬元素鋅、錳、鎘、鉛[J].光譜學與光譜分析，2004，24（12）：1672-1675.

[5] 王艷澤，王英鋒，施燕支，等.微波消解ICP-MS法測定根和根莖類生藥中11種微量元素[J].光譜學與光譜分析，2006，26（12）：2326-2329.

[6] 范華均，李攻科，欒偉，等.微波溶樣-石墨爐原子吸收光譜法測定石蒜中的鎘鉻鉛[J].光譜學與光譜分析，2005（9）：1503-1506.

[7] 賴瑢，丘福保，徐鎮耿，等.微波消解-溶出伏安法對食品中銅、鉛、鎘的同時測定[J].分析測試學報，2010，29（2）：203-206.

[8] 張萍，盧俊杰.微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定蜂花粉中鉛、鎘和銅[J].光譜實驗室，2012（3）：1416-1419.