丁新民    新疆昌吉回族自治州粮油质量监测中心
　　摘要：作为一个传统的农业国，粮食在国民经济中的地位不置可否，粮食尤其是小麦的生产关系到农民的收入，也牵动着全中国人民的生存神经。但随着我国工业化进程的加快，水土污染问题日益严重，大量包含重金属如铅、镉、汞、砷等的污染物深入地表，对小麦的生产造成了很多不良影响。因此利用科学的实验方法对小麦中的重金属含量进行检测，不仅可以提高粮食安全，而且能够未雨绸缪，采取及时有效的措施加强对污染的防控，提高粮食安全生产水平。本文着重探究了压力消解罐消解法、干法灰化、过硫酸铵灰化法、湿式消解法在小麦铅含量测定实验中的具体方法，对实验结果做出总结。
　　关键词：消解方法;小麦中铅含量测定;比较探究
　　改革开放以来，我国各项事业取得了长足的进步，人民的生活水平越来越高，对生活档次的追求也越来越高，小麦作为我国主要的粮食作物，在人们的生活中占据着举足轻重的地位。但是随着工业化进程的不断推进，大气污染、水土污染等问题也越来越突出，污染物中的有毒金属铅、镉、汞等经过富集，通过层层食物链进入人体内部，极易发生铅中毒事件，给人们的生活增加了重重隐患。联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)、食品法典委员会(CAC)、污染物联合专家委员会(JEC—FA)，以体重60kg为标准进行计算，每人每日的可耐受量为214ug。如果超出了人体的可耐受量导致铅中毒，轻则容易出现多动、精力不集中、认知能力低下、贫血、厌食、便秘、恶心干呕、肌肉关节痛等症状，重则表现为肢体麻痹或中毒性脑病，最后出现昏迷、震颤、惊厥等严重的神经衰弱症状和体征。因此，对小麦中铅含量的测定意义重大，直接关乎到人民群众的生命安全。
　　一、实验材料与方法
　　(一)主要材料与试剂
　　精选新冬22小麦品种为试验样品，过硫酸钠、过氧化氢(30%)、硝酸(优级纯)、高氯酸(优级纯)、9份硝酸与1份高氯酸混合的混合酸、铅标准使用液(每一次吸取铅储备液1.0ML于100mL的容量瓶内，再加入0.5mol/L硝酸到刻度处。经多次重复稀释，稀释成每毫升含0ng，20.0ng，40.0ng，60.0ng，80.0ng铅的标准使用液)等。
　　(二)主要设备与仪器
　　AAS990原子吸收分光光度计：该光度计可以在石油、医疗、化工、地质勘探、环保、冶金等行业得到普遍使用。目前，光度计可以分析的元素已经达到七十余种，尤其在微量元素和痕量分析实验中具有非常重要的作用，近年来，光度计的使用更是从无机化学向有机化学逐渐渗透。
　　带石墨炉原子化器(手动取样)：该方法同样可以对七十余种化学元素进行痕量分析，非常使用人体血液样品来源较少的样品分析，其操作非常简单，主要采用计算机控制的智能化设计，检测的各个阶段加温均可进行阶段化升温。检测设备内外保护气体的流通都可以进行自由设定。如果冷却水压力较低，而水温较高的时候，仪器可以自动报警，并且可以自动停止继续升温。该检测装置再设计方面使用了国际上非常先进的光控升温系统，检测准确度较高，在样品的原子化阶段全面实现自动升温，提高样品的精确度和灵敏度，同时可以排除其他残留元素的干扰。
　　马弗炉：硅钼棒通常可使用的炉体温度为1600°C—1750°C，广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷、磁性材料、耐火材料、晶体、电子元器件、窑炉制造等领域、是产品高温烧结时必备的理想发热元件。硅钼棒在高温氧化气氛下，表面生成一层石英保护层防止硅钼棒继续氧化。当元件温度大于1700°C时，石英保护层熔融，元件在氧化气氛下，继续使用，石英保护层重新生成。硅钼棒不宜在400°C—700°C范围内长期使用，否则元件会因低温的强烈氧化作用而粉化。
　　瓷坩埚：最高可耐热1200摄氏度左右高温;适用于K2S2O7等酸性物质熔融样品;一般不能用于以NaOH、Na2O2、Na2CO3等碱性物质作熔剂熔融，以免腐蚀瓷坩埚，瓷坩埚不能和氢氟酸接触;瓷坩埚一般可用稀HCL煮沸清洗涤;陶瓷有吸水性。所以为了减少误差，在使用前应将坩严格干燥后在分析天平上称量。有的时候分析物用无灰滤纸过滤，将滤纸一起放进坩埚;这种滤纸在高温环境下完全分解，不会影响结果。高温处理后，将坩埚和所容物在特制的干燥器中干燥冷却，然后再称量。全程用干净的坩埚钳夹取。
　　可调式电炉：用新型环保，无辐射的乌金丝，在新型的铸铁中密封发热，以确保质量可靠，经久耐用。火力分布均匀合理，没有任何明火燃烧，且并非磁场产生的热效应。
　　此外，天平、干燥恒温箱、压力消解器、可调式电热板等都是此次试验必备的重要仪器，在此不再一一赘述。
　　(三)实验方法
　　将酸消解或灰化后的试样注入原子吸收分光光度计石墨炉中，在电热原子化后吸收283.3mm的共振线。它的吸收值和铅含量在一定浓度比内成正比，与标准系列比较之后在做定量。
　　1、压力消解罐消解法
　　在聚四氟乙烯内罐中注入1.5克试样，3毫升硝酸浸泡试样至第二天早上，再加入2.5毫升过氧化氢，封闭好内盖，将不锈钢外套旋紧，放置于恒温干燥箱内，在120摄氏度的恒温下持续4个小时。使用时，恒温干燥箱的温度冷却至与室温相当。将消化液用滴管过滤入25毫升的容器内，多次用水洗涤洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用;同时作试剂空白。
　　2、干法灰化
　　将事先称好的1.5克试样置于瓷坩埚内，在可调式电热板上用小火将试样碳化至无烟状态，随后移入温度为500摄氏度±25摄氏度的马弗炉内灰化六小时左右。冷却一段时间，在灰分中滴入硝酸将其充分溶解，将消化液用滴管过滤入25毫升的容器内，多次用水洗涤洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用;同时作试剂空白。
　　3、过硫酸铵灰化法
　　将事先称取好的1.5克试样置于瓷坩埚内，滴入2毫升硝酸浸泡60分钟之上，小火碳化后，冷却一段时间后滴入2毫克过硫酸铵，使其覆于上面，继续进行碳化至烟气完全消失后，转入恒温在500摄氏度的马弗炉内，加热两个小时后将温度调至800摄氏度，加热20分钟，进行冷却。滴入硝酸2毫升，用滴管将试样消化液洗入或过滤入25 m L容量瓶中，用水少量多次洗涤瓷坩埚 ，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用;同时作试剂空白。
　　4、湿式消解法
　　将事先称好的1.5克试样置于锥形瓶或高脚烧杯中，加入玻璃球若干和10毫升混合酸，盖盖儿后浸泡一夜，然后将一小漏斗覆盖于锥形瓶或高脚杯上，在电炉上进行加热消解，直至消化液颜色呈无色透明或略带黄色，进行冷却，之后用滴管将试样消化液洗人或过滤人 25 m L 容量瓶中，用水少量多次洗涤锥形瓶或高脚烧杯，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用;同时作试剂空白。
　　5、铅含量测定
　　采用石墨炉原子吸收分光光度计法。先将设备调整到283.3nm波长，0.8nm狭缝，7mA电流，120摄氏度干燥温度(20秒)，800摄氏度灰化温度(20秒)，1900摄氏度原子化温度(4秒)，氘灯作为背景校正。一些准备工作做好后，开始绘制标准曲线：吸取浓度为0、20.0、40.0、60.0、80.0ng·mL-1的铅标准溶液各10uL加入石墨炉，与此同时，吸取20g·L-1的磷酸钠溶液5.0uL注入石墨炉，在以上条件下测定其吸光值，并求得吸光值与浓度关系的一元线性回归方程，最后进行样品测定：分别吸取10uL试剂空白液和样液，同时吸取20g·L-1硝酸钠溶液5.0uL注入石墨炉，在同等条件下测定其吸光值，按照以下公式进行小麦样品中的铅含量：
　　X = (A1-A2)V/(1000m)
　　公式中的X表示小麦样品中的铅含量单位为mg·kg-1;A1表示测定样液中的铅含量，以ng·mL-1表示;A2空白液中的铅含量，以ng·mL-1表示;m表示样品质量或体积(g);V表示样品定容总体积(mL)。
　　二、结果与分析
　　(一)铅含量的标准曲线
　　根据所测标准系列的值，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标得到铅含量的标准曲线，其回归方程为Y=0.0043x+0.0098，相关系数R2= 0.9998。
　　(二)四种消解方法之比较
　　4 种不同消解方法处理样品后，其铅含量的测定及分析结果见表1。 　　由表1可以看出，压力消解罐消解法的铅含量为0.335 mg·kg-1，标准偏差0.010 mg·kg-1，处理相对标准偏差3.740%。干法灰化的铅含量为0.320 mg·kg-1，标准偏差为0.031 mg·kg-1，处理相对标准偏差12.700%。过硫酸铵灰化法的铅含量为0.326 mg·kg-1，标准偏差0.020 mg·kg-1，处理相对标准偏差8.510%。湿式消解法的铅含量为0.334 mg·kg-1，标准偏差为0.015 mg·kg-1，处理相对标准偏差6.360%。干灰化法、硫酸铵法、法消解和压力消解罐消解法4种方法的标准偏差依次降低，表明4种方法的稳定性越来越好，其中压力消解罐消解法的稳定性最好。通过F值检验，发现不同处理方法差异不显著。故4种处理方法结果接近。
　　(三)回收率测定 　　从表2看出，压力消解罐消解法的未加标量为0.34 mg·kg-1，加标量为0.10 mg·kg-1，测定值为0.43 mg·kg-1，回收率90 mg·kg-1。干法灰化的未加标量为0.33 mg·kg-1，加标量为0.10 mg·kg-1，测定值为0.42 mg·kg-1，回收率为90 mg·kg-1。过硫酸铵灰化法的未加标量为0.33 mg·kg-1，加标量为0.10 mg·kg-1，测定值为0.42 mg·kg-1，回收率为90 mg·kg-1。湿式消解法的未加标量为0.33 mg·kg-1，加标量为0.10 mg·kg-1，测定值为0.42 mg·kg-1，回收率为90 mg·kg-1。四种检测方法铅的回收率在90%—95%之间，符合有关规定，表明用石墨炉原子吸收分光光度法测定铅是合适的，并验证了数据的可靠性。
　　(四)检出限的测定
　　根据实验结果得出，空白处所得平均值为0.0095 ng·mL-1 ，其标准的误差为0.0065 ng·mL-1，平均值的标准偏差斜率为0.0043，检出限度为5 ng·mL-1，所得到的样品中，铅含量大于此数值，经过试验在此证明检测食物样品所使用的仪器及检测方式是完全可信的。
　　三、小结与讨论
　　在对食品中微量元素进行检查的时候，石墨炉原子的吸收光度具有较高的灵敏性。在监测的过程中，可以使用过硫酸铵法、湿法消解、压力消解、干灰化法四种不同的方法对样品进行试验，四种方法监测的结果几乎相同，并无明显差异。通过对试验数据进行分析，可以得出，压力消解方法的准确度较高，误差最小，同时稳定性也好。资金的回收率也可以保证在90%-95%之间，非常符合规定要求。试验结果检验限度为5 ng·mL-1 ，证明试验所使用的检验仪器是安全可靠的。经过分析认为，压力消解过程中，聚四氟乙烯内胆在不锈钢仪器达到密封的状态下，加入硝酸和过氧化氢，于130℃-140℃的温度之间经过三小时，被检测食物样品完全消解，同时食物中的铅元素不会受到损失，也不会轻易受到外界污染。
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