●劉 帥 彭 恬(濟(jì)南市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心 山東 濟(jì)南 250316)
蔬菜是人們?nèi)粘I钪兄匾氖澄锖徒?jīng)濟(jì)作物,是人體多種必需營養(yǎng)元素的主要來源,因此,蔬菜的品質(zhì)與人們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān),直接影響人們的生活質(zhì)量和健康水平。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境污染和含重金屬農(nóng)藥、化肥的不合理使用使蔬菜中存在重金屬污染,危害人民群眾的身體健康[1]。研究表明,人體攝入或聚集的蔬菜產(chǎn)品重金屬含量過高,會引起風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨痛病、腎炎、潰瘍病、貧血、高血壓、冠狀動脈硬化等,并引發(fā)皮膚癌、食道癌、宮頸癌、肝癌、鼻咽癌等腫瘤疾病,以及慢性中毒等。蔬菜產(chǎn)品重金屬污染問題在社會上受到越來越廣泛的關(guān)注,監(jiān)測和治理蔬菜產(chǎn)品中的重金屬污染刻不容緩[2-3]。
鋅、銅、硒、鉻等是人體必需的微量元素,攝入不足或缺乏會引起人體生理異?;虬l(fā)生疾病,嚴(yán)重時危及生命。食用富含這些微量元素的蔬菜對提高人體免疫力、促進(jìn)人體健康具有積極意義。目前,蔬菜產(chǎn)品中鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、錳(Mn)、硒(Se)10種元素的檢測,通常采用微波消解、壓力罐消解和干濕消解法作為前處理方法,因同時處理大批量蔬菜樣品時具有較大限制,前處理效率尚有較大的提升空間,并且消解和趕酸過程對實(shí)驗(yàn)操作人員的安全和健康有一定的潛在危害[4]。
全自動石墨消解儀又稱程序控溫石墨消解儀,具有受熱均勻、傳熱效率高的特點(diǎn),作為無機(jī)樣品前處理設(shè)備,與微波消解儀配合使用。與傳統(tǒng)方法相比,全自動石墨消解儀更適合大批量樣品的處理,可一次處理幾十到上百個樣品,極大地節(jié)省了前處理時間。在操作方面,全自動石墨消解儀用電腦代替人工,能一站式自動完成加酸、消解、趕酸、冷卻、定容、混勻、轉(zhuǎn)移等操作,實(shí)現(xiàn)了前處理過程的無人工操作;同時,在操作安全性上,由于所有加酸操作均在自帶通風(fēng)柜中完成,避免了酸氣對操作者的傷害,使整個樣品前處理過程更加安全[5]。消解后的樣品可直接用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行測量,其結(jié)果準(zhǔn)確、可靠,回收率較高。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬、樣品需要量少、能同時測定多種元素等特點(diǎn),對多數(shù)元素可提供ppt級的檢出限,可省時、省力、快速地測定樣品,能滿足大量樣品分析的需要。
1.1.1 儀器設(shè)備全自動石墨消解儀(Vulcan-84,加拿大Questron公司);電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS(7500a,美國安捷倫公司);萬分之一天平(TB-215D,德國賽多利斯)。
1.1.2 試劑濃硝酸(優(yōu)級純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);30%過氧化氫(優(yōu)級純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);高純氬氣(≥99.995%);試驗(yàn)用水為符合(GB/T 6682—2008)《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》[6]中規(guī)定的一級水;生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):圓白菜(GBW10014)、菠菜(GBW10015)、胡蘿卜(GBW10047)。
1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液鉛、鎘、汞、砷、鉻、鎳、銅、鋅、錳、硒、金單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 mg/L,中國計量科學(xué)研究院);含有Sc(45) 、Ge(74)、In(115)、Bi(209)的內(nèi)標(biāo)儲備溶液(100 mg/L,美國安捷倫公司)。
1.1.4 調(diào)諧液含有鋰(Li)、鈹(Be)、釔(Y)、鈷(Co)、銦(In)、鉈(Tl)、鉍(Bi)元素的質(zhì)譜調(diào)諧溶液(10 μg/L,美國安捷倫公司)。
1.1.5 汞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定劑取2 mL金元素溶液,用2%硝酸溶液稀釋至1000 mL。
采集濟(jì)南市周邊地區(qū)的6種代表性蔬菜樣品:韭菜、甘藍(lán)、菠菜、番茄、黃瓜、豇豆,按照(NY/T 3304—2018)《農(nóng)產(chǎn)品檢測樣品管理技術(shù)規(guī)范》[7]附錄B中蔬菜類樣品的相關(guān)要求進(jìn)行樣品制備。
稱取試樣1.0~2.0 g(精確至0.0001 g)于消解杯中,置于全自動石墨消解儀上,按照如下步驟編程:加入5 mL濃硝酸,60℃加熱30 min,等待10 min,加入3 mL濃硝酸和2 mL 30%過氧化氫,110℃加熱30 min,加蓋,130℃加熱60 min,取蓋,110℃加熱90 min,等待15 min后,用2%硝酸溶液定容至25 mL,待測。
儀器操作條件,見表1。
表1 儀器操作條件
吸取適量的各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,用2%硝酸溶液逐級稀釋配制成混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。吸取適量的汞元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,用汞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定劑逐級稀釋配制成汞標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
將混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和汞標(biāo)準(zhǔn)工作溶液依次注入電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中,測定待測元素和內(nèi)標(biāo)元素的信號響應(yīng)值,以待測元素的濃度為橫坐標(biāo),待測元素與所選內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)信號值的比值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同工作條件下進(jìn)行試樣的測定。若試樣中待測目標(biāo)元素濃度超出標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍,用2%硝酸溶液稀釋后,重新測定。 同時做空白試驗(yàn),除不稱取試樣外,均按上述步驟進(jìn)行。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.1—2003《食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 理化部分 總則》[8]和GB/T 27417—2017《合格評定 化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南》[9]中有關(guān)檢出限的規(guī)定:把3倍空白值標(biāo)準(zhǔn)偏差相對應(yīng)的質(zhì)量或濃度稱為檢出限。本試驗(yàn)中,儀器正常工作狀態(tài)下,連續(xù)測量試劑空白溶液20次,以20次空白值3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的濃度為檢出限。
蔬菜試樣以稱取1.0 g定容至25 mL計算,該方法各元素的檢出限和定量限,見表2。
表2 測定方法檢出限和定量限 單位:mg/kg
為檢驗(yàn)此方法的準(zhǔn)確度和精密度,應(yīng)用此方法對生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)圓白菜(GBW10014)、菠菜(GBW10015)和胡蘿卜(GBW10047)進(jìn)行鉛、鎘、汞、砷、鉻、鎳、銅、鋅、錳、硒10種元素的6次平行測定。6次平行測定的平均值都在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值允許范圍內(nèi),相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%,說明該測定方法具有較好的準(zhǔn)確度和精密度。
表3 測定方法準(zhǔn)確度和精密度測試數(shù)據(jù)
續(xù)表3
本研究建立了采用全自動石墨消解儀—電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定蔬菜中鉛、鎘、汞、砷、鉻、鎳、銅、鋅、錳、硒10種元素的方法。經(jīng)過驗(yàn)證和實(shí)際樣品的檢測,該方法能夠滿足蔬菜樣品中多種元素同時測定的要求,并且檢出限較低,準(zhǔn)確度和精密度高,前處理過程全自動,省時省力,同時有效保護(hù)了操作者的安全,是一種穩(wěn)定、快速、簡便、安全的檢測方法,適用于大批量蔬菜樣品的多元素同時測定。