丁新民 新疆昌吉回族自治州糧油質量監測中心
　　摘要：作為一個傳統的農業國，糧食在國民經濟中的地位不置可否，糧食尤其是小麥的生產關係到農民的收入，也牽動著全中國人民的生存神經。但隨著我國工業化進程的加快，水土汙染問題日益嚴重，大量包含重金屬如鉛、鎘、汞、砷等的汙染物深入地表，對小麥的生產造成了很多不良影響。因此利用科學的實驗方法對小麥中的重金屬含量進行檢測，不僅可以提高糧食安全，而且能夠未雨綢繆，采取及時有效的措施加強對汙染的防控，提高糧食安全生產水平。本文著重探究了壓力消解罐消解法、幹法灰化、過硫酸銨灰化法、濕式消解法在小麥鉛含量測定實驗中的具體方法，對實驗結果做出總結。
　　關鍵詞：消解方法;小麥中鉛含量測定;比較探究
　　改革開放以來，我國各項事業取得了長足的進步，人民的生活水平越來越高，對生活檔次的追求也越來越高，小麥作為我國主要的糧食作物，在人們的生活中占據著舉足輕重的地位。但是隨著工業化進程的不斷推進，大氣汙染、水土汙染等問題也越來越突出，汙染物中的有毒金屬鉛、鎘、汞等經過富集，通過層層食物鏈進入人體內部，極易發生鉛中毒事件，給人們的生活增加了重重隱患。聯合國糧農組織(FAO)、世界衛生組織(WHO)、食品法典委員會(CAC)、汙染物聯合專家委員會(JEC—FA)，以體重60kg為標準進行計算，每人每日的可耐受量為214ug。如果超出了人體的可耐受量導致鉛中毒，輕則容易出現多動、精力不集中、認知能力低下、貧血、厭食、便秘、惡心幹嘔、肌肉關節痛等症狀，重則表現為肢體麻痹或中毒性腦病，最後出現昏迷、震顫、驚厥等嚴重的神經衰弱症狀和體征。因此，對小麥中鉛含量的測定意義重大，直接關乎到人民群眾的生命安全。
　　一、實驗材料與方法
　　(一)主要材料與試劑
　　精選新冬22小麥品種為試驗樣品，過硫酸鈉、過氧化氫(30%)、硝酸(優級純)、高氯酸(優級純)、9份硝酸與1份高氯酸混合的混合酸、鉛標準使用液(每一次吸取鉛儲備液1.0ML於100mL的容量瓶內，再加入0.5mol/L硝酸到刻度處。經多次重複稀釋，稀釋成每毫升含0ng，20.0ng，40.0ng，60.0ng，80.0ng鉛的標準使用液)等。
　　(二)主要設備與儀器
　　AAS990原子吸收分光光度計：該光度計可以在石油、醫療、化工、地質勘探、環保、冶金等行業得到普遍使用。目前，光度計可以分析的元素已經達到七十餘種，尤其在微量元素和痕量分析實驗中具有非常重要的作用，近年來，光度計的使用更是從無機化學向有機化學逐漸滲透。
　　帶石墨爐原子化器(手動取樣)：該方法同樣可以對七十餘種化學元素進行痕量分析，非常使用人體血液樣品來源較少的樣品分析，其操作非常簡單，主要采用計算機控製的智能化設計，檢測的各個階段加溫均可進行階段化升溫。檢測設備內外保護氣體的流通都可以進行自由設定。如果冷卻水壓力較低，而水溫較高的時候，儀器可以自動報警，並且可以自動停止繼續升溫。該檢測裝置再設計方麵使用了國際上非常先進的光控升溫係統，檢測準確度較高，在樣品的原子化階段全麵實現自動升溫，提高樣品的精確度和靈敏度，同時可以排除其他殘留元素的幹擾。
　　馬弗爐：矽鉬棒通常可使用的爐體溫度為1600°C—1750°C，廣泛應用於冶金、玻璃、陶瓷、磁性材料、耐火材料、晶體、電子元器件、窯爐製造等領域、是產品高溫燒結時必備的理想發熱元件。矽鉬棒在高溫氧化氣氛下，表麵生成一層石英保護層防止矽鉬棒繼續氧化。當元件溫度大於1700°C時，石英保護層熔融，元件在氧化氣氛下，繼續使用，石英保護層重新生成。矽鉬棒不宜在400°C—700°C範圍內長期使用，否則元件會因低溫的強烈氧化作用而粉化。
　　瓷坩堝：最高可耐熱1200攝氏度左右高溫;適用於K2S2O7等酸性物質熔融樣品;一般不能用於以NaOH、Na2O2、Na2CO3等堿性物質作熔劑熔融，以免腐蝕瓷坩堝，瓷坩堝不能和氫氟酸接觸;瓷坩堝一般可用稀HCL煮沸清洗滌;陶瓷有吸水性。所以為了減少誤差，在使用前應將坩嚴格幹燥後在分析天平上稱量。有的時候分析物用無灰濾紙過濾，將濾紙一起放進坩堝;這種濾紙在高溫環境下完全分解，不會影響結果。高溫處理後，將坩堝和所容物在特製的幹燥器中幹燥冷卻，然後再稱量。全程用幹淨的坩堝鉗夾取。
　　可調式電爐：用新型環保，無輻射的烏金絲，在新型的鑄鐵中密封發熱，以確保質量可靠，經久耐用。火力分布均勻合理，沒有任何明火燃燒，且並非磁場產生的熱效應。
　　此外，天平、幹燥恒溫箱、壓力消解器、可調式電熱板等都是此次試驗必備的重要儀器，在此不再一一贅述。
　　(三)實驗方法
　　將酸消解或灰化後的試樣注入原子吸收分光光度計石墨爐中，在電熱原子化後吸收283.3mm的共振線。它的吸收值和鉛含量在一定濃度比內成正比，與標準係列比較之後在做定量。
　　1、壓力消解罐消解法
　　在聚四氟乙烯內罐中注入1.5克試樣，3毫升硝酸浸泡試樣至第二天早上，再加入2.5毫升過氧化氫，封閉好內蓋，將不鏽鋼外套旋緊，放置於恒溫幹燥箱內，在120攝氏度的恒溫下持續4個小時。使用時，恒溫幹燥箱的溫度冷卻至與室溫相當。將消化液用滴管過濾入25毫升的容器內，多次用水洗滌洗液合並於容量瓶中並定容至刻度，混勻備用;同時作試劑空白。
　　2、幹法灰化
　　將事先稱好的1.5克試樣置於瓷坩堝內，在可調式電熱板上用小火將試樣碳化至無煙狀態，隨後移入溫度為500攝氏度±25攝氏度的馬弗爐內灰化六小時左右。冷卻一段時間，在灰分中滴入硝酸將其充分溶解，將消化液用滴管過濾入25毫升的容器內，多次用水洗滌洗液合並於容量瓶中並定容至刻度，混勻備用;同時作試劑空白。
　　3、過硫酸銨灰化法
　　將事先稱取好的1.5克試樣置於瓷坩堝內，滴入2毫升硝酸浸泡60分鍾之上，小火碳化後，冷卻一段時間後滴入2毫克過硫酸銨，使其覆於上麵，繼續進行碳化至煙氣完全消失後，轉入恒溫在500攝氏度的馬弗爐內，加熱兩個小時後將溫度調至800攝氏度，加熱20分鍾，進行冷卻。滴入硝酸2毫升，用滴管將試樣消化液洗入或過濾入25 m L容量瓶中，用水少量多次洗滌瓷坩堝 ，洗液合並於容量瓶中並定容至刻度，混勻備用;同時作試劑空白。
　　4、濕式消解法
　　將事先稱好的1.5克試樣置於錐形瓶或高腳燒杯中，加入玻璃球若幹和10毫升混合酸，蓋蓋兒後浸泡一夜，然後將一小漏鬥覆蓋於錐形瓶或高腳杯上，在電爐上進行加熱消解，直至消化液顏色呈無色透明或略帶黃色，進行冷卻，之後用滴管將試樣消化液洗人或過濾人 25 m L 容量瓶中，用水少量多次洗滌錐形瓶或高腳燒杯，洗液合並於容量瓶中並定容至刻度，混勻備用;同時作試劑空白。
　　5、鉛含量測定
　　采用石墨爐原子吸收分光光度計法。先將設備調整到283.3nm波長，0.8nm狹縫，7mA電流，120攝氏度幹燥溫度(20秒)，800攝氏度灰化溫度(20秒)，1900攝氏度原子化溫度(4秒)，氘燈作為背景校正。一些準備工作做好後，開始繪製標準曲線：吸取濃度為0、20.0、40.0、60.0、80.0ng·mL-1的鉛標準溶液各10uL加入石墨爐，與此同時，吸取20g·L-1的磷酸鈉溶液5.0uL注入石墨爐，在以上條件下測定其吸光值，並求得吸光值與濃度關係的一元線性回歸方程，最後進行樣品測定：分別吸取10uL試劑空白液和樣液，同時吸取20g·L-1硝酸鈉溶液5.0uL注入石墨爐，在同等條件下測定其吸光值，按照以下公式進行小麥樣品中的鉛含量：
　　X = (A1-A2)V/(1000m)
　　公式中的X表示小麥樣品中的鉛含量單位為mg·kg-1;A1表示測定樣液中的鉛含量，以ng·mL-1表示;A2空白液中的鉛含量，以ng·mL-1表示;m表示樣品質量或體積(g);V表示樣品定容總體積(mL)。
　　二、結果與分析
　　(一)鉛含量的標準曲線
　　根據所測標準係列的值，以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標得到鉛含量的標準曲線，其回歸方程為Y=0.0043x+0.0098，相關係數R2= 0.9998。
　　(二)四種消解方法之比較
　　4 種不同消解方法處理樣品後，其鉛含量的測定及分析結果見表1。 　　由表1可以看出，壓力消解罐消解法的鉛含量為0.335 mg·kg-1，標準偏差0.010 mg·kg-1，處理相對標準偏差3.740%。幹法灰化的鉛含量為0.320 mg·kg-1，標準偏差為0.031 mg·kg-1，處理相對標準偏差12.700%。過硫酸銨灰化法的鉛含量為0.326 mg·kg-1，標準偏差0.020 mg·kg-1，處理相對標準偏差8.510%。濕式消解法的鉛含量為0.334 mg·kg-1，標準偏差為0.015 mg·kg-1，處理相對標準偏差6.360%。幹灰化法、硫酸銨法、法消解和壓力消解罐消解法4種方法的標準偏差依次降低，表明4種方法的穩定性越來越好，其中壓力消解罐消解法的穩定性最好。通過F值檢驗，發現不同處理方法差異不顯著。故4種處理方法結果接近。
　　(三)回收率測定 　　從表2看出，壓力消解罐消解法的未加標量為0.34 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.43 mg·kg-1，回收率90 mg·kg-1。幹法灰化的未加標量為0.33 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.42 mg·kg-1，回收率為90 mg·kg-1。過硫酸銨灰化法的未加標量為0.33 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.42 mg·kg-1，回收率為90 mg·kg-1。濕式消解法的未加標量為0.33 mg·kg-1，加標量為0.10 mg·kg-1，測定值為0.42 mg·kg-1，回收率為90 mg·kg-1。四種檢測方法鉛的回收率在90%—95%之間，符合有關規定，表明用石墨爐原子吸收分光光度法測定鉛是合適的，並驗證了數據的可靠性。
　　(四)檢出限的測定
　　根據實驗結果得出，空白處所得平均值為0.0095 ng·mL-1 ，其標準的誤差為0.0065 ng·mL-1，平均值的標準偏差斜率為0.0043，檢出限度為5 ng·mL-1，所得到的樣品中，鉛含量大於此數值，經過試驗在此證明檢測食物樣品所使用的儀器及檢測方式是完全可信的。
　　三、小結與討論
　　在對食品中微量元素進行檢查的時候，石墨爐原子的吸收光度具有較高的靈敏性。在監測的過程中，可以使用過硫酸銨法、濕法消解、壓力消解、幹灰化法四種不同的方法對樣品進行試驗，四種方法監測的結果幾乎相同，並無明顯差異。通過對試驗數據進行分析，可以得出，壓力消解方法的準確度較高，誤差最小，同時穩定性也好。資金的回收率也可以保證在90%-95%之間，非常符合規定要求。試驗結果檢驗限度為5 ng·mL-1 ，證明試驗所使用的檢驗儀器是安全可靠的。經過分析認為，壓力消解過程中，聚四氟乙烯內膽在不鏽鋼儀器達到密封的狀態下，加入硝酸和過氧化氫，於130℃-140℃的溫度之間經過三小時，被檢測食物樣品完全消解，同時食物中的鉛元素不會受到損失，也不會輕易受到外界汙染。
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