植物樣品采集·制備·儲存及消解過程中存在問題分析

韓張雄，李慧慧，宋 瓊，雷 騰，劉 杰

(陜西省礦產資源勘查與綜合利用重點實驗室，國土資源部西安礦產資源監督檢測中心，陜西西安 710054)

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植物樣品采集·制備·儲存及消解過程中存在問題分析

韓張雄，李慧慧，宋 瓊，雷 騰，劉 杰

(陜西省礦產資源勘查與綜合利用重點實驗室，國土資源部西安礦產資源監督檢測中心，陜西西安 710054)

結合目前單位所承接的植物樣品檢測任務的實際情況，分析了植物樣品的野外采集、加工制備及消解過程中會遇到的幾個問題，為準確測定植物樣品中重金屬元素以及客觀評價植物重金屬污染提供了保障。

植物樣品；采集；制備；消解

樣品的采集是分析測試最重要的環節，樣品采集的合理性直接會影響到被檢測樣品數據的可靠性，樣品的采集必須有合理科學的依據，所采集樣品必須具有代表性。一般情況下，被檢測樣品均需通過采集、制備、處理、消解、檢測等步驟才可獲得準確的數據。植物樣品作為重要的農業和環境樣品，其中有益和有害元素的檢測在農業生產、環境監測和植物污染預警方面具有重要意義。植物組織樣品多用于植物營養診斷和環境污染預警分析，它們在采樣方法、樣品制備和分析檢測方面有各自的特點和不同的要求[1]。近年來，隨著設施農業的發展、環境污染的研究，植物樣品中元素含量的檢測越來越多，然而目前植物樣品的采集制備及檢測并沒有完全統一的方法，導致檢測中的混亂和檢測結果可比性較差。筆者針對所在單位近年來所承接的植物樣品分析任務，分析了目前植物樣品的采集、加工、消解過程中存在的問題，旨在為植物樣品分析提供參考。

1　植物樣品的采樣要求

植物樣品根據檢測目的和檢測項目不同，采集植物體不同部位的樣品作為分析測試的對象。由于植物樣品機體結構相對復雜，樣品的采集部位與采集量對檢測結果影響很大。因此，在植物樣品采集時，必須在典型部位采集，采集量應足夠大，新鮮樣品一般應多于1 kg，同時因為植物樣品檢測目的不同，需要在植物樣品不同的生長階段、不同的季節定期進行采樣，小麥、玉米、水稻等糧食作物采樣需要在作物成熟后進行，應采集籽實和秸稈部分。近年來，污染事件頻頻發生，對偶然污染的植物進行采樣，需采集其整株進行分析。

2　植物樣品采集

植物樣品的采集與土壤樣品的采集既有相同之處又有不同之處。相同之處在于植物樣品采集過程中也需要按照隨機抽樣和代表性取樣2種方法。不同的是，植物樣品容易變質，所以采樣過程中需要時刻注意植物樣品水分損失及腐爛霉變的問題，此時最好將所采集的樣品放入液氮罐，以利于運輸和保存。同時結合植物樣品本身的性質和采集對象，經常需要多種方法相結合采樣，具體的采樣方法因分析對象的性質而異。

2.1糧食作物采集對于糧食作物，田間施肥、澆水以及土壤本身等因素使得糧食作物生長均一性差，所以需要在同一地塊多點采樣，同時避開田間效應和隴間效應的影響，盡量采集地塊中間的樣品。當采樣單元面積較小時，按照梅花形采樣法采集樣品；當采樣單元面積較大時，可采用“S”形(或蛇形)采樣法采樣。采集時盡可能多采集樣點，然后混合為1個樣品。采樣量根據檢測項目而定，一般植株樣品采集量要大于籽實，用塑料袋、紙袋或布袋包裝[2]。

2.2水果樣品采集在果園采集樣品，一般根據采樣果園的類型進行分類采集。如果果園地勢平坦，則可以沿對角線等距采樣，根據果園大小、采樣區域面積、地形、檢測目的確定采樣點的多少。如果果園地形復雜，也可以進行交叉對角線采樣。如果果園沿著山坡等高線，則采樣點的設置也需要沿等高線均勻布點，采樣點在10個以上。如果所采果樹較高大，采樣時需根據著果部位在果樹的上、中、下，以及內部、外部分別采樣，然后混勻，按四分法縮分，根據檢驗項目要求分取所需份數，每份樣品不少于1 kg，分別裝入袋中，貼好標簽，封口保存。同時記錄樹齡、長勢和載果量等數據[3]。

2.3蔬菜樣品采集蔬菜樣品采集需根據樣品的種類確定采樣方案，葉菜類樣品采集一般在菜地按對角線“S”形(或蛇形)布點，采樣點在10個以上，采樣量一般不少于1 kg。將采集的多個樣品按照四分法進行縮分，對于體積較大的樣品，可將其切成大約均等的4或8份，取2份進行縮分。最后裝入塑料袋，貼上標簽，封口保存。采集需要檢測新鮮植株的樣品時，需要將植株連根帶土取出，用濕布或塑料袋包好，防止萎蔫。而根菜類采集時應注意根部的損失問題，在去掉泥塊、清洗的過程中盡量保證根系的完整性。瓜果類樣品采集根據地塊面積大小進行對角線法或“S”形(或蛇形)法采樣，混勻后用四分法進行縮分，保證采樣量在1 kg以上，然后將樣品裝入布袋或塑料袋中，貼好標簽，封口保存[4]。

2.4黏稠的半固體物料(如果醬等)采集黏稠的半固體物料樣品需要根據該類樣品的性質進行采集，這類樣品相對黏稠，不容易混勻，所以需要先按總件數1/2的平方根確定取樣的數量，取樣時根據包裝的大小用采樣器從各容器中分上、中、下或上、下取樣，然后混勻分取縮減至檢測所需要的份數和樣品量。重新包裝，貼好標簽，封口待測[5]。

2.5液體物料(如植物油等)采集液體物料樣品采集前需要對樣品進行充分混勻，然后進行分層取樣混合。易氧化食品攪拌時要避免與空氣混合；揮發性液體食品，用虹吸法從上、中、下3層采樣。取好樣品后需對樣品進行分裝，貼好標簽，保存備檢[6]。

2.6市場樣品采集市場樣品采集時需要生產批號連包裝一同采樣，采取按照樣品批次大小隨機抽取法采樣，盡量保證其代表性，然后編好采樣標簽。

3　植物樣品采集標簽

樣品采集標簽在植物樣品的采集過程中特別重要，但通常易被忽視或丟失。樣品采集完成后，編號標簽的過程要盡量記錄詳細，以便后續采樣時進行對照或進行準確檢測，樣品標簽根據樣品采集的地方不同，標簽內容也不同[7]。

3.1野外采樣點采樣標簽記錄記錄內容包括采樣編號、采樣點名稱、經緯度、樣品名稱、作物品種、生長地土壤名稱(或當地俗稱)、成土母質、地形地勢、耕作制度、前茬作物及產量、化肥農藥施用情況、灌溉水源、采樣點地理位置簡圖、樹齡、長勢、載果量等。

3.2樣品加工或出售點采樣標簽記錄記錄內容包括采樣序號、采樣地點、供貨地點、生產批號、樣品名稱、樣品狀態、原材料名稱及品種、加工方式。

4　植物樣品的制備與保存

4.1植物樣品的前期制備植物樣品在采集回實驗室時一般是整株或為加工成品，不能直接進行檢測，為了確保分析結果的正確性，必須對樣品進行粉碎、混勻、縮分等相應的前期制備。樣品前期制備的主要目的是為了使樣品足夠均勻，滿足分析檢測的要求，在檢測過程中分取任何部分去檢測都具有代表性。前期制備方法因植物樣品的類型不同而異[8]。

所采集的糧食作物主要包括根、莖、葉及籽實樣品，根據不同的分析要求對樣品進行制備加工，一般需要通過去雜質(泥塊等)，用去離子水快速清洗，并及時晾干，然后按照分析要求進行粉碎、縮分、過篩、分裝、編號、保存待測，同時要注意樣品被蟲咬或霉變，帶殼類的糧食籽實需要去掉外殼再進行粉碎加工。同時在樣品加工過程中要避免引入對檢測項目有影響的污染物。

對于需要整株檢測的植物，將植株洗干凈，按檢測要求，分不同部位或整株剪碎，充分混勻，然后用四分法縮分至檢測所需的量，制成鮮樣備用，或在60 ℃烘干粉碎裝瓶并貼好標簽備用[9]。

4.2植物樣品的保存所采集植物樣品均應在短時間內進行分析檢測，在最短的時間內檢測完畢，減少水分損失及待測成分在植物體內的變化(如光解、高溫分解、發酵等)，如果樣品不能及時分析檢測的則需要進行樣品的保存，植物樣品保存時所需要遵循的原則是：環境干燥、溫度較低、避免光照、密封保存。

前期制備好的樣品應盡量保存于避光通風干燥的環境下，并儲存于密封性好且干凈的容器內，而對于需要新鮮樣品檢測或植物體內容易發生變化的檢測項目則應盡快進行，短期內做完儲存于0～5 ℃環境下，短期內不能完成檢測的則需要儲存于-80 ℃冰箱中，且保存時注意避光。適當情況下，可加入少量對檢測沒有影響的防腐劑，樣品存放時也要按日期、批號、編號存放，以利于后期查找或檢測。

所檢測的植物樣品一定要留夠附樣，以備復查，對于容易發生變質的植物樣品，則需密閉保存，盡量保持植物樣品原狀。植物性食品類樣品感官不合格產品不必進行理化檢驗，直接判為不合格。

5　植物樣品含水量測定

植物樣品一般由水分和干物質組成。含水量是反映植物體生理狀態和成熟度的一個重要指標，也是檢定農作物產品的品質和判斷其貯藏適合性的重要標準[10]。剛采的新鮮植物樣品其含水量一般在70%～95%，其中植物葉片含水量較高，幼葉最高；莖稈含水量相對較少，種子含水量最少，通常在5%～15%。將新鮮植物樣品中水分去除后剩余部分則為植物體干物質部分，一般包括有機質(占90%～95%)和礦物質(占5%～10%)。植物樣品風干后，其含水量通常會受到周圍環境的影響。因此，只有用完全干燥樣品作計算(干基)植物所測組分含量，其數值才穩定[11]。常壓恒溫干燥法是測定植物樣品中水分最常用的方法，其測定結果準確可靠，主要適用于不含易熱解和易揮發成分的樣品。

6　植物樣品的消解

植物樣品由于其組織結構的特殊性，消解方式需要根據植物樣品的性質以及檢測項目的特性來確定。目前，植物樣品所使用的前處理方法一般有直接浸提法、敞開式干法消解、敞開式濕法消解、密閉微波消解法[12]等。直接浸提法可以浸提水溶或者其他溶劑可以直接浸提的元素或者組分，但由于不能將植物組織徹底消解，容易造成結果偏低。干法消解時，可以消解相對將難以從植物中分解的元素或者組分，但一般高溫爐材料中均含有被測元素，容易造成樣品的污染，且某些元素會在高溫時損失。濕法消解雖然適合于大部分元素和組分，但在加熱過程中未封閉加壓，會造成被測組分的流失使回收率偏低。密閉微波消解增加了壓力使得植物樣品消解完全，減少與外界環境的接觸，降低了污染，避免了由于酸揮發而造成的損失，同時提高了溫度，又縮短了消

解時間，且大大減少了消解時酸量的消耗，空白值也相對較低，是目前應用相對廣泛的消解方法，但其成本相對較高。因此，在植物樣品消解過程中既要考慮其本身性質及檢測項目的特性，又要考慮成本，選擇合適的消解方法。

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Several Problems in the Process of Plant Samples Collection,Preparation and Digestion

HAN Zhang-xiong,LI Hui-hui,SONG Qiong et al

(Provincial Key Laboratory of Mineral Exploration and Utilization of Shaanxi,Xi’an Testing and Quality Supervision Center for Geological and Mineral Products,The Ministry of Land and Resource,Xi’an,Shaanxi 710054)

Combining with the current actual situation of plant sample detection task in our institute,we analyzed the plant field acquisition,processing and preparation of samples and some of the problems encountered in the process of digestion.This research provided accurate determination of heavy metal elements and objective evaluation of the heavy metal pollution in plant samples.

Plant samples;Collection;Preparation;Digestion

陜西省自然科學基礎研究計劃項目(2014JM5217)。

韓張雄(1982- )，男，陜西佳縣人，工程師，碩士，從事土壤及植物化學檢測與植物逆境培育風險研究。

2016-07-06

S 325

A

0517-6611(2016)25-001-02