利用微波消解-火焰原子吸收法測定不同類型飼料中常量元素含量的可行性分析

王宏慧 ， 吳云芳 ， 楊 喆 ， 于 林 ， 雅 梅 ， 錢俊平 ， 郭元晟 *

（1.錫林郭勒職業學院，內蒙古錫林浩特 026000；2.錫林郭勒食品檢驗檢測和風險評估中心，內蒙古錫林浩特 026000）

飼料中的微量元素和常量元素多以結合態的形式存在于飼料的有機物中，準確測定這些元素的含量，需要將其從有機物中游離出來，所以要對飼料進行前處理。前處理的常用方法有：干灰化法、濕法消解和微波消解法。干灰化法消解的時間長，操作較復雜，前期碳化處理樣品時溫度不易把控，要用到馬弗爐，溫度達到550℃，容易導致元素損失。濕法消解要用到硝酸和高氯酸，高氯酸具有強氧化性及腐蝕性，與有機物、還原劑、易燃物（如硫、磷等）接觸或混合時有引起燃燒爆炸的可能。其次高氯酸有強刺激性，可致人體灼傷或者直接刺激呼吸道。微波消解是近些年來應用較多的前處理方法，其在食品類（孫璐璐等，2018；馮新忠，2018）、土壤類（宋磊，2018；陳茂勇等，2018）、環境類（Hassan等，2007）和藥品類（夏擁軍等，2017；張贊等，2017）的實驗都有應用。微波消解法（張美娜，2018；夏慧杰，2018）加熱快，升溫高，消解能力強，高通量，大大縮短溶樣時間，消耗溶劑少，空白值低，避免了揮發損失和樣品的污染，提高了分析的準確度和精密度，降低了勞動強度，更加自動化、智能化、安全高效的對樣品進行前處理。

本文以草飼料和其他飼料作為實驗樣品，利用微波消解法對不同飼料樣品進行處理，用火焰原子吸收分光光度計來進行測定，通過對實驗數據進行分析和討論，最終確定微波消解法對不同飼料中鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、錳、銅和鋅8種元素測定的可行性。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器 電子分析天平（梅特勒203E，精確至 0.0001 g）； 微波消 解儀（Labtech，ETHOS UP）；原子吸收分光光度計（賽默飛，iCE3000）；超純水機（成都優越科技有限公司，UPTL-1-60L）。

1.2 實驗試劑 鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、鋅的標準溶液 （國家有色金屬及電子材料分析測試中心），濃度均為1000μg/mL；硝酸（蘇州精銳化學股份有限公司，ups級）；過氧化氫（蘇州精銳化學股份有限公司，ups級）；硝酸鑭溶液：稱取133 g的La（NO3）2·6H2O（阿拉丁生產），溶解于 1 L 水中，可以使用其他鑭鹽配制成鑭濃度相同的溶液；氯化銫溶液：溶解100 g氯化銫（麥克林生產）于1 L水中，可以使用其他銫鹽配制銫濃度相同的溶液。

實驗中用到的容器均用硝酸（1+5）溶液浸泡24 h，使用前用大量自來水沖洗，再用超純水洗滌干凈備用，試驗用水為GB/T 6682規定的一級水。

1.3 實驗前處理方法 取均勻、有代表性的飼料樣品進行粉碎，粉碎后的試樣通過0.45 mm分析篩。制好樣品后將待測樣品裝入干凈的塑料瓶中盛放。隨后將制備好的飼料樣品各稱取兩份，編號為QC-FO-003的飼料質控樣品稱兩份，放入微波消解罐內，分別加入5 mL硝酸和2 mL 30%的過氧化氫，此外，空白消解罐加入相同體積的試劑，使加入的混合酸（硝酸、過氧化氫）與待測樣品混合，靜置1 h或者靜置過夜后，開始消解（圖1）。消解程序運行結束后，待消解罐的溫度降到室溫時，關閉消解儀，取出消解罐，在通風櫥內打開消解罐外蓋及內蓋，將消解液轉移到25.00 mL容量瓶中，并用純水少量多次洗滌消解罐，最后定容至刻度，搖勻備用。分取定容好的試樣溶液1.00 mL至25.00 mL容量瓶中，分別加入1.25 mL硝酸鑭溶液，1.25 mL氯化銫溶液，1.25 mL硝酸溶液，用純水定容至刻度，搖勻備用。此溶液為稀釋25倍的溶液，鈣、鎂、鉀和鈉的測定使用此溶液，鐵、錳、銅和鋅用未稀釋溶液進行測定。

1.4 標準曲線的繪制 火焰原子吸收分光光度計儀器程序設置見表1。以標準系列使用液濃度為橫坐標，對應的吸光度為縱坐標繪制標準曲線。各元素標準曲線如圖2和圖3所示。

2 樣品數據與分析

2.1 樣品的精密度 本實驗每個樣品均做了兩個平行樣，最后計算出平均值，將平均值代入其他飼料重復性（r）的計算方法中（表2），兩個平行樣結果之間的差值要小于重復性（r）。

從表3可以看出，各種元素的平行樣之間的差值均小于r值，本實驗的精密度符合國標要求。2.2 樣品的準確度 本實驗用編號為QC-FO-003的飼料質控樣品來進行質量控制，計算結果如表4。飼料質控測定值均在給定范圍內，結果精密度也符合國標GB/T 13885-2017要求。

圖1 微波消解儀程序設定

表1 火焰原子吸收光譜儀程序設置

圖2 鐵、錳、銅、鋅標準曲線

圖3 鉀、鈉、鈣、鎂標準曲線

表2 其他飼料的重復性

表3 不同種類飼料的實驗結果

2.3 各元素方法的檢出限、線性范圍和標準曲線

表4 飼料質控QC-FO-003的實驗結果

2.3.1 檢出限 在儀器處于正常工作的狀態下，吸噴系列標準溶液制作工作曲線，連續十一次測量樣品空白溶液，以十一次空白值標準偏差三倍對應的濃度為檢出限。

檢出限公式：DL=3S，其中S為標準偏差。

本實驗實際做出的各元素檢出限見表5，鉀、鈉、鈣、鎂以稱樣量0.2 g，定容體積25.00 mL，稀釋倍數25倍計；鐵、錳、銅、鋅以稱樣量0.2 g，定容體積25 mL計，折合為國標方法檢出限為：K：144 mg/kg ；Na：207 mg/kg；Ca：35 mg/kg ；Mg：17.9 mg/kg；Cu：0.68 mg/kg；Fe：2.59 mg/kg；Mn:0.79 mg/kg；Zn：1.91 mg/kg。 GB/T 13885-2017 飼料國標中各元素含量的檢出限為：K，Na：500 mg/kg；Ca，Mg：50 mg/kg；Cu，Fe，Mn，Zn：5 mg/kg。 結合以上數據可以得出，各元素含量檢出限低于飼料國標的檢出限。

2.3.2 標準曲線和線性范圍 由表5可以看出，曲線最低點可以做到0.10 mg/L，最高點可以做到7.00 mg/L，所做的樣品濃度均在線性范圍內，而且各元素的曲線相關系數均達到0.995以上，滿足實驗測定的要求。

表5 各元素的方法檢出限和標準曲線線性參數

3 結論

本實驗結果表明，微波消解-火焰原子吸收法是一種速度快、成本低的聯合檢測方式，對不同飼料中八種常量元素的分析具有可行性。