原子吸收光譜法在農產品重金屬檢測中的運用

王 靜

（焦作市農產品質量安全檢測中心，河南 焦作 454002）

目前，城鄉統籌規劃進程加快，工業下鄉活動較為頻繁，嚴重污染了農產品。因農產品重金屬超標，嚴重威脅到了人們的健康。科學技術是第一生產力，對于農產品重金屬污染這一問題，科學界提出了原子吸收光譜法，可準確檢測出農產品重金屬含量，提高農產品安全性，保障人們可以安全食用農產品。

1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是基于氣態的基態原子外層電子對紫外光與可見光區間的相對應原子共振輻射線的吸收強度，對被測元素含量進行定量檢測的一種方法，可分為火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、氫化物原子吸收光譜法、冷原子吸收光譜法等類型[1]。原子吸收光譜法廣泛運用于各行各業，尤其是農產品重金屬檢測工作。該檢測方法具有較強的靈敏度、抗感染能力與精準度，且操作較為便捷，可高效、準確地檢測出農產品重金屬含量。

2 原子吸收光譜法應用要點

2.1 樣品前處理

在農產品重金屬檢測中，原子吸收光譜法使用的第一個步驟便是樣品前處理。因農產品種類較多，且樣品介質十分復雜，強烈背景干擾較大。若直接檢測樣品，則會在一定程度上抑制檢測方法優勢的發揮，測定結果并不準確。所以，應開展樣品前處理工作，將干擾物質予以清除，有效濃縮與保留被測組分。具體操作：首先，將樣品表層土壤、塵埃等干擾物質予以清理，并按照規定把樣品保存在4℃的環境中[2]。這一操作需簡化輸送過程，要求同相關化學試劑分開保存。在規定的位置保存樣品，可有效預防出現混淆而影響檢測結果。其次，選擇合理的消解法。其中，酸消解法是借助鹽酸、硝酸等分解樣品，操作簡單，成本投入較低；干石灰法，則選擇在500℃環境下灰化至少8 h，當樣品出現灰白色后，迅速冷卻，稀酸定容[3]；微波消解法，則是將樣品置身于電磁場環境中，將酸中極性分子與樣品重新排列，促使分子不斷摩擦與碰撞，從而迅速溶解[4]。對于消解法的選擇，應結合實際情況確定。但是，重金屬元素檢測時，樣品直接檢測難度較大。對于這一問題，可采取分離富集方法，選擇色譜分離、固相萃取等措施對樣品進行科學處理，以此來確保檢測的準確率。

2.2 樣品檢測處理

農產品中往往含有多種重金屬元素，基于檢測實際情況，為了能夠提高檢出率，應選取恰當的測定方法[5]。一般而言，針對飼料類農產品，可選擇使用火焰原子吸收光譜法，能夠準確檢出鉛元素、鎘元素超標情況；針對蔬菜、大米等食品，可采取石墨爐原子吸收光譜法，準確地測量出鉛元素含量。例如，采用ET-AAS法檢測28種含乳和不含乳的嬰兒糧食產品，形成嬰幼兒食物Cd和Pb含量檢測的方法。又例如采用INAA和GFAAS法對米類和豆類中的重金屬元素進行測定，通過對比得知，在 Al、Ca、Mn、K 等金屬元素等檢測中，INAA 精準度較高，誤差及相對標準偏差（RSD）均＜10%[6]。在Pb和Cd的檢測中，GFAAS法效果更明顯，測定回收率＞80%，相對誤差分別為1.54%和6.06%。檢測完成后，再繪制系列標準曲線溶液，測定不同濃度標準溶液的吸光度，計算出參考值后可同標準曲線進行對比，分析出被測元素的具體濃度。嚴格按照這一技術體系開展，可確保檢測具有較高的靈敏度、準確度。

3 原子吸收光譜法在農產品重金屬檢測中的實踐應用

3.1 材料與方法

3.1.1 實驗材料

對于鉛元素而言，存在著蓄積性以及神經毒性，人體攝入之后會出現不可逆的損傷，因此蔬菜、糧食等將其列為了重點檢測內容。作為我國主要糧食作物，水稻、小麥、玉米的質量備受重視，根據國家相關規定，鉛含量不能夠高于 0.2 mg·L-1[7]。

水稻、小麥、玉米：當地質量技術監督局提供。

3.1.2 儀器與設備

儀器選擇HGA800石墨爐原子吸收分光光度計，并搭配PE鉛元素陰極管、石墨管、密閉消化罐等，讓儀器擁有良好的運用條件，波長控制在283.3 nm、狹縫0.7 nm、燈電流8 mA。原子化溫度需要滿足1 800℃，時間5 s，運用氘燈校正背景。為確保結果的精準度，實驗過程中所使用的玻璃儀器均通過硝酸浸泡，清水反復沖洗，最后使用雙蒸水沖洗晾干后使用。

3.1.3 材料與試劑

濃硝酸、過氧化氫、磷酸二氫銨等均為分析純，另外配備1.000 mg·mL-1鉛標準液。

3.2 實驗過程

實際檢測的過程中，農產品包含的重金屬元素不高，根據國家制定的衛生標準，應通過石墨爐原子吸收法促進檢測靈敏度的提高。立足于儀器特點，能夠使用酸消解法以及微波消解法對樣品予以處理，然后將基體改進劑添加到樣品中，實現對各類樣品的迅速測定。

3.2.1 濕法消解法

去除水稻、小麥、玉米表層灰塵及雜質，再使用雙蒸水將其沖洗兩次，晾干后使用超微粉碎機予以粉碎，置入干燥器中予以備用。稱取一定量的樣品置入到250 g三角瓶中，添加30 mL VHNO3:VH2SO4比例為5∶1的混合酸，蓋上瓶蓋放置到第二天，在電熱板上將其消化搭到淡黃色溶液，再緩慢地添加2 mL H2O2，慢慢地加熱，等到消化液出現大量白煙便停止。然后，把溶液慢慢地轉移到50 mL容量瓶中，再使用雙蒸水定容到刻度慢慢地搖晃。根據儀器工作條件，對樣品溶液中相關元素的吸光度，以儀器配置的分析軟件對含量結果進行測定。

3.2.2 干法灰化法

去烘干并粉碎的水稻、小麥、玉米樣品，通過碳化、灰化，將其運輸到馬弗爐中，在600℃的環境中灼燒一個半小時。取出后迅速冷卻，采用3 mL HNO3濃溶液殘渣，稀釋，定容到50 mL。根據儀器工作條件，對樣品溶液中相關元素的吸光度，以儀器配置的分析軟件對含量結果進行測定。

處理完樣品之后需要進行定容，并將其放到石墨爐內，再加入0.2 mg磷酸二氫銨基體改進劑。另外，原子化后，通過283.3 nm共振線對能量予以吸收，通過定量比較的方式分析標準系列檢測結果。

值得注意的是，在檢測過程中需注意以下幾點，（1）對于灰化溫度的選擇。相同濃度的標準液，改變灰化溫度時，其吸光值也隨之變化。對此，本研究采取斜坡升溫的方式，且最佳灰化溫度控制在600℃。（2）原子化溫度的選擇。原子化溫度過低，原子化不完全，測定結果準確度較低。原子化溫度過高，石墨管被損傷，激發出金屬原子電離，造成原子化效率降低，也會影響測定結果[8]。對此，本研究認為2 300℃是最佳原子化溫度。

3.3 實驗結果與分析

在檢測過程中，鉛標準液稀釋濃度設定為0 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1、40 μg·L-1、80 μg·L-1、100 μg·L-1，線性回歸分析峰面積和溶液濃度得知，在這一濃度范圍中，鉛的線性關系較佳，方程為：Y=0.00396X+0.00158，r=0.9996，最低檢出限為0.010 mg·L-1。通過二十多次標準空白值檢測后，可獲取方法檢出限3.7 μg·L-1。見表1，在鉛含量測定中，2種消解方法無差異。

表1 2種消解方法測得鉛含量比較結果

從樣品加標回收測定結構分析，見表2，在鉛含量不同濃度下開展測試，樣品元素回收率最終控制在86.4%～105.3%，平均為98.0%，測定效果顯著。在測定中，采取20 μg·L-1標準鉛溶液測定不同樣品，通過5次測定后得知，RSD 處于 3.73%～4.57%。100 μg·L-1濃度的銅、鎘等溶液，檢測結果不會被影響。所以，通過以上結果得知，原子吸收光譜法可有效檢測出農產品重金屬。

表2 樣品鉛含量回收率測定

3.4 結論

在本次實驗中，采取20 μg·L-1標準鉛溶液測定不同樣品，通過5次測定后得知，RSD處于3.73%～4.57%。100 μg·L-1濃度的銅、鎘等溶液，檢測結果不會被影響。因此，原子吸收光譜檢測法準確性、靈敏度及實用性較高，可廣泛運用于各種食品重金屬檢測中。

4 結束語

對于農產品重金屬檢測而言，原子吸收光譜法運用較為成熟，是一種實用、有效的檢測方法。在接下來的檢測工作中，應結合實際情況選取恰當的方法，確保測定結果的精準度。同時，想方設法提高農產品重金屬檢測儀器設備自動化、智能化水平，對工作程序進行簡化，盡量避免人為不良干擾，保障檢測效率與質量，從而有力地保障農產品質量與安全。