大米中重金屬含量的測(cè)定及污染狀況評(píng)價(jià)

李興寧

（廣東省東莞市質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，廣東東莞 523808）

大米作為我國(guó)的主要糧食作物之一，其安全性關(guān)系到每個(gè)人的健康。近年來(lái)由大米質(zhì)量引起的安全事件，如“毒大米”“鎘大米”等，引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注[1]。由《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）可知，我國(guó)大米中主要重金屬污染物為鉛、鎘、汞、鉻和無(wú)機(jī)砷[2]。這些重金屬污染物的半衰期長(zhǎng)，易在體內(nèi)累積，繼而產(chǎn)生急慢性毒性反應(yīng)，還有致畸、致癌和致突變的潛在危害[3-5]。

本研究采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer，ICP MS）測(cè)定大米中的鉛、鎘、鉻和總砷4個(gè)項(xiàng)目。ICP-MS具有檢出限低、干擾少、精密度高和分析速度快等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、生物、食品等領(lǐng)域[6-9]。本文對(duì)重金屬污染的檢出率和超標(biāo)率進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)其單因子情況和綜合污染情況，為大米中重金屬污染調(diào)查提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大米，均為預(yù)包裝產(chǎn)品，2022年在廣東省某市批發(fā)市場(chǎng)和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)隨機(jī)抽查的產(chǎn)品。

硝酸（優(yōu)級(jí)純，CNW）；所用水為超純水；無(wú)機(jī)元素混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（鉛100 mg·L-1，鎘、砷、鉻50 mg·L-1，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中間標(biāo)準(zhǔn)溶液：用移液槍移取1 mL無(wú)機(jī)元素混合溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用2%的硝酸將其定容至50 mL，其中鉛為2 mg·L-1，鎘、砷、鉻為1 mg·L-1。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平（BSA224S，賽多利斯）；電感耦合等離子質(zhì)譜儀（7800，美國(guó)Agilent公司）；微波消解儀（ETHOS UP，意大利MILESTONE）；純水機(jī)（GWB-1E，北京普析通用）；智能樣品處理器（VB24 Plus，北京萊伯泰科）。

1.3 樣品制備與消解

用高速粉碎機(jī)將樣品粉碎均勻，稱取0.2～0.5 g樣品于微波消解罐中，用瓶口分液器加入8 mL硝酸，旋緊罐蓋，按設(shè)定的微波消解儀的程序消解，待微波消解程序運(yùn)行結(jié)束后取出，用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐放到智能樣品處理器中，于100 ℃加熱30 min，用水定容至50 mL，混勻備用，同時(shí)制備空白試驗(yàn)。微波消解程序見(jiàn)表1[10-11]。

表1 微波消解儀工作條件

1.4 ICP-MS工作參數(shù)

射頻功率：1500 W；等離子體氣體流量：15.0 L·min-1；輔助氣體流量：1.00 L·min-1；霧化氣流量：1.00 L·min-1；蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速：0.10 r·min-1；霧化室溫度：2.0 ℃；氦氣：4.3 mL·min-1；碰撞池八極桿RF：190 V。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制

準(zhǔn)確移取0 mL、0.10 mL、0.25 mL、0.50 mL、0.75 mL和1.00 mL標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中間溶液于50 mL容量瓶中，用2 %硝酸定容至刻度，各元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度見(jiàn)表2。

表2 各元素標(biāo)準(zhǔn)工作曲線濃度點(diǎn)（單位：μg·L-1）

1.6 污染物評(píng)估方法

大米重金屬污染情況評(píng)估方法采用內(nèi)梅羅指數(shù)法，考查單因子污染指數(shù)（Pi）和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（P綜），以《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）中谷物及其制品的限量值進(jìn)行評(píng)價(jià)[12-14]。單因子污染指數(shù)計(jì)算公式為

式中：Pi為單因子污染指數(shù)；Ci為樣品中各元素的實(shí)測(cè)值；Si為各元素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算公式為

式中：P綜為大米的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)；P為單一因子污染指數(shù)值的平均值；Pmax為單一因子污染指數(shù)值的最大值。

Pi和P綜的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)P≤0.7時(shí)，屬安全；0.7＜P≤1.0，屬警戒級(jí)；1.0＜P≤2.0，屬輕污染；2.0＜P≤3.0，屬中污染；P＞3.0屬重污染。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性方程及相關(guān)系數(shù)

在確定好的儀器條件下，用空白調(diào)儀器零點(diǎn)，從低濃度到高濃度依次測(cè)定CPS。以工作曲線濃度為橫坐標(biāo)，信號(hào)值CPS為縱坐標(biāo)，建立工作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性方程及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3。各元素相關(guān)系數(shù)均在0.999以上，線性關(guān)系良好。

表3 元素曲線線性方程及相關(guān)系數(shù)

2.2 大米中重金屬測(cè)試結(jié)果

大米中重金屬檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》，其限量值為鉛≤0.2 mg·kg-1、鎘≤0.2 mg·kg-1、鉻≤1.0 mg·kg-1、無(wú)機(jī)砷≤0.2 mg·kg-1（標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于測(cè)定無(wú)機(jī)砷限量的食品，可先測(cè)定總砷，當(dāng)總砷含量不超過(guò)無(wú)機(jī)砷限量時(shí)，不必測(cè)定無(wú)機(jī)砷，本次實(shí)驗(yàn)總砷都沒(méi)有超過(guò)無(wú)機(jī)砷的限量要求，因此用總砷進(jìn)行數(shù)據(jù)分析）。采用《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》（GB 5009.268—2016）規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。方法定量限結(jié)果為鉛0.050 mg·kg-1，鎘0.005 mg·kg-1，鉻0.200 mg·kg-1，砷0.005 mg·kg-1。

表4 大米中重金屬檢測(cè)結(jié)果

由表4可看出，測(cè)定的106份大米中鉛、鎘、鉻和總砷均有檢出，檢出數(shù)分別為15份、105份、70份和106份；檢出率分別為14.15%、99.06%、66.04%和100.00%。4個(gè)項(xiàng)目均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，超標(biāo)率為0%。

2.3 食品安全評(píng)價(jià)

食品大米重金屬單因子污染情況和內(nèi)梅羅綜合污染情況見(jiàn)表5，由表5可知，本次評(píng)價(jià)的106批次大米單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)均小于0.7，重金屬污染情況均在安全范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

本研究以廣東省某市批發(fā)市場(chǎng)和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)作為大米采購(gòu)地點(diǎn)，采用ICP-MS測(cè)定大米中4種重金屬項(xiàng)目的含量，并利用內(nèi)梅羅指數(shù)對(duì)大米質(zhì)量安全等級(jí)評(píng)估[15]。檢測(cè)結(jié)果顯示，本次測(cè)定的106批次大米中鉛、鎘、鉻和總砷的含量均未超標(biāo)，但4種重金屬項(xiàng)目均有檢出，其中鎘和總砷的檢出率高達(dá)99.06%和100.00%，也應(yīng)引起重點(diǎn)關(guān)注。內(nèi)梅羅指數(shù)分析結(jié)果表明，本次評(píng)價(jià)的106批次大米重金屬污染均在安全等級(jí)。