廖學(xué)亮，沈?qū)W靜,,*，劉明博，陳永彥，韓鵬程，屈華陽(yáng)，胡學(xué)強(qiáng)

（1.鋼鐵研究總院，北京 100081；2.鋼研納克檢測(cè)技術(shù)有限公司，北京 100081）

臺(tái)式能量色散X射線熒光光譜直接檢測(cè)大米中的Cd

廖學(xué)亮1，沈?qū)W靜1,2,*，劉明博2，陳永彥2，韓鵬程2，屈華陽(yáng)2，胡學(xué)強(qiáng)2

（1.鋼鐵研究總院，北京 100081；2.鋼研納克檢測(cè)技術(shù)有限公司，北京 100081）

建立一種基于臺(tái)式能量色散型X射線熒光光譜對(duì)大米中重金屬Cd的快速、直接測(cè)定方法。針對(duì)普通能量色散X射線熒光光譜靈敏度低的問(wèn)題，通過(guò)X射線熒光光譜理論分析并結(jié)合樣品杯試驗(yàn)提高Cd的信噪比，通過(guò)對(duì)譜圖中逃逸峰的對(duì)比分析排除其對(duì)Cd信號(hào)的干擾。本方法操作簡(jiǎn)單，不需要對(duì)大米樣品進(jìn)行前處理，可直接對(duì)大米進(jìn)行檢測(cè)；本方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%，檢出限達(dá)到0.054 mg/kg，實(shí)驗(yàn)中所使用的工作曲線的測(cè)定線性范圍為0.06～1.0 mg/kg，單一樣品檢測(cè)時(shí)間為18 min左右，實(shí)際樣品測(cè)試結(jié)果同電感耦合等離子質(zhì)譜法結(jié)果一致，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)快速、準(zhǔn)確、無(wú)損測(cè)定大米中Cd含量的要求，可為大米中Cd是否超標(biāo)提供一種快速篩查方法。

大米；Cd；能量色散X射線熒光法

水稻由于特殊的水生環(huán)境，很容易受到重金屬鎘（Cd）污染。大米是我國(guó)60%居民的主食，每年我國(guó)消耗的大米有上億噸。重金屬Cd進(jìn)入人體后很難排出體外，會(huì)給人體的組織和器官帶來(lái)危害[1-5]，為了避免Cd超標(biāo)的大米進(jìn)入百姓的餐桌，必須對(duì)大米重金屬特別是Cd進(jìn)行檢測(cè)和控制。

目前檢測(cè)食品或農(nóng)作物中的Cd常用的技術(shù)有石墨爐原子吸收法、火焰原子吸收法、電化學(xué)法、原子熒光法、電感耦合等離子體光譜（inductively coupled plasma spectrometric，ICP）法和電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma mass spectrometric，ICPMS）等[6-14]，但上述檢測(cè)方法需要對(duì)樣品進(jìn)行一定的前處理，操作復(fù)雜而且耗時(shí)較長(zhǎng)。我國(guó)大米收儲(chǔ)多集中在夏季，時(shí)間短、量大，急需快速的現(xiàn)場(chǎng)篩查方法對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。近年來(lái)，X射線熒光技術(shù)以其快速、無(wú)損、樣品前處理簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，也開(kāi)始被用于食品中重金屬Cd的檢測(cè)[15-22]，如波長(zhǎng)色散X射線熒光、偏振X射線熒光、全反射X射線熒光、同步輻射X射線熒光等。雖然這些方法的檢出限低，檢測(cè)精度高，但都存在儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用條件苛刻和成本高的問(wèn)題，無(wú)法用于現(xiàn)場(chǎng)的快速篩查。普通的臺(tái)式能量色散X射線熒光光譜儀的對(duì)Cd的檢出限都在1 mg/kg以上，難以實(shí)現(xiàn)國(guó)標(biāo)中Cd小于等于0.2 mg/kg的限量檢測(cè)要求，而且到目前為止，國(guó)外只有日本一家公司有類似的技術(shù)和儀器，但是其針對(duì)的是日本0.4 mg/kg的限量檢測(cè)要求，無(wú)法滿足中國(guó)0.2 mg/kg的限量檢測(cè)要求，因此我國(guó)亟需一種能夠滿足國(guó)內(nèi)需要的快速檢測(cè)稻米中的Cd的儀器方法。

本研究將采用臺(tái)式能譜儀對(duì)Cd大米進(jìn)行檢測(cè)，針對(duì)普通儀器對(duì)大米中Cd測(cè)試靈敏度低的問(wèn)題，重新設(shè)計(jì)了儀器結(jié)構(gòu)和光路布局，摸索出一套優(yōu)化的測(cè)試條件，包括光管電壓電流、樣品杯、樣品量、致密度等，從而建立了一種測(cè)定大米中Cd的新方法，本方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%，檢出限達(dá)到0.054 mg/kg，本實(shí)驗(yàn)所使用的工作曲線的測(cè)定線性范圍0.06～1.0 mg/kg。該方法極大地提高了儀器對(duì)Cd的檢測(cè)靈敏度，并充分發(fā)揮了X射線能譜儀測(cè)試快速、無(wú)需前處理、使用成本低的特點(diǎn)，能夠充分滿足Cd大米現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)篩查的要求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樣品由某食品質(zhì)量監(jiān)督局提供，采用SN/T 0448—2011《進(jìn)出口食品中砷、汞、鉛、鎘的檢測(cè)方法：電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法》方法進(jìn)行定量，樣品為固體，其中Cd含量分別為：0、0.118、0.172、0.297、0.360、0.369、0.500、0.900 mg/kg；標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)：GBW 10045（GSB-23）Cd-0.19 mg/kg、RoHS標(biāo)準(zhǔn)樣品（GBW（E）081634）Cd-8.7 mg/kg、RoHS空白標(biāo)樣。

1.2 儀器與設(shè)備

NX–100F食品重金屬檢測(cè)儀、特殊設(shè)計(jì)的樣品測(cè)試杯鋼研納克檢測(cè)技術(shù)有限公司；7700型電感耦合等離子質(zhì)譜美國(guó)安捷倫公司。食品重金屬檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 食品重金屬檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)Fig.1 Schematic representation of heavy metal analyzer for foods

1.3 方法

1.3.1 制樣取樣方法

樣品不需要前處理，直接將待測(cè)的大米樣品放入特制的樣品杯中即可測(cè)試，制樣快速方便；測(cè)試過(guò)程對(duì)樣品無(wú)損，樣品可以多次重復(fù)使用，也可以保留作為復(fù)檢或者回收使用，檢測(cè)無(wú)損快速。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)方法

樣品裝入樣品杯中，每裝一次都用樣品杵壓緊，置于儀器測(cè)試位，關(guān)閉樣品蓋，點(diǎn)擊軟件開(kāi)始按鈕，測(cè)試開(kāi)始。

1.3.3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

除同按標(biāo)準(zhǔn)方法定值比對(duì)外，本實(shí)驗(yàn)還參照SN/T 0448—2011規(guī)定[23]，采用ICP-MS對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行對(duì)比測(cè)定。此方法中取樣量比較少，為了提高取樣的均勻性，需要取一定量的大米，先將大米樣品打磨成粉狀并混合均勻，然后再?gòu)姆蹱顦悠分蟹謩e稱取一定量的樣品，使用微波消解法進(jìn)行前處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cd元素譜峰的確定

在能量色散X射線熒光光譜分析中，干擾包括：重疊峰干擾、元素間的增強(qiáng)與吸收效應(yīng)、倍峰、和峰干擾、逃逸峰干擾等[24-27]，但就本實(shí)驗(yàn)中的Cd元素來(lái)說(shuō)，因?yàn)镃d的能量較高，在大米中間能對(duì)其產(chǎn)生吸收和增強(qiáng)效應(yīng)的元素基本上沒(méi)有，而且也沒(méi)有其他元素的特征峰與其重疊，因此對(duì)其產(chǎn)生的主要干擾有和峰干擾和逃逸峰干擾。

圖2 RoHS標(biāo)樣和含Cd大米對(duì)比Fig.2 Comparison of RoHS standard with rice sample containing cadmium

表1 RoHS和大米樣品譜圖中Cd相對(duì)強(qiáng)度數(shù)據(jù)Table1 The relative intensity of cadmium in RoHS standard and rice sample

能量色散X射線熒光中Cd的特征能量Kα=23.17 keV是作為Cd元素的定性與定量特征峰位。根據(jù)熒光光譜理論計(jì)算，可能與其重疊的干擾峰有：金（Au）的倍峰、鉛（Pb）的和峰、溴（Br）的倍峰、錫（Sn）的逃逸峰。其中經(jīng)測(cè)試實(shí)際大米幾乎不含有Au和Br，可不用考慮；Pb在大米中的含量很低，所產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度很低，其所產(chǎn)生的干擾峰幾乎可以忽略不計(jì)，不會(huì)對(duì)Cd產(chǎn)生干擾。而在實(shí)際測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，儀器所用的一些部件中會(huì)使用一定量的Sn作為焊料，經(jīng)計(jì)算，Sn的Kα峰產(chǎn)生逃逸峰23.453 keV與Cd的峰很接近，因此，Sn所產(chǎn)生的逃逸峰很可能會(huì)對(duì)Cd產(chǎn)生干擾。為了驗(yàn)證Cd的信號(hào)來(lái)自樣品，并非干擾信號(hào)，特設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。

在樣品測(cè)試過(guò)程中，選取3 個(gè)樣品：高Cd樣品、不含Cd樣品和含Cd大米樣品，分別得到3 份譜圖。其中高Cd樣品、不含Cd樣品選擇RoHS標(biāo)準(zhǔn)樣品（GBW（E）081634），Cd的含量為8.7 mg/kg和0 mg/kg，含Cd大米樣品Cd含量高于0.2mg/kg，三者的譜圖對(duì)比如圖2所示，并對(duì)3 個(gè)樣品中的Cd元素進(jìn)行積分得到相對(duì)強(qiáng)度數(shù)據(jù)如表1所示。

圖2和表1對(duì)比說(shuō)明：在同樣的測(cè)試條件下，Sn的含量（儀器部件引入）是不會(huì)變化的，樣品中含有的Sn（質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10－9水平）可以忽略，觀察空白標(biāo)樣的譜圖，其在Cd處為很平很低的一條線，說(shuō)明系統(tǒng)檢測(cè)的背景信號(hào)不會(huì)造成對(duì)Cd測(cè)定的干擾。圖2中含Cd大米的譜圖對(duì)比還說(shuō)明了此樣品中在Cd特征能量處的確產(chǎn)生了Cd的信號(hào)，可以據(jù)此確定Cd的譜峰位置和積分范圍。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件確定

2.2.1 電壓、電流實(shí)驗(yàn)

根據(jù)查閱的文獻(xiàn)[24-25]資料，通常為了有效地激發(fā)待測(cè)元素，設(shè)定的電壓至少大于待測(cè)元素激發(fā)電位，最有效的激發(fā)效果需大于待測(cè)元素激發(fā)電位的3 倍以上，提高激發(fā)電壓對(duì)于樣品中待測(cè)元素的激發(fā)是有利的。

本實(shí)驗(yàn)使用Cd的Kα特征能量線，其能量值為23.172 keV，其理論吸收限為26.712 keV，理論所需要的3 倍能量激發(fā)線為69.5 keV為最佳，本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了電壓、電流條件實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)，即電壓越高、電流越高，Cd的譜峰強(qiáng)度越大，但同時(shí)背景強(qiáng)度也隨之增加?？紤]到儀器的工作負(fù)荷和壽命問(wèn)題，選取了本實(shí)驗(yàn)測(cè)試條件為50 kV和1 000 μA。

2.2.2 樣品杯形狀實(shí)驗(yàn)

圖3 楔子效應(yīng)[25]Fig.3 Wedge effect[25]

對(duì)于輕基體試樣如塑料、食品等，其基體對(duì)X射線的熒光的吸收很小，X射線的穿透能力比較強(qiáng)，輕基體中實(shí)際測(cè)到的樣品空間猶如一個(gè)楔子，被稱為楔子效應(yīng)（或熒光體積幾何效應(yīng)），如圖3所示，三角形淺色區(qū)域?yàn)閄射線照射和熒光產(chǎn)生的區(qū)域，即為楔子效應(yīng)[25]。

圖4 新設(shè)計(jì)的樣品杯Fig.4 Redesigned sample cup

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)樣品杯進(jìn)行改進(jìn)，如圖4淺色部分所示，可以在不改變光路的情況下，使X射線照射的樣品量增加1/3以上，產(chǎn)生的X射線熒光也會(huì)相應(yīng)的增加，如圖4虛線部分即為多增加的樣品所產(chǎn)生的X射 線熒光。

使用改進(jìn)前后的樣品杯，對(duì)同一含量的大米樣品進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)得的Cd相對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)提高了儀器對(duì)Cd的檢測(cè)靈敏度，圖5為截取的軟件實(shí)際測(cè)試譜圖（經(jīng)過(guò)儀器測(cè)試軟件處理得到）。

圖5 樣品杯改進(jìn)前后得到的譜圖對(duì)比Fig.5 Comparison of spectra obtained before and after the redesigning of sample cup

由圖5可見(jiàn)，較高的線為新設(shè)計(jì)的樣品杯得到的譜線，較低的為平底樣品杯譜線，使用儀器軟件對(duì)樣品譜圖數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到扣除背景后的Cd的信號(hào)強(qiáng)度——相對(duì)強(qiáng)度，改進(jìn)樣品杯以后的信號(hào)強(qiáng)度為平底樣品杯的2.67 倍，待測(cè)信號(hào)得到了很大的提高。

2.2.3 致密度的影響

本實(shí)驗(yàn)直接使用米粒作為測(cè)試對(duì)象，雖然快速，但是由于形狀不均勻，大米粒在樣品杯中的致密度與樣品量都可能會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定度有影響。

大米為橢圓形顆粒，裝入樣品杯后米粒之間有空隙存在，壓與不壓，它們的致密度會(huì)有所區(qū)別，這將直接影響到測(cè)試過(guò)程中X射線所照射的樣品量，進(jìn)而可能對(duì)產(chǎn)生的熒光信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生影響。本實(shí)驗(yàn)將對(duì)不同致密度下的X射線熒光強(qiáng)度及穩(wěn)定性進(jìn)行考察，確定致密度對(duì)樣品測(cè)試的影響。

將同一含量的大米樣品分為3 組，都稱取相同的樣品量，第1組將大米粒 直接裝入樣品杯，保持比較疏松狀態(tài)；第2組將同樣多的大米粒分多次裝入樣品杯中，每裝一次都用樣品杵壓緊，直至將大米粒都裝入樣品杯中；第3組將大米粒裝入特制的模具中，用壓樣機(jī)在40 MPa壓力下壓5 min，得到一個(gè)塊狀樣品。樣品制備完成后，在同一條件下分別進(jìn)行檢測(cè)，每組樣品測(cè)試4 次取平均值，得到的相對(duì)強(qiáng)度數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 致密度對(duì)Cd相對(duì)強(qiáng)度的影響（n=4）Table 2 Effect of density on the relative intensity of cadmium (n =4)

表2說(shuō)明，當(dāng)樣品在樣品杯中的致密度不一樣時(shí)，其相對(duì)強(qiáng)度是不一樣的，隨著致密度增加，相對(duì)強(qiáng)度會(huì)緩慢增加，但從第3組數(shù)據(jù)可以看出，即使使用40 MPa的壓力，相對(duì)強(qiáng)度增加的也不明顯，因此，為了提高待測(cè)元素Cd的信號(hào)強(qiáng)度同時(shí)考慮到操作的簡(jiǎn)便性，在裝樣品時(shí)需要使用樣品杵，稍壓一下，并保證每次測(cè)試條件的一致性。

2.2.4 樣品量的影響

上述樣品杯設(shè)計(jì)對(duì)待測(cè)元素X熒光信號(hào)強(qiáng)度的影響主要體現(xiàn)在照射的樣品量上，此時(shí)的樣品厚度為滿杯，為實(shí)現(xiàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化，本實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)試過(guò)程中真正需要多少樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定最佳取樣量，并優(yōu)化樣品杯設(shè)計(jì)。

實(shí)驗(yàn)中待測(cè)樣品量分別為0、4、6、10 g，對(duì)應(yīng)圖3中不同的樣品厚度H0、H1、H2、H3。每個(gè)樣品測(cè)試3 次，測(cè)試結(jié)果如圖6所示。

圖6 樣品量對(duì)Cd相對(duì)強(qiáng)度影響Fig.6 Effect of sample thickness on the relative intensity of cadmium

圖6 表明：10 g左右的樣品已經(jīng)能夠滿足實(shí)驗(yàn)需要，其相對(duì)強(qiáng)度為15.05，其實(shí)際厚度H3約為4 cm，因此在裝樣品時(shí)應(yīng)該達(dá)到4 cm位置。在實(shí)際測(cè)試中，使用10 g的標(biāo)準(zhǔn)樣杯即可。

2.3 樣品分析結(jié)果

2.3.1 儀器的校準(zhǔn)

在確認(rèn)Cd元素譜峰、排除干擾，并確定了測(cè)試電壓、電流、樣品杯形狀、樣品致密度、樣品量的條件下，用已按國(guó)標(biāo)方法定值的系列樣品進(jìn)行儀器校準(zhǔn)。對(duì)選取的大米樣品，分別進(jìn)行測(cè)試，記錄下各樣品的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，繪制出校準(zhǔn)曲線。

將本方法的測(cè)量值與已定值樣品的標(biāo)示值繪圖，如圖7所示，曲線的線性回歸系數(shù)為大于0.99，說(shuō)明本方法同國(guó)標(biāo)方法結(jié)果是符合的。該工作曲線的測(cè)定線性范圍為0.06～1.0 mg/kg。

圖7 本方法測(cè)試結(jié)果同國(guó)標(biāo)定值的一致性Fig.7 Consistency between results obtained using the new method and the national standard method

2.3.2 精密度實(shí)驗(yàn)

使用已繪制好的校準(zhǔn)曲線，選取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW 10045（GSB-23）和一個(gè)經(jīng)過(guò)ICP-MS測(cè)定過(guò)的樣品對(duì)儀器的穩(wěn)定性進(jìn)行考察，GBW 10045中Cd含量為0.19 mg/kg，經(jīng)ICP-MS定值的樣品6中Cd含量為0.169 mg/kg，使用本方法進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)測(cè)定11 次，精密度數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 精密度實(shí)驗(yàn)（n=1）Table 3 Results of precision experiments (n=1)mg/kg

由表3可以看出，多次測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在15%以內(nèi)，完全符合快速篩查方法的要求。

2.3.3 檢出限

選取一個(gè)空白大米樣品（Cd含量0 mg/kg），使用本方法進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)測(cè)量11 次，測(cè)試數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 檢出限（n=1）Table 4 Limit of detection (n = 1)

按照空白值3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（3σ）作為方法檢出限、10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（10σ）作為定量限，表4表明，該儀器的檢出限為0.054 mg/kg，測(cè)定下限為0.18 mg/kg，能夠滿足國(guó)標(biāo)中規(guī)定的0.2 mg/kg的限量標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3.4 樣品分析

校準(zhǔn)曲線繪制完成后，選取了一個(gè)國(guó)標(biāo)GBW 10045（GSB-23）大米樣品和5 個(gè)非繪線大米樣品對(duì)儀器進(jìn)行準(zhǔn)確度考核，國(guó)標(biāo)樣品GBW 10045（GSB-23）中Cd元素使用ICP-MS定值，Cd的含量值為0.19 mg/kg，共計(jì)6 個(gè)樣品對(duì)儀器進(jìn)行準(zhǔn)確度考核。對(duì)比結(jié)果由ICP-MS進(jìn)行測(cè)定，同樣的樣品使用本實(shí)驗(yàn)所使用的儀器進(jìn)行處理和檢測(cè)，對(duì)比結(jié)果如表5所示。

表5 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=3）Table 5 Results of accuracy experiments （n=3）

表5表明，實(shí)際樣品的測(cè)試結(jié)果同傳統(tǒng)ICP-MS法結(jié)果基本一致。

3 結(jié) 論

根據(jù)我國(guó)一些地區(qū)對(duì)糧食中重金屬含量的現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定方法的迫切需求，本實(shí)驗(yàn)建立了一種新型的直接檢測(cè)大米中的重金屬Cd的方法——能量色散X射線熒光光譜法。針對(duì)普通能量色散X射線熒光光譜靈敏度低的問(wèn)題，通過(guò)理論分析并結(jié)合實(shí)驗(yàn)有效提高了Cd的信噪比，并排除了各種因素造成的對(duì)Cd信號(hào)的干擾；通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)確定了測(cè)試電壓、電流、樣品杯形狀、樣品致密度、樣品量等各種因素對(duì)測(cè)試的影響并進(jìn)行了優(yōu)化。本實(shí)驗(yàn)所建立的方法操作簡(jiǎn)單，本方法操作簡(jiǎn)單，不需要對(duì)大米樣品進(jìn)行前處理，可直接對(duì)大米進(jìn)行檢測(cè)；本方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%，檢出限達(dá)到0.054 mg/kg，本實(shí)驗(yàn)中所使用的工作曲線的測(cè)定線性范圍0.06～1.0 mg/kg，單一樣品檢測(cè)時(shí)間為18 min左右，實(shí)際樣品測(cè)試結(jié)果同ICP-MS法結(jié)果一致，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)快速、準(zhǔn)確、無(wú)損測(cè)定大米中Cd含量的要求，為大米中Cd是否超標(biāo)提供一種快速篩查方法。

臺(tái)式能量色散X射線熒光光譜儀設(shè)備簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，使用操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員及環(huán)境要求較低，可在大米收割、收購(gòu)、存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)快速、準(zhǔn)確、無(wú)損地測(cè)定出大米中Cd的含量，可為我國(guó)糧食重金屬防控提供重要的技術(shù)支持。

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Direct Determination of Cadmium in Rice by Bench-Top Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer

LIAO Xue-liang1, SHEN Xue-jing1,2,*, LIU Ming-bo2, CHEN Yong-yan2, HAN Peng-cheng2, QU Hua-yang2, HU Xue-qiang2
(1. Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China; 2. NCS Testing Technology Co. Ltd., Beijing 100081, China)

This study established a rapid, direct measurement method for cadmium (Cd) in rice using a bench-top energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer. Due to the low sensitivity of ordinary energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer, this research work was focused on improving the signal-to-noise ratio of Cd by combination of X-ray fluorescence spectroscopic theoretical analysis and sample cup experiments. At the same time, interference signals of escape peaks have been eliminated. This method allowed direct detection of cadmium in 18 min without any sample pre-treatments, and with RSD below 10% and a detection limit of 0.054 mg/kg, and the linear range of the working curve was from 0.06 to 1.0 mg/kg. Consistent results were obtained for real rice samples in comparison with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). It has been proved as a rapid screening method for Cd in rice on site.

rice; cadmium; energy dispersive X-ray fl uorescence

O657.34

A

1002-6630（2014）24-0169-05

10.7506/spkx1002-6630-201424032

2014-03-11

科技部重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)（2012YQ05007602）

廖學(xué)亮（1988—），男，碩士研究生，主要從事X射線熒光光譜應(yīng)用研究。E-mail：13554241152@163.com

*通信作者：沈?qū)W靜（1974—），女，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，主要從事材料分析檢測(cè)研究。E-mail：shenxuejing@ncschina.com