婁永江， 丁仲仲， 趙一霖， 郭婷婷， 劉 志

（寧波大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 寧波 315211）

壇紫菜（Porphyra haitanensis）屬于紅藻類，原產(chǎn)于福建，現(xiàn)廣泛分布于福建、浙江、江蘇等沿海，是中國沿海地區(qū)出口的主要特色農(nóng)產(chǎn)品之一[1-3]。壇紫菜具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，是一種高蛋白質(zhì)、低脂肪、富含多種礦物質(zhì)的天然的海洋保健食品，因富含膳食纖維，越來越受到大家的喜愛[4-5]；且壇紫菜具有一定的保健功能，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，其具有降血脂、防治慢性咽喉炎及甲狀腺腫大的功效[6-7]。但由于近年來工業(yè)污水等的排放，近海海域海洋環(huán)境污染嚴(yán)重，壇紫菜中重金屬含量超標(biāo)，成為影響紫菜產(chǎn)品質(zhì)量安全的主要因素，這嚴(yán)重影響了壇紫菜的國內(nèi)和出口銷售[8]。

近來，由于國內(nèi)外食品銷售和質(zhì)量控制的要求，對(duì)重金屬高效、快速的檢測(cè)方法越來越受到重視[9-11]。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的超痕量、多元素分析測(cè)定的電感耦合等離子元素分析技術(shù) （ICPAES），因具有低檢出限、高靈敏度、分析快速、抗干擾性好、多元素分析測(cè)定和線性范圍寬等優(yōu)勢(shì)被廣泛使用[12-13]。作者采用微波消解處理壇紫菜樣品，電感耦合等離子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測(cè)定2008年到2012年這5年每年的頭水壇紫菜及2012年不同嫩度壇紫菜中的重金屬含量，以期為壇紫菜的重金屬污染提供監(jiān)測(cè)方法和治理依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

體積分?jǐn)?shù)65%硝酸（優(yōu)級(jí)純）、超純水、混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，高速超微粉碎機(jī)，美國SPEX公司產(chǎn)品；摩爾元素型超純水機(jī)，上海摩勒科學(xué)儀器有限公司制造；CEM MARS5密閉式微波消解儀，美國培安公司制造。

1.2 樣品的采集

壇紫菜樣品，均采自東海海域某紫菜養(yǎng)殖場。

1.2.1 保存方法 將壇紫菜樣品洗凈至無泥沙，風(fēng)干（水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不超過40%）后均分別采用食品塑料袋塑封，并置于-20℃冰柜中。

1.2.2 不同時(shí)間取樣 分別取自2008—2012年該養(yǎng)殖場頭水的壇紫菜。

1.2.3 不同嫩度取樣 壇紫菜一般可以分4次收割，第一次收割為頭水，故壇紫菜因嫩度不同分為頭水、二水、三水、四水，四水以下的一般不宜食用。本實(shí)驗(yàn)取材自2012年該養(yǎng)殖場不同嫩度的壇紫菜。

1.2.4 取樣方式 將該養(yǎng)殖場均分成6塊，每一塊取一定的樣品，然后均勻混合。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理 將采集后的樣品參照GB5009.3-2010方法進(jìn)行干燥處理。干燥后的樣品經(jīng)高速粉碎機(jī)粉碎，40目過篩后放置于干燥皿中備用。

1.3.2 樣品消解 準(zhǔn)確稱取0.2000 g的壇紫菜樣品至高壓消解罐中，加入體積分?jǐn)?shù)65%的硝酸6 mL，靜置1～2 h后將消解罐放入微波消解儀中進(jìn)行消解處理，按照表1中的消解程序進(jìn)行消解[14]。樣品經(jīng)消解后，冷卻15 min至40℃以下，取出消解罐。將消解品轉(zhuǎn)移至25 mL的容量瓶中，用超純水定容、搖勻、靜置過夜，即為待測(cè)溶液，重復(fù)測(cè)定3次。

以超純水為空白試劑做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。見表1。

表1 微波消解儀工作程序及參數(shù)Table 1 Work program and parameters of microwave digestion

1.3.3 樣品的測(cè)定 將經(jīng)過前處理的待測(cè)樣品和空白對(duì)照組采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES），在選定的工作條件下進(jìn)行重金屬含量的測(cè)定。選用的ICP-AES工作參數(shù)條件見表2[15]。

表2 ICP-AES儀器工作參數(shù)Table 2 Working parameters of ICP-AES

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，用SAS 9.2進(jìn)行ANOVA分析，不同平均值之間利用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 各元素分析工作曲線及檢出限確定

選擇的分析線波長是否恰當(dāng)直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性以及該方法的穩(wěn)定性。元素分析線的選擇是根據(jù)該元素的譜線特征、各個(gè)元素間的干擾情況，以及儀器對(duì)該種元素的檢測(cè)靈敏度確定。選擇發(fā)射凈強(qiáng)度大、信噪比高、背景低、共存元素干擾少、強(qiáng)度匹配的譜線為待測(cè)元素的分析譜線[16-18]，詳細(xì)如表2所示。

將儀器設(shè)定到最佳參數(shù)條件0、0.5、1.0、4.9、9.9 mg/kg的混合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定，繪制每個(gè)元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過線性回歸方程的計(jì)算得到相關(guān)系數(shù)R值。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，連續(xù)測(cè)定20個(gè)空白樣品，計(jì)算其平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，然后以3倍的空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以斜率，從而計(jì)算得到每個(gè)元素的檢出限。詳見表3。

表3 ICP-AES測(cè)定波長、回歸方程、R和檢出限Table 3 Analytical wavelengths、Working curves、R and detection limits of the ICP-AES method

2.2 樣品的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證測(cè)定方法的精密度[19]，將2012年頭水壇紫菜樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，表4為壇紫菜樣品中各金屬加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果。按照GB/T27404-2008中對(duì)回收率實(shí)驗(yàn)的要求，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了三水平實(shí)驗(yàn)，分別取測(cè)定底限、MRL（最高殘留限量）和測(cè)定值附近的合適點(diǎn)（表4中分別以A、B和C表示）?？梢钥闯?，各金屬元素的加標(biāo)平均回收率分布于95.63%～105.3%之間，說明該方法回收率高，具有操作簡便、測(cè)定快速、準(zhǔn)確性和精密度高的特點(diǎn)，并且檢測(cè)過程用酸量少，無環(huán)境污染，因此該方法能夠應(yīng)用于壇紫菜重金屬元素的快速檢測(cè)和脫除技術(shù)研究。

表4 2012年頭水壇紫菜中各種金屬加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果Table 4 Results of recovery test of the first samples in 2012 （mg/kg，n=3）

2.3 壇紫菜成熟度對(duì)重金屬含量的影響

表5為對(duì)2012年象山海域所養(yǎng)殖的不同嫩度的壇紫菜中部分金屬含量的定量分析結(jié)果 （RSD＜1.89%）?？梢钥闯觯鹘饘僭氐臏y(cè)定量隨壇紫菜的嫩度降低呈顯著的降低趨勢(shì)（P＜0.05），說明壇紫菜對(duì)金屬元素的吸附能力與嫩度有正相關(guān)性。雖然各金屬檢測(cè)量隨嫩度的降低呈下降的趨勢(shì)，但是四水紫菜中所有檢測(cè)的金屬元素，除金屬Zn、Cu外，其余元素都嚴(yán)重超出國家標(biāo)準(zhǔn)限量。因此，說明2012年該地區(qū)壇紫菜受到了嚴(yán)重的金屬污染。

表5 不同嫩度的紫菜中重金屬含量及RSD值Table 5 Contents of contaminated metals and RSD of different tenderness samples mg/kg

2.4 浙江象山海域所養(yǎng)殖的頭水壇紫菜中重金屬含量演變趨勢(shì)

表6為近5年象山海域所養(yǎng)殖的頭水壇紫菜中部分有毒金屬含量的分析結(jié)果（RSD＜1.89%）?？梢钥闯?，近5年該海域的壇紫菜均受到不同程度的污染，可能的原因是近海海域海水的嚴(yán)重污染導(dǎo)致紫菜重金屬超標(biāo)較嚴(yán)重。在各個(gè)金屬元素的測(cè)定量中，除金屬元素Al外，前兩年各金屬元素的檢測(cè)量均小于國家標(biāo)準(zhǔn)限量，由于各金屬元素在5年中呈顯著的上升趨勢(shì) （P＜0.05），在2009年后，除金屬Zn、Cu外，其余元素都超出國家標(biāo)準(zhǔn)限量。其中增長量最多的為Al，由原來的 188.171 mg/kg（RSD=1.82%），5 年 后 上 升 到 270.437 mg/kg （RSD=1.32%）。Al雖然未被要求而且并非重金屬，但是Al對(duì)人體大腦神經(jīng)的傷害不可忽視，2008年其超標(biāo)率為88.17%。增長倍數(shù)最多的為Cd，由原來的0.055 mg/kg（RSD=1.13%）累積到 2.735 mg/kg（RSD=0.94%），增長了約50倍，2012年超出國家標(biāo)準(zhǔn) 10.5 倍。 另外，Cr、As、Pb 都有顯著的（P＜0.05）累積，都超出了國家標(biāo)準(zhǔn)限量。

表6 近5年壇紫菜中重金屬含量及RSD值Table 6 Metal contamination and RSD of the past five years samples mg/kg

3 結(jié)語

以加標(biāo)回收率為檢測(cè)結(jié)果，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的精密度。壇紫菜中各金屬加標(biāo)回收率為95.63%～105.3%，說明該方法具有較高的回收率和精確度，可以應(yīng)用于對(duì)壇紫菜重金屬元素的快速檢測(cè)。

各金屬元素檢出結(jié)果表明，近幾年來壇紫菜的金屬污染呈顯著上升趨勢(shì)（P＜0.05，RSD＜1.89%），并且同年不同嫩度的紫菜中金屬污染含量呈現(xiàn)頭水＞二水＞三水＞四水的現(xiàn)象（P＜0.05，RSD＜1.89%）。

研究表明，壇紫菜重金屬超標(biāo)相當(dāng)嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠的高度關(guān)注。建議盡快研究出簡單、快速、經(jīng)濟(jì)的方法，脫除壇紫菜中超標(biāo)的重金屬。

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