張惠賢，崔文文，劉菊香，姚晶晶，王明銳，路 磊，王愛華

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430064；2.武漢市江夏區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，武漢 430200）

隨著人民生活水平的提高，中國(guó)食品消費(fèi)的第一需求開始由“吃得飽”向“吃得好”轉(zhuǎn)變，質(zhì)量安全問題顯得尤為重要。由于環(huán)境污染導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品中重金屬污染問題引起了廣泛的關(guān)注。重金屬具有毒性大、殘留性高、不易降解等特點(diǎn)，其中砷和汞是農(nóng)產(chǎn)品中關(guān)注最多的重金屬。水、大氣和土壤中的重金屬能夠在食物鏈中不斷積累、傳遞，最終通過農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入人體［1，2］，危害人類健康。

為防止食品中的重金屬污染危害人類健康，中國(guó)制定了不同農(nóng)畜產(chǎn)品中重金屬污染物限量標(biāo)準(zhǔn)，如GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中規(guī)定了不同農(nóng)產(chǎn)品中砷和汞的限量值，同時(shí)各國(guó)政府部門對(duì)食品中重金屬限量不斷地修改和降低，這對(duì)重金屬的分析提出了更高的要求。因此，有必要發(fā)展高選擇性、高靈敏度以及高通量的農(nóng)產(chǎn)品中砷、汞同時(shí)檢測(cè)的新技術(shù)和新方法，以應(yīng)對(duì)日益苛刻的殘留限量標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求，保障消費(fèi)者的身體健康。

用于農(nóng)產(chǎn)品等生物樣品消解的方法主要有微波消解［3］、壓力罐消解法和電熱板消解法［4］。這些方法在實(shí)際工作中存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、試劑消耗量大、隨機(jī)誤差大等問題。全自動(dòng)石墨儀消解法基于濕法消解的原理并采用石墨加熱體，將復(fù)雜的試驗(yàn)步驟程序化，能夠?qū)崿F(xiàn)加酸、混勻、高低溫消解、趕酸和定容等消解過程的全自動(dòng)化，解決了其他消解方法存在的問題。

砷、汞常用的檢測(cè)方法有電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）［5］、石墨爐原子吸收光譜法（GFAAS）［6］、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）［7］、氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法（AFS）等［8，9］。GFAAS在測(cè)定時(shí)需要加入基體改進(jìn)劑，操作繁瑣。ICPAES 在測(cè)定砷、汞時(shí)靈敏度較低。ICP-MS 儀器昂貴，應(yīng)用受限。原子熒光光譜法具有靈敏度高、檢出限低、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)［10］。本研究采用全自動(dòng)石墨儀消解-原子熒光法檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品中的砷、汞，并將所建立的方法用于20 個(gè)農(nóng)產(chǎn)品中砷、汞風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，取得了較好效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器與試劑

DTI-60T Ⅱ全自動(dòng)石墨消解儀（湖北鼎泰高科有限公司）；雙道同測(cè)原子熒光光度計(jì)（北京吉天有限公司）；AAE100 型電子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）。

硝酸、過氧化氫、硫脲、氫氧化鉀、硼氫化鉀等試劑均購(gòu)自上海國(guó)藥試劑有限公司；所用水為去離子水。所有玻璃器皿及聚四氟乙烯消解內(nèi)罐均需以硝酸溶液浸泡24 h，用水反復(fù)沖洗，最后用去離子水沖洗干凈、備用。

水中汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（100 mg/L）購(gòu)自壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（1 mg/L）購(gòu)自國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10018（GSB-9）雞肉，GBW10015（GSB-6）菠菜購(gòu)自地球物理地球化學(xué)勘探研究所。GBW（E）100348a 大米粉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)購(gòu)自鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

硫脲溶液的配制，稱取8 g 硫脲，溶解于1 L 5%（V/V）鹽酸溶液中。砷、汞混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制，分別準(zhǔn)確吸取1 mL 水中汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（100 mg/L）和砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（1 mg/L）至1 L 容量瓶中，利用硫脲溶液定容至刻度。砷、汞標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制，準(zhǔn)確吸取砷、汞混合標(biāo)準(zhǔn)溶液用硫脲溶液配制成系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，汞的濃度為0、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 μg/L，砷的濃度為0、2、5、10、15、20 μg/L。

1.3 儀器工作條件

光電倍增管負(fù)高壓270 V；汞燈電流30 mA；砷燈電流60 mA；載氣流量300 mL/min；屏蔽器流量800 mL/min；原子化器高度8 mm。

1.4 樣品處理

稱取0.500 g（精確到0.001 g）均質(zhì)化的農(nóng)產(chǎn)品樣品于消解罐內(nèi)，放入全自動(dòng)石墨消解儀中，設(shè)置加酸升溫程序，儀器自動(dòng)完成加酸、混合、加熱、趕酸、定容等消解程序。樣品管中加入8 mL 硝酸，2 mL 雙氧水，76%振幅混勻1 min，架子高度100%，預(yù)消解過夜；預(yù)消解完畢，加熱至160 ℃，保持90 min，架子高度0%；消解完畢，冷卻，硫脲溶液定容至25 mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品前處理?xiàng)l件優(yōu)化

以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10018（GSB-9）雞肉為考察對(duì)象，優(yōu)化前處理?xiàng)l件，該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中砷的含量為0.109±0.013 mg/kg，汞含量為3.6±1.5 μg/kg。

2.1.1 消解體系的影響 分別選取硝酸-雙氧水、硝酸、硝酸-高氯酸3 種消解體系進(jìn)行消解，確定最佳消解體系。不同消解體系測(cè)定結(jié)果見表1。由表1 可知，硝酸消解體系中，消解過程產(chǎn)生了較多的氮氧化物，氮氧化物殘留致使汞測(cè)定結(jié)果偏低，砷的測(cè)定值在允許誤差內(nèi)；硝酸-高氯酸消解體系中，消化液砷、汞的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的真值相差較大；硝酸-雙氧水體系消解的溶液中砷、汞測(cè)定值分別為0.110 0和0.003 7 mg/kg，測(cè)定結(jié)果接近標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的真值，因此選擇硝酸-雙氧水消解體系進(jìn)行后續(xù)消解。

表1 不同消解體系測(cè)定結(jié)果

2.1.2 硝酸與雙氧水比例的影響 當(dāng)消解酸總體積為10 mL 時(shí)，研究硝酸與雙氧水比例分別為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1 和5∶1（V/V）對(duì)消解效果的影響，結(jié)果見表2。由表2 可知，硝酸與雙氧水的比例為1∶1、2∶1 和3∶1 時(shí)，由于硝酸濃度較小，消解不完全，砷、汞測(cè)定值偏低；硝酸與雙氧水比例為5∶1 時(shí)，由于硝酸濃度較大，產(chǎn)生較多氮氧化物使汞測(cè)定結(jié)果偏低；硝酸與雙氧水比例為4∶1 時(shí)，不僅可以有效抑制氮氧化物的產(chǎn)生，且樣品能夠消解完全，測(cè)得砷、汞的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的真實(shí)值接近，因此選擇10 mL，比例為4∶1 的硝酸-雙氧水混合溶液。

表2 不同比例硝酸與雙氧水測(cè)定結(jié)果

2.1.3 消解溫度的影響 消解溫度是影響消解效率的重要因素，不同溫度影響結(jié)果見表3。由表3 可知，當(dāng)消解溫度為140 ℃時(shí)，樣品消解不完全，測(cè)得砷和汞的值均低于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)真值；消解溫度為180和200 ℃時(shí)，測(cè)得的汞含量偏低；消解溫度為160 ℃時(shí)，測(cè)得汞的含量與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的真實(shí)值接近。因此，選擇160 ℃為消解溫度。

表3 不同消解溫度測(cè)定結(jié)果

2.1.4 消解時(shí)間的影響 不同消鮮時(shí)間測(cè)定對(duì)消解效率的影響見表4。由表4 可知，消解時(shí)間為60、70和80 min 時(shí)消解不完全；消解時(shí)間為100 min 時(shí)，消解溶液蒸干，影響消解效果；當(dāng)消解時(shí)間為90 min時(shí)，消解完全，測(cè)得消解液中砷、汞的含量與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的真實(shí)值接近，因此選擇消解時(shí)間為90 min。

表4 不同消鮮時(shí)間測(cè)定結(jié)果

2.2 線性方程、檢出限

采用雙道同測(cè)原子熒光光度計(jì)檢測(cè)砷和汞，以峰面積對(duì)質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸。汞的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y＝3 188.236 0x-16.682 0，線性范圍為0～2.0 μg/L，相關(guān)系數(shù)r為0.999 8，檢出限為0.005 μg/L；砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y＝124.074 2x+186.422 6，線性范圍為0～20 μg/L，相關(guān)系數(shù)r為0.999 0，檢出限為0.004 μg/L。

2.3 方法準(zhǔn)確度驗(yàn)證

將國(guó)家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)雞肉、菠菜及大米粉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按照優(yōu)化前處理?xiàng)l件進(jìn)行處理，對(duì)建立方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行驗(yàn)證，分析結(jié)果見表5。由表5可知，汞的測(cè)定相對(duì)誤差在2.8%～7.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.3%～4.3%；砷的測(cè)定相對(duì)誤差在0.4%～1.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.7%～2.7%，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的砷、汞測(cè)定值均與其真值接近，測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度均符合要求。

2.4 實(shí)際樣品的測(cè)定

在湖北省各基地及市場(chǎng)抽20 份農(nóng)產(chǎn)品，蓮藕5份，大米5 份，小龍蝦5 份，武昌魚5 份，采用建立的全自動(dòng)石墨儀消解-原子熒光法同時(shí)測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中砷、汞，結(jié)果見表6。由表6 可知，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》的規(guī)定，所測(cè)樣品中總砷、總汞含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于限量值，可放心食用。

表6 農(nóng)產(chǎn)品中砷、汞測(cè)定結(jié)果

3 小結(jié)

本研究建立了全自動(dòng)石墨儀消解-原子熒光法同時(shí)測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中砷、汞的方法，對(duì)消解條件進(jìn)行了優(yōu)化，該方法具有自動(dòng)化程度高、消解完全、元素?fù)p失少、對(duì)操作人員傷害小、簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、靈敏等優(yōu)點(diǎn)，在大批量農(nóng)產(chǎn)品重金屬的分析中具有較大的應(yīng)用前景。