蔬菜、水果及制品中重金属检测方案

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火焰原子吸收光谱仪测定食用菌中Cu、Mn、Cd、Pb几种重金属的含量 关键词：火焰原子吸收光谱仪；食用菌中Cu、Mn、Cd、Pb；美析仪器www.macylab.com (​http:​/​​/​www.macylab.com​)； AA-1800C 　　鲜香菇、平菇样品洗涤、烘干和研磨后经高温烧结炉灰化，最后用5%稀硝酸溶解，用火焰原子吸收法 (​http:​/​​/​www.macylab.com​/​​)测定其重金 属元素Cu、Mn、Cd、Pb,结果：平菇、香菇中Cu、Cd含量均超国家标准，Pb没检测出，加标回收率为98% ~ 104% , RSD为0.1% ~0.9%。该方法操作简便，灵敏度高。通过实验得知，不同食用菌对重金属的富集作用相差较大，同种食用菌不同部位对 重金属的富集也完全不同。 　　我国是食用菌种类最丰富的国家之一。食用菌作为人们所 共知的佐膳佳品，含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和碳水化 合物，是低热量、高蛋白食品。富含人体有益的各种矿物质、 维生素、食物纤维以及游离氨基酸、海藻糖、甘露醇糖等养 分，味道鲜美，食用方便。现代医学证明，食用菌还有良 好的药用价值，具有增强人体的免疫机能、抗肿瘤、降血脂等 作用，是一种有良好开发前景的资源。但由于生长环境的原 因，重金属的问题就尤为重要。 　　近年来，随着工业和城市污染物的大量排放，以及衣药、 化肥的不合理使用，环境重金属污染日益严重，食用菌中重金 属污染越来越受到关注，如对北京、福建和重庆等地的食用菌 重金属含量情况调查发现，部分样品中As、Pb和Cd等重金属 含量超标。从查阅资料知绵阳对食用菌重金属含量研究报 道尚少，因此，对绵阳的香菇、平菇等食用菌中Cu、Mn、Pb 和Cd中重金属元素含量进行测定，为人们选择食用菌提供一 定依据。 　　1实验部分 　　1.1实验材料、试剂和仪器 　　1. 1. 1实验材料和试剂 　　平菇、香菇，四川绵阳；镉粉；铜粉；锰粉；铅粉（均为GR,含量99.9%以）上，天津市科密欧科技有限公司；其它 化学试剂（均为AR),成都科龙化工试剂厂。 　　1.1. 2实验仪器 　　AA-1800C火焰原子吸收分光光度计（美析中国公司）；恒温干燥箱（101 -2A型）；电子分析天平；高温烧结炉 (SX2。 　　1.2实验方法 　　本实验是用火焰原子吸收法 (​http:​/​​/​www.macylab.com​/​​)来测定。 　　1.3样品处理 1.3.1样品预处理 　　将样品先用自来水冲洗，再用蒸馏水洗涤，除去样品表面 附着的杂质及金属离子。然后将水沥干，置于烘箱中（100 ~ 110 ^)烘干至恒重，最后用粉碎机将样品磨碎，再过100目 尼龙筛，装于试剂分装袋，放入干燥器中待用。 　　1.3.2样品灰化、定容 　　将样品用电子天平准确称取4份分别置于25 mL的瓷坩埚 中，置于高温烧结炉内在550 下进行8 h灰化以去除有机质， 灰化结束置坩埚于干燥器内冷却后称重。样品灰分重量为冷却 后坩埚重量减去坩埚底重，灰化过程中所有称量均精确至0.1 mg。取下烧杯，转入100.00 mL容量瓶中，用蒸馏定容至刻度，过滤，按仪器工作条件进行测定。 　　1.4标准溶液的配制 　　1.4.1标准储备溶液的配制 　　配制铅，锰，铜，镉的标准储备溶液。 　　铅的标准储备溶液（1. 000 mg/mL)的配制：准确称取金属 铅粉（优级纯，含量99. 9%以上）0. 500 0 g置于25 mL烧杯 中，加入（1+1)盐酸10mL。加热溶解，冷却后移入500 mL容 量瓶中，用二次蒸馏水稀释，摇匀，贮于聚乙烯瓶中。 　　铜的标准储备溶液（1.000 mg/mL)的配制：准确称取金 属铜粉（优级纯，含量99.9%以上）0.500 0 g置于25 mL烧 杯中，加入（1+1)硝酸10 mL。加热溶解，冷却后移入500 mL 容量瓶中，用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀，贮于聚乙烯瓶 中。 　　锰的标准储备溶液（1. 000 mg/mL)的配制：准确称取金属 锰粉（优级纯，含量99. 9%以上）0. 500 0 g置于25 mL烧杯 中，加入少量浓盐酸，放在水浴上蒸干，然后再加入5 mL浓 盐酸，再蒸干，最后加入几滴浓盐酸和H:0加热溶解，冷却后 移入500 mL容量瓶中，用二次蒸馏水稀释，摇匀，贮于聚乙 烯瓶中 。 　　镉的标准储备溶液（1. 000 mg/mL)的配制：准确称取金属 镉粉（优级纯，含量99. 9%以上）0. 500 0 g置于25 mL烧杯 中，加入（1+1)盐酸10 mL。加热溶解，冷却后移入500 mL容 量瓶中，用二次蒸馏水稀释，摇匀，贮于聚乙烯瓶中。 　　1.4.2标准溶液的配制 锰的标准溶液的配制: 　　准确移取10 μg/mL的标准储备溶液1.00 mL, 2.50 mL, 3. 50 mL, 5. 00 mL, 6. 50 mL于100 mL的比色管中，用二次蒸 溜水定容，对应配成 0.10 μg/mL, 0.25 μg/mL, 0.35 μg/mL,0.50μg/mL, 0. 65 μg/mL的标准溶液，摇匀，待测。 　　铜的标准溶液的配制： 　　准确移取10 μg/mL的标准储备溶液0. 50 mL, 1. 00 mL,1.50 mL, 2. 00 mL, 2. 50 mL于25 mL的比色管中，用二次蒸 溜水定容，对应配成 0.20 μg/mL, 0.40 μg/mL, 0. 60 μg/mL, 0.80 μg/mL, 1.00 μg/mL的标准溶液，摇匀，待测。 　　镉的标准溶液的配制： 　　准确移取10 μg/mL的标准储备溶液0. 50 mL, 1. 00 mL, 1.50 mL, 2.00 mL, 2. 50 mL于25 mL的比色管中，用二次蒸 溜水定容，对应配成 0.20 μg/mL, 0.40 μg/mL, 0.60 μg/mL, 0.80 μg/mL, 1.00 μg/mL的标准溶液，摇匀，待测。 　　Cu、Mn、Cd、Pb标液配制见表1。 　　表1Cu、Mn、Cd、Pb系列标液 　　 　　1.4.3标准曲线的绘制 　　用原子吸收分光光度仪按照仪器的工作条件测定系列标准 液的吸光度，再用吸光度对浓度作图得到线性方程和相关系数 见表 2。 　　表2元素线性关系 Table 2 Linear relationship of Element 　　1.4.4仪器工作条件 　　Cu、Mn、Cd、Pb采用空气~乙炔火焰原子吸收光度法进 行测定，空气压缩机压力调至0.2 MP,各元素的含量经仪器条 件优化，选出最佳测定条件见表3。 　　表3仪器最佳工作条件 Table 3 Working conditions of the Instrument 　　1.4.5样品的测定 　　样品制备见1.3样品处理方法，调整相应元素的仪器条 件，直接用火焰原子吸收光谱法分别测定平菇、香菇不同部位 　　Cu、Mn、Cd、Pb 含量。 　　2结果与讨论 　　2.1样品处理方法的选择 　　样品处理方法一般有干法消解和湿法消解，湿法消解即用 硝酸-高氯酸按4 ： 1的比例，与试样在一定温度下进行煮解， 其中酸将有机物氣化为二氣化碳、水及其它挥发性产物，留下 无机酸和盐的过程。干法消解即利用高温烧结炉对样品进行高 温灰化从而除去有机质的过程。湿法消解虽然速度快，但因加 入试剂而引入杂质，影响测量结果。所以样品处理采用了干法 消解的方法。此方法不加入试剂，既高效完全地分解了大分子 有机物，又避免了由外部引入杂质，方法简单。 　　2.2灰化温度的选择 　　高温灰化法对于破坏生化、环境和食品等样品中的有机机 体是行之有效的。样品一般先经100 ~ 105 干燥，除去水分 或挥发物质。灰化温度及时间是需要选择的。食品样品分析一 般灰化温度控制在450 ~550 进行干灰化。灰化温度若高于 550 会引起样品的损失，灰化温度不宜过低，温度低则灰化 不完全，残留的小碳粒易吸附金属元素，很难用稀酸溶解，造 成测量结果偏低。 　　实验首先在30 min内将样品升温至100 ^,然后再在1 h 内升到300 ,保持该温度8 h,结果表明：该实验条件下， 灰化不完全，残留物很难用稀酸溶解。经反复试验后，选择在 30 min内将样品升温至100 ,然后再在1 h内升到300 , 2 h内升温至550 ^并保持此温度8 h,在此条件下灰化完全。 　　2.3标准曲线及各元素干扰 　　 　　采用标准曲线法。为了考查各元素相互干扰情况，实验分 别作了各待测元素的标准曲线和标准加入曲线，发现两条曲线 平行，计算所求结果一致。表明在测定条件下，在样品含量 内，各元素相互不干扰，可在同一份溶液中测定各元素。 　　2.4回收率与精密度 　　采用标准加入法测定各元素的回收率，对每份20 mL试样 中加入100 μg/mL的标准溶液1 mL。相当于浓度增加5μgmL，平行测定5次，实验测得平均回收率为98%?104%， RSD为0.1%?0.9%，表明该方法准确可靠，实验结果见表4。 　　表4回收率测定结果 　　2.5样品测量结果与超标情况 　　按表3的工作条件，测定了样品平菇、香菇及其不同部位 溶液中4种元素的吸光度值，并用标准曲线法定量，结果见 表 5。 　　表5样品分析结果 　　 　　图1元素含量柱状图 Fig. 1 Histogram element content 　　鲜菇重金属含量的国家安全范围见表6。 　　表6国家安全标准 　　 　　根据表6国家相关标准，由表5测定结果知，从总体上看， 2种常见食用菌中重金属含量情况为Mn>Cu>Cd>Pb,其中 Cu、Cd含量均高于国家标准。锰最高含量为33.040 1 μg/g， 虽然目前尚无卫生限量标准，但仍值得注意。在新鲜的平菇、 香菇中几乎没有检出铅。 　　2.6食用菌对重金属的富集状况 　　从图1可知，同一种重金属在不同的食用菌中含量差异 大。如Cu、Mn在香菇中的含量均高于平菇。此外，同_种食 用菌中不同重金属的含量差别也大。结果表明重金属含量与食 用菌品种有很大关系，其原因可能与食用菌对不同重金属富集 能力不一样有关。另外，本实验还发现同一食用菌的不同部位 重金属含量也不同。如Cu、Mn在香菇冠中的含量略高于香菇 根。表明同种食用菌的不同部位对重金属元素吸收和富集程度 有所不同。 　　3结论 　　以火焰原子吸收法 (​http:​/​​/​www.macylab.com​/​​)测定了平菇、香菇中Pb、Cu、Mn、 Cd四种重金属元素的含量。结果表明，用火焰原子吸收光谱法 测定重金属含量，其方法简便、精密度高。测得平菇、香菇中 Cu、Cd均超国家食用安全范围，环境污染可能有一定的影响。 两种食用菌对重金属铜、镉有较好的富集作用，因此在生产中 要防止重金属铜、镉的污染。而在平菇、香菇中几乎没有检出 铅的残留，说明两种样品中铅的残留量都很低。 关键词：火焰原子吸收光谱仪；食用菌中Cu、Mn、Cd、Pb；美析仪器www.macylab.com (​http:​/​​/​www.macylab.com​)； AA-1800C