饲料重金属快速检验
一、 目的及意义
在现代社会，随着人民生活质量的提高，人们越来越重视自己的身体健康了。在威胁人类健康的因素当中，重金属是很重要的一部分，常说的重金属污染，主要是指的汞、镉、铅、铬以及砷等生物毒性显著的重金属。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等危害。防范重金属污染是很现实的问题，如何防范，其中检验是一个重要的手段，不食用检验超标的食品，就可以避免中毒。肉制品是中华民族的主食之一，如果动物食用了重金属超标的饲料，不仅会对其神经系统，造血器官，肝、肾脏，骨骼，免疫机能等造成危害，还可导致动物畸变、突变和癌变等，并且还会通过食物链危及人类的健康。因此，如何能够快速的检验饲料中的重金属含量就显得特别重要了。
二、国内检验方法现状综述及评价
目前，在我国国内，检验重金属的方法主要有原子吸收分光光度法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体—原子发光光谱法及质谱法、紫外-可见分光光度法 可用于重金属的测定。然而，这些检验方法所用的仪器一般都比较昂贵，而且检验所用的时间一般比较长，不适合基层推广。我公司所推出的农药残留快速检测仪，依据比色的原理，不仅价格便宜，而且操作简单，速度快，是基层化验室检验重金属的最佳选择。
三、 该方法的技术指标
在我国，配合饲料中常见的重金属及国家限量标准如下：
铅≤5mg/kg 砷≤2mg/k g 铬≤10mg/kg 镉≤0.5mg/kg 汞≤0.1mg/kg
在一般的检验方法当中，一般要求回收率在70%~130%，而我们的检验方法回收率能够达到80%~120%（汞除外），检出限能够达到0.01mg/kg,,，重现性误差小于20%，检验饲料中的以上五种重金属一共只需六个小时。
该方法的特点：
由于汞在高温下容易挥发，所以该方法对汞进行单独消化，而其他四种重金属实行联合消化（消化一个样品，可以测其中的四种重金属），这样，既保证了测定的准确性，又提高了测定的速度。
四、 实验部分
(一)饲料中铅、镉、铬、砷、汞的测定原理及速测的特点
＜一＞饲料中重金属铅的测试
1、速测方法原理：试样消化后，在PH8.5—9.0时，铅离子与双硫腙生成红色络合物，该络合物溶于三氯甲烷，其颜色的深浅与铅离子的含量成正比。在波长510nm处测其吸光度，根据朗伯—比尔定律求出其含量。
2、该法检出限为0.01mg /kg，线性区间为0.1—10.0mg/kg，回收率在80—120%之间，重现误差≤20%。
3、与常规方法相比，其主要特点有：
（1）开发了新的消化体系，使原来常规的消化时间5－6个小时（硝酸-硫酸法）缩短到一个小时（联合消化总时间），大大减少了待测液的制备时间。
（2）开发了新的掩蔽方法：在显色过程中，不用KCN剧毒药剂作掩蔽剂，不但减少了对环境的二次污染，而且避免了对操作人员的健康危害。其掩蔽能力为：25ml溶液中可掩蔽500ugFe3+、20ugZn2+、20ugCu2+、0.5ugHg2+、10ugCd2+等。
（3）配方中优选、设置了强色剂，提高了低浓度式样的吸光度，降低了测试误差。
（4）由于样品前处理过程简化，所以完成一个样品测试时间大大缩短，仅需1个小时左右。
（5）改进后的双硫腙比色法所需仪器价格较低，降低了测试成本，并且便于携带。
饲料中重金属铅的快速检测方法，虽然没有使用氰化钾作为掩蔽剂，但整个显色体系对影响测试的锌、汞、铁、铜等离子也具有一定的掩蔽能力，且足以满足测定的需要。该速测方法的线性范围为0.1—10.0mg/kg（相当于饲料中的铅含量范围），所以也能够满足判断配合饲料中铅的含量超标与否（5mg/kg）的需要
＜二＞饲料中镉的测定
1、速测方法基本原理：试样经消化后，在碱性溶液中，Cd2+与双硫腙反应形成红色络合物，该络合物溶于三氯甲烷，其颜色深浅与Cd2+浓度成正比，最佳吸收波长为505nm。
2、方法检出限为0.001mg/kg，线性区间为0.005—5mg/kg，回收率在80—120%之间，重现误差≤20%。
3、方法特点：
（1）本方法中采用了不同于国标法（6-溴苯并噻唑偶氮萘酚、三氯甲烷体系）的显色体系（双硫腙、三氯甲烷体系），此显色体系试剂比较容易得到而且价格便宜，可以大大降低测试成本。
（2）优化了萃取剂用量，变多次萃取为一次萃取，提高了测试效率。
（3）采用了强碱性条件及相应的掩蔽剂，改善了抗干扰能力，可掩蔽120ppmFe3+、40ppmZn2+、4.8ppmCr2+、10ppmHg2+、30ppmPb2+等，而Cu2+ 无干扰。
＜三＞饲料中重金属铬的测定
1、方法原理：在酸性溶液中，试样的三价铬被高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠还原，而六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色络合物，该络合物在波长540nm处有最佳吸收，且其颜色深浅与六价铬含量呈正比关系。
2、方法检出限为0.01mg/kg，线性区间为0.05—20mg/kg，回收率在80—120%之间，重现误差≤20%。
3、与常规方法相比，本速测方法优点在于：
（1）用亚硝酸钠代替叠氮化钠作为还原剂，降低了危险性（叠氮化钠属危险易爆品）。
（2）优化了测试方法：本法是将待测液及空白、标准各吸取2.0ml于小反应瓶中，再用滴瓶依次定量地加入药剂。而常见的方法则是在25ml容量瓶中定容显色，这样必须加入大量的试剂，但进行测定时仅用2ml溶液，浪费药品，并且还要同时作标准系列，绘制工作曲线，过程繁杂。
（3）体系干扰小。由于选用了合适的酸性条件和显色剂用量，可掩蔽20ppmFe3+、260ppmMo6+、5ppmV5+（显色十分钟后自行褪色）等，而Hg2+则无干扰。
＜四＞饲料中砷的测定
1、方法原理：样品经消解后，砷全部转化为五价砷，在酸性条件下，用硼氢化钾将五价砷还原为砷化氢，用乙酸铅棉滤去硫化氢后，砷化氢用硝酸银-硝酸-聚乙烯醇-乙醇混合液吸收，吸收液在速测仪上进行测定，测定波长为420nm。
2、方法检出限为0.01mg/kg，线性区间为0.05—5mg/kg，回收率在80—120%之间，重现误差≤20%。
3、与常规方法相比，该法优点在于：
（1）改变了消化体系，提高了样品消解速度，消化一个样品仅需约1个小时（四种重金属共用）。
（2）改变了还原剂的配比，国标中采用硼氢化钾：氯化钠=1：4，并用压片机压成片剂，分两次加入。速测法采用小试管装填，增大了硼氢化钾的比例，一次加入，既保证反应迅速，又能让其充分吸收，效果更好。
（3）国标采用对砷化氢反应瓶进行水浴加热，麻烦且有一定的危险（温度高时容易爆沸），而速测法不用加热，直接让其反应。
＜五＞饲料中重金属汞的测定
1、方法原理：样品经消化后，借助掩蔽剂对体系的干扰进行消除，利用双硫腙同汞在强酸性条件下生成红色络合物，该络合物溶于CHCL3，且颜色深浅与其中汞的含量呈线性相关。将样品中的汞以CHCL3一次萃取后，在510nm处测吸光度，利用朗伯—比尔定律求出饲料中汞的含量。
2、方法检出限为0.0001mg/kg，线性区间为0.001—0.5mg/kg，回收率在75—120%之间，重现误差≤20%。
3、与国标比色法相比，该法特点在于：
（1）简化了回流冷凝装置：由原来繁杂的一套接自来水管冷水回流的冷凝器改变为现在较简易的下接小吸收瓶的冷凝装置。
（2）缩短了消化样品前处理时间：由原来的4小时缩为1.5小时。
（3）改变了萃取方法：萃取过程由国标中的萃取-反萃取改变为一次性萃取。
（4）相对于国标的双硫腙比色法，该法灵敏度更高。本法检出限为0.1ug/kg，而国标为25ug/kg。
（5）体系的选择性高，常见离子对待测液几乎无干扰。实验证明， 400ppmFe3+、200ppmZn2+、150ppmPb2+、150ppmCd2+以及60ppm以下Cu2+对体系均无明显干扰。
（二）饲料重金属联合消化及汞测定结果
1.联合消化测定结果
2.饲料中汞的测定结果
五、 总结
从以上实验可以看出，该实验方法不但操作简单快捷，而且重现性好，灵敏度高，非常适合基层推广。最主要的该检验方法比常规方法投资成本低，一般实验室都能买得起，实验方法很容易就能掌握。
应助达人
仪器信息网“仪友会”招募令
科学仪器品牌联合“仪器心得”征文活动
【生活中的仪器检测】有奖征文
LC-MS实验瓶颈的突破与优化
