小麦粉中重金属检测前处理方法的比较

◎杨小俊

（西藏农牧科学院农业质量标准与检测研究所，西藏 拉萨 850000）

小麦作为我国主要的粮食作物之一，在人们的一日三餐中占据着重要地位。随着广大消费者生活水平的提高，其对日常饮食也就提出了更高的安全要求。而在小麦生产过程中，重金属会通过一定的渠道富集在麦粒中，导致小麦粉中重金属超标，人们食用被污染的小麦粉后可能会出现一系列疾病。因此，对小麦粉中重金属的含量进行测定十分必要，而小麦粉样品的前处理方法是准确测定其重金属含量的关键步骤之一。目前有多种可行有效的前处理方法，只有选择合理且最佳的前处理方法，才能得到相对准确的检测数据。小麦粉样品前处理是整个试验过程中最耗时的步骤，同时前处理操作过程中重金属元素的损失也会对测定结果的准确性产生影响，前处理方法选择是否恰当将直接在测试结果中体现[1]。本文利用微波消解法、湿法消解法分别对小麦粉进行前处理后，测定重金属含量，比较两种前处理方法的优势。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦粉试样；菠菜标物：国家标物中心提供，编号为GBW10015（GSB-6）。

1.2 仪器和试剂

1.2.1 仪器设备

ICE3500 型原子吸收光谱仪（配石墨炉原子化器），微波消解仪（配聚四氟乙烯消解内罐、配赶酸装置），可调式电热板，高纯氩气（99.999%），分析天平（感量0.1 mg 和1 mg），三角瓶、小漏斗、容量瓶、移液管等玻璃仪器用15%的硝酸浸泡，再用去离子水洗净。

1.2.2 试验试剂

铅标准液：铅标准储备液1.000 mg·mL-1，由国家标物中心提供；镉标准液：镉标准储备液1.000 mg·mL-1，由国家标物中心提供；硝酸、高氯酸：均为优级纯；试验用水均为二次去离子水。

1.3 样品前处理

1.3.1 微波消解法

准确称取0.2 g（精确至0.001 g）试验样品，每个样品称量6份分别置于微波消解罐内，随后加入6 mL HNO3加盖拧紧，静置过夜后用微波消解仪进行消解，微波消解仪升温程序见表1。在完成消解后待消解罐的温度降低到70 ℃后，将消解罐取出并置于通风橱内进行缓慢泄压放气，等到消解罐内的气体完全放完后，缓缓打开消解罐盖子，洗涤盖子并将洗涤液转移到消解罐内，将消解罐置于赶酸装置内，于150 ℃赶酸至消化液为1 mL 左右取出，消解罐放冷后用1%的HNO3溶液洗涤消解罐2～3 次将消化液转移到50 mL容量瓶中并定容至刻度，混匀备用[2]。同时做试剂空白试验。微波消解的过程（包括赶酸）3～4 h。

1.3.2 湿法消解法

准确称取样品1.000 g（精确至0.001 g）于150 mL三角瓶中并加入10 mL 混合酸（硝酸∶高氯酸=9∶1），每个样品称量6 份，加盖浸泡过夜，放一漏斗于三角瓶上，置于电热板上于通风橱中加热消解[3]，样品120 ℃加热0.5～1.0 h，升温到150 ℃直至冒白烟，升温至180 ℃继续加热至溶液无色透明。持续加热至三角瓶底现盐状析出，取下放冷，用1%硝酸溶液少量多次洗涤三角瓶转液至50 mL 容量瓶中冷却定容，静置过夜后进行上机测定。并做试剂空白试验。

2 结果与分析

2.1 两种前处理方法精密度、稳定度、准确度比较

采用微波消解法和湿法消解法分别对菠菜标准物质GBW10015（GSB-6）进行处理后，在仪器条件一致的情况下，测定重金属铅、镉的含量，比较6 次测定的平均值、标准偏差和RSD，见表2。由表2 可见，两种前处理方法处理后测定的平均值均在标准值[Pb 的标准值为（11.1±0.9）mg·kg-1、Cd 的标准值为（0.15±0.025）mg·kg-1]范围内，但参照标样含量微波消解法测得的铅、镉标准偏差均远小于湿法消解，而湿法消解法测定铅、镉含量的相对标准偏差值却均是微波消解的数倍。由两种消解方法对应的测定值范围、平均值、标准偏差、相对标准偏比较分析说明，微波消解法精密性及准确度高，稳定性较好。

表2 两种前处理方法消解菠菜标准物质的测定结果表（n=6）

2.2 两种前处理方法处理小麦粉样品的测定结果

经过两种前处理方法处理的小麦粉中重金属铅、镉结果见表3，微波消解法铅的测定结果范围为0.103～0.163 mg·kg-1、标准偏差为0.021 2 mg·kg-1相对标准偏差16.6%； 镉的测定结果范围为0.085～0.099 mg·kg-1、标准偏差为0.005 4、相对标准偏差5.98%；湿法消解法铅的测定结果范围为0.084～0.156 mg·kg-1、标准偏差为0.025 5 mg·kg-1、相对标准偏差21.6%；镉的测定结果范围为0.065～0.097 mg·kg-1、标准偏差为0.011 8 mg·kg-1、相对标准偏差14.0%。因此，在小麦粉样品两种前处理比较中，微波消解法无论在稳定性、精确度、效率等方面都要优于湿法消解法。

表3 两种前处理方法消解小麦粉的测定结果比较表（n=6）

2.3 两种前处理方法基本参数比较

两种前处理方法基本参数比较见表4。由表4可知，根据测定样品特点及本实验室的情况，无论从效率、试剂用量、空白值、对环境的污染、操作难易程度等方面来看，微波消解法明显优于湿法消解法，但由于微波消解仪消解数量有限，也限制了样品的前处理数量。比较两种消解方法，微波消解法前处理耗时少，消解仪自动消解，试剂用量相对较少，空白值低，条件比较易控制，待测重金属损失小。湿法消解则是开放式消解，容易造成重金属间的交叉污染，且在操作过程中会对人员造成一定的危害。

表4 两种前处理方法基本参数比较表

3 结论与讨论

微波消解仪消解试样不能加入高氯酸，易产生爆炸。消解所需试剂应统一，可以让本底值统一。微波消解完以后能即刻取出，应等消解罐冷却至室温后再开盖，由于温度过高易导致重金属元素铅、镉挥发，从而对最终测量结果产生影响。湿法消解法用的酸均具有强烈的刺激性、腐蚀性，挥发性酸易形成酸雾，对实验人员皮肤和呼吸系统可能造成严重伤害，实验人员应在通风条件下做好必要防护[4]。

通过以上两种前处理方法进行试验后，得到了相应的试验结果。对结果的分析比较，湿法消解和微波消解两种前处理方法均符合实验室重金属检测要求[5]。但相比之下，微波消解方式具有密闭、高效、背景低、污染轻、安全等优点[6]，其准确度、精密度均优于传统消解方式，微波消法解精密度更高，样品消解过程用时短且节省了劳动力，利于大批量检测。综上所述，在小麦粉样品重金属检测中，两种前处理方法比较，微波消解法明显优于湿法消解法。