稻米中砷汞鉛鎘四種重金屬元素含量及分析

1、稻米中砷汞鉛鎘重金屬元素含量及分析亮劍（*國(guó)家糧食質(zhì)量監(jiān)測(cè)站226018）摘要目的：測(cè)定稻米中四種重金屬元素砷汞鉛鎘的含量，評(píng)估污染程度，分析 探討減污措施。方法：原子熒光光譜法和原子吸收光譜法。結(jié)果：稻米樣品中砷汞鉛鎘四 元素含量在0.0009-0.410mg/kg ；在稻谷“糙米”到特等“大米”的去除皮胚過程中， 砷汞鉛鎘四元素的去除率達(dá)到了 10 %至45%左右。結(jié)論：所檢15個(gè)區(qū)域31個(gè)稻米樣 品，4個(gè)樣品鉛含量超標(biāo)，砷汞鎘含量均不超標(biāo)；提高加工精度能一定程度上減輕其危 害，但水沖淘洗的措施對(duì)減輕食用大米的污染作用不大。關(guān)鍵詞稻米砷汞鉛鎘含量分析Abstract goal : dete

2、rmine rice in four kinds of heavy metal element arsenic mercur y lead, the content of assessment of cadmium pollution levels, the analysis is increasing measures. Methods: atomic fluorescence spectrometry and atomic absorption spectrometric method. Results: rice sample arsenic mercury lead cadmiumfo

3、ur elements 0.0009 content in 0.410 mg/kg; - In paddy rice to bazant rice remove skin embryo in the process of mercury, cadmium, lead four elements of arsenic removal reached 10 % to around 45%. Conclusion: the inspection 15 regional 31 rice sample, four samples lead paint, arsenic, the cadmium cont

4、ent are not to exceed bid mercury, The improvement of the machining accuracy can to a certain extent, reduce the harm, but water blunt washing measures to relieve eating rice pollution effect is not big.Key words rice arsenic mercury lead cadmium content analysis稻米是我國(guó)人民主要的糧食之一，全國(guó)6。以上的人口以稻米為主食。目前，由于工

5、業(yè)“三廢”的排放，城市生活污水和垃圾以及含有重金屬的農(nóng)藥、 化肥的不合理使用，農(nóng)田土壤的重金屬含量日益增高，有可能影響到我國(guó)稻米 產(chǎn)品的質(zhì)量安全，其中砷汞鉛鎘四元素是對(duì)人體具有積累性危害的毒性系數(shù)較 高的重金屬，因此國(guó)家糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了稻米中砷汞鉛鎘四元素的限量分別為0.15mg/kg、0.02mg/kg、0.2mg/kg、0.2mg/kg。本實(shí)驗(yàn)采用原子熒光和原子吸收光譜法測(cè) 定15個(gè)區(qū)域31個(gè)稻米樣品中砷汞鉛鎘的含量，分析評(píng)估該區(qū)域稻米重金屬污 染與超標(biāo)程度，研究探討提高加工精度及水沖洗等措施對(duì)減輕稻米重金屬污染的 可行性。1材料與方法1.1樣品原始樣品稻谷分別來源于糧食收獲質(zhì)量調(diào)查的

6、15個(gè)重點(diǎn)區(qū)域。稻谷品種分別為武粳系列、鹽稻系列、揚(yáng)輻粳8號(hào)、寧粳1號(hào)、通育粳1號(hào)以 及混合雜粳等。將每個(gè)地區(qū)原始樣品分別綜合整理改造為2至3份實(shí)驗(yàn)樣品。實(shí)驗(yàn)樣品的具體編號(hào)與狀態(tài)特征如下表：地區(qū)樣品編號(hào)實(shí)驗(yàn)樣品狀態(tài)特征NN 1稻谷去雜去殼后形成的糧樣一“糙米”N 2糙米再經(jīng)去除皮胚后達(dá)到特等精度的糧樣“大米”N 3大米再經(jīng)去離子水沖洗4次并經(jīng)烘箱80 C烘干糧樣 “凈米”1.2儀器北京科創(chuàng)海光AFS- 3100雙道原子熒光光度計(jì)；北京普析通用TAS- 990原子吸收光度計(jì)。儀器分析條件見表1、表2表1原子熒光光譜法測(cè)定條件元素 負(fù)高壓燈電流原子化器溫度觀察高度載氣流量屏敝氣流量(V)(mA)(

7、C)(mm)(mL/mi n)(mL/mi n)As4003585086001000Hg3003030085001000表2原子吸收光譜法測(cè)定條件J元素波長(zhǎng)(nm)狹縫(nm)負(fù)高壓(V)燈電流(mA)原子化溫度(C)凈化溫度(C)Pb283.31.05007.523002500Cd228.81.05007.5230025001.3實(shí)驗(yàn)樣品預(yù)處理1.3.1用于無機(jī)砷測(cè)定的實(shí)驗(yàn)樣品經(jīng)錘式粉碎磨處理制成80目細(xì)度的粉狀試樣；用于總汞測(cè)定的實(shí)驗(yàn)樣品經(jīng)錘式粉碎磨處理制成40目細(xì)度的粉狀試樣；用于鉛測(cè)定的實(shí)驗(yàn)樣品經(jīng)錘式粉碎磨處理制成20目細(xì)度的粉狀試樣；1.3.4用于鎘測(cè)定的實(shí)驗(yàn)樣品經(jīng)錘式粉碎磨處理制成

8、20目細(xì)度的粉狀試樣。1.4標(biāo)準(zhǔn)溶液配制所測(cè)4種元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液均購(gòu)置于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，測(cè)定時(shí)，將 Pb Cd標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用硝酸稀釋為1ug/mL的使用液；將As、Hg標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用 硝酸稀釋為0.1ug/mL的使用液。1.5測(cè)定用原子熒光光譜法測(cè)定待測(cè)液熒光強(qiáng)度，由測(cè)得的熒光強(qiáng)度通過標(biāo)準(zhǔn)曲線 計(jì)算As、Hg含量；用原子吸收光譜法測(cè)定待測(cè)液吸光度，由測(cè)得的吸光度通過 標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算Pb Cd含量。2結(jié)果2.1回歸方程和相關(guān)系數(shù)將4種元素標(biāo)準(zhǔn)使用液配制成系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以熒光強(qiáng)度或吸光度 (A)為縱坐標(biāo)，濃度(C)為橫坐標(biāo)，計(jì)算回歸方程、線性范圍和相關(guān)系數(shù)，結(jié)果 詳見表3。根據(jù)測(cè)定結(jié)果說明標(biāo)

9、準(zhǔn)曲線線性良好。表3原子熒光、原子吸收標(biāo)準(zhǔn)曲線法相關(guān)系數(shù)測(cè)定元素回歸方程線性范圍相關(guān)系數(shù)AsA=0.019C+0.0040.02 0.100.9973HgA=0.014C+0.0010.02 0.100.9953PbA=0.082C+0.0370.2-1.00.9965CdA=0.082C+0.0010.2-1.00.999122樣品測(cè)定221無機(jī)砷測(cè)定準(zhǔn)確稱取試樣2.5g加鹽酸定容，置于60C恒溫水浴充分振搖18個(gè)小時(shí)浸提，經(jīng)過濾、還原、定容、待測(cè)定。2.2.2總汞測(cè)定準(zhǔn)確稱取試樣0.5g于消解罐中加硝酸、過氧化氫，用微波 消解法消解，轉(zhuǎn)移定容、待測(cè)定。2.2.3鉛測(cè)定準(zhǔn)確稱取試樣59,炭化

10、、灰化，采用干法灰化法處理，轉(zhuǎn)移 定容、待測(cè)定。2.2.4鎘測(cè)定準(zhǔn)確稱取試樣0.5g于消解罐中加硝酸、過氧化氫，用微波消 解法消解，轉(zhuǎn)移定容、待測(cè)定。31個(gè)稻米樣品4種金屬元素含量的具體測(cè)定結(jié)果詳見表4。表4稻米樣品中砷汞鉛鎘含量測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)表4種兀素含量（mg/kg）1號(hào)樣與2號(hào)樣含量比較（%）地區(qū)與樣品號(hào)無機(jī)砷總汞鉛鎘無機(jī)砷總汞鉛鎘GBC 0.15GBC 0.02GBC 0.20GBC 0.20(C1-C2) x100/C10101-101-20.0990.0680.00650.00570.1000.0600.0900.07031.013.040.022.002r 02-1 :02-20.

11、0950.0670.00700.00600.0300.0210.0800.06330.015.028.521.00303-103-20.1100.0710.00800.006710.0700.0450.1000.07735.116.035.523.504r 04-1104-20.1050.0690.00450.00400.0600.0390.1100.08534.012.035.023.00505-1 105-20.0550.0400.00850.00710.0200.0140.0100.00827.016.028.016.00606-106-20.0700.0500.01000.00800.

12、1000.0600.0750.05829.020.040.023.207:07-107-20.1000.0660.00900.007310.1500.0870.0400.03134.519.042.022.00808-108-20.0600.0450.00100.00090.0100.0070.0050.00425.010.030.010.00909-109-20.0900.0640.00800.007010.1400.0950.0300.02628.513.032.015.010P10-110.0640.0480.00500.00430.0600.0430.0550.04325.214.02

13、9.022.11111-111-20.0800.0580.00400.00350.0900.0630.0700.05727.013.030.018.01212-112-20.08810.0640.00300.00260.1500.0890.1000.07627.513.041.024.513r 13-113-20.07510.0540.00200.001810.1800.1040.150 :0.11228.012.042.025.11414-114-20.0651 0.0490.00700.006010.2800.1590.0780.06225.015.043.121.015-10.0800.

14、00200.4100.0981515-20.0600.00180.2250.07425.312.045.124.015-30.0590.00180.2240.0733討論3.1對(duì)樣品前處理方法的選擇樣品的前處理對(duì)保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性起著 十分關(guān)鍵的作用，目前用于糧油樣品前處理的方法主要有常規(guī)消解、壓力消 解、微波消解、干法灰化、過硫酸銨灰化等。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，我們?cè)跍y(cè)定 汞、鎘元素含量時(shí)，有針對(duì)性地采用了微波消解法，充分利用其高壓和密閉 特點(diǎn)，用硝酸直接分解樣品，用微波輔助加熱，消解完全、快速，對(duì)環(huán)境影響 ?。晃覀?cè)跍y(cè)定鉛元素含量時(shí)根據(jù)樣品中鉛限量標(biāo)準(zhǔn)和方法的靈敏度有針對(duì)性地 增大樣品量并

15、選用簡(jiǎn)單實(shí)效的干化灰化法。3.2對(duì)樣品中四元素檢測(cè)方法的選擇對(duì)糧油食品中砷汞鉛鎘含量的檢測(cè)方法較多，有銀鹽法、砷斑法、二硫腙 光度法、冷原子吸收光譜法、單掃描極譜法、石墨爐原子吸收、火焰原子吸 收、氫化物原子熒光光譜法等。但從穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、靈敏等方面比較，我們?cè)跍y(cè)定 無機(jī)砷和總汞時(shí)選用了氫化物原子熒光光譜法，檢出限分別為0.04mg/kg、 0.15ug/kg ；我們?cè)跍y(cè)定鉛和鎘時(shí)選用了石墨爐原子吸收光譜法，檢出限分別為 5ug/kg、0.1ug/kg。3.3對(duì)樣品檢測(cè)結(jié)果的分析3.3.1所檢15個(gè)地區(qū)31個(gè)稻米樣品的砷含量在0.045-0.110 mg/kg、汞 含量在0.0009-0.010

16、0mg/kg、鎘含量在0.004-0.150mg/kg均不超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； 鉛元素在0.007-0.410mg/kg有4個(gè)樣超標(biāo)。稻米中含有的這些重金屬元素主 要來自于土壤中的自然本底。砷汞鉛鎘對(duì)稻米食品的污染主要是以含此類元素 的肥料、農(nóng)藥、廢水灌溉農(nóng)田造成的。隨著環(huán)境污染的日益惡化，土壤中的砷 汞鉛鎘的自然本底值升高，稻米中的此類元素含量必定升高，所以控制這些區(qū) 域的環(huán)境污染成為日益緊迫的事情。3.3.2對(duì)本次實(shí)驗(yàn)中鉛超標(biāo)的1 4與1 5號(hào)區(qū)域作進(jìn)一步調(diào)查分析，其主要 污染原因來自于附近的鋼絲繩產(chǎn)業(yè)區(qū)（年用鉛量約3000噸、廢水廢氣中含鉛 量較高）。對(duì)鉛超標(biāo)的1個(gè)大米樣用去離子水反復(fù)沖洗4次并經(jīng)烘箱80C烘 干處理后，形成15- 3號(hào)“凈米”樣再作進(jìn)一步監(jiān)測(cè)表明：其中的砷汞鉛鎘元 素含量基本無變化，這說明簡(jiǎn)單的水沖淘洗已不能減輕重金屬元素對(duì)食用大米 的污染。333樣品由稻谷糙米到特等大米的去除皮胚過程中，砷汞鉛鎘的去除率達(dá) 到了 10%-458左右，而且Pb AsCdHg,這似乎與其毒性系數(shù)有負(fù)關(guān)聯(lián)，這 還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。這說明，稻谷糙米的皮層和胚中的重金屬元素含量較 高，通過去除皮胚等提高加工精度的措施，可以一定程度上減輕其危害。如本次 實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)的14-1號(hào)稻谷“糙米”樣鉛含量超標(biāo)，但14-2號(hào)“大米”樣已不超標(biāo)。3.3.4本次實(shí)