大米中镉的测定

◎ 姜 帅，刘 帆

（重庆市计量质量检测研究院，重庆 401123）

食品安全是当前广受关注的热点话题，金属污染是对食品安全造成威胁的重要原因。镉在常温下为银白色或略带蓝色光泽的软质金属。自20世纪初以来，镉的产量及用途不断增加，全世界每年向环境中释放的镉大多数会进入土壤中。2019年7月23日，镉及镉化合物被列入《有毒有害水污染物名录（第一批）》[1]。

早在几年前，南京农业大学农业资源与环境研究所潘根兴教授就发现了种植水稻的土壤中重金属超标的状况，其中稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种。基因越好的大米，越容易吸收土壤里的重金属[2-4]。为保障人们的饮食安全，本文以大米为试验对象，采用微波消解前处理样品，应用ICP-MS法对大米中的镉含量进行测定，以供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售试剂硝酸（HNO3）：优级纯；过氧化氢（30%）；镉标准液（按Cd计）：GSB 04-1721-2004（唯一性标识：195039-8），质量浓度为1 000 μg·mL-1；质谱调谐液：混合溶液Li、Co、In、U；内标元素：209Bi、45Sc、115In 等。

1.2 仪器与设备

电感耦合等离子体质谱仪ICAPQ、微波消解仪、超纯水制备仪等。

1.3 试验方法

1.3.1 ICP-MS法测定条件

使用调谐液调整仪器的各项指标达到要求，具体参数见表1、表2。

表1 工作参数表

表2 调谐要求表

1.3.2 样液的制备（微波消解法）

称取0.5 g样品于微波消解内罐中，加入10 mL硝酸，按照微波消解仪标准操作步骤进行消解。冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，将消解罐放在控温电热板上或超声水浴箱中进行脱气，用水定容至50 mL，混匀备用，同时做空白试验[5]。微波消解条件具体参数见表3。

表3 微波消解条件表

1.3.3 ICP-MS法试验步骤

①样品前处理。见1.3.2。②质谱仪准备工作。开机抽真空，真空度达到要求时，用调谐液进行调谐等操作，当仪器7Li、59Co、115In、238U强度都达到要求时，准备吸喷标准溶液及样品溶液。③使用仪器自带的在线内标功能和样液同时吸喷到ICP内，再进入质谱，进行相关数据处理。

2 结果与分析

2.1 标准曲线及线性范围

使用镉标准液（按Cd计）用一定浓度的硝酸溶液配制 成浓度为 0.5 μg·L-1、1.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1和 20.0 μg·L-1的 标 准 系 列 溶 液， 在0.50～ 20.0 μg·L-1，线性方程为y=2 318.978 3x+23.212 7，相关系数为0.999 6，见表4。

2.2 检出限及定量限

经计算，仪器检出限为0.029 mg·L-1；样品以1 g定容至100 mL计算，方法检出限为0.001 2 mg·kg-1，定量限为0.004 1 mg·kg-1；样品以2.0 mL定容至50 mL计算，方法检出限为0.000 31 mg·L-1，定量限为 0.001 0 mg·L-1。

2.3 回收率及方法精密度

选取随机购买的5种大米作为试验对象，编号为1、2、3、4和5，样品溶液的制备见2.3.2。实测值见表6。

根据《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）规定大米中镉含量限量应≤0.2 mg·kg-1，《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）规定固态样品中镉的检出限为0.002 mg·kg-1，定量限为 0.005 mg·kg-1。由以上数据可知，5种大米的镉限量均符合食品安全国家标准要求，其中大米试样1中的含量小于定量限，视为未检出，其余大米试样均有数值。

选取大米试样1进行下一步研究，进行加标试验和精密度试验，通过在1倍检出限、2倍检出限、10倍检出限3水平加标试验，加标回收率在60.0%～120.0%，同时对精密度进行测定并计算，精密度＜25%，并且随着加标浓度的提升，精密度呈现更稳的趋势。试验表明，回收率及精密度满足《实验室质量控制规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）标准要求，数据详见表7、表8、表9。

表7 1倍检出限回收率及方法精密度试验数据表（加标量 0.02 μg·L-1）

表8 2倍检出限回收率及方法精密度试验数据表（加标量 0.04 μg·L-1）

表9 10倍检出限回收率及方法精密度试验数据表（加标量 0.20 μg·L-1）

3 结论

食品安全不可忽视，粮食安全更加重要，本研究采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS法）测定大米中的镉，结果表明，该方法检出限和定量限均满足标准要求，适合于测定大米中的镉，预期能够在粮食类食品重金属的检测有很好的应用前景。