饲料中镉含量的测定

2017-11-14杨琳芬符金华

粮油与饲料科技 2017年5期

关键词：中镉鱼粉光度

杨琳芬,符金华,邢磊

(江西省兽药饲料监察所南昌 330029)

饲料中镉含量的测定

杨琳芬,符金华,邢磊

(江西省兽药饲料监察所南昌 330029)

本实验通过不同条件下测定饲料中的镉的实验结果比较获得测定饲料中镉含量的最佳条件。采用用WFX-120B原子吸收分光光度计，用火焰原子吸收光度法测定镉含量，通过对比是否扣背景以及不同仪器测定情况，得到此方法的最佳工作条件是：灯电流是3mA，波长228.8nm，狭缝为0.4nm，不扣背景。可以得出扣背景时镉含量测定结果过低，甚至实验结果不正确；在老雾化器中抗干扰能力弱，吸光度普遍降低。发现采用该方法快捷，准确，重复性好

镉；检测；原子吸收法

1 引言

镉元素是一种有毒有害的微量元素，同时也是机体的非必需元素，过量容易使得机体受到损害。镉对畜禽的毒性作用主要是由于蓄积在这些动物所采食的饲料中储存的镉,镉慢性中毒的动物表现出生长受阻、机体衰弱、行动缓慢等症状。从而导致各脏器、骨骼、心血管系统以及免疫系统等组织器官表现出明显的病变效应而且其作用机理复杂。当饲料中的镉含量超标时，会极大地影响相应畜禽的生产性能甚至危及性命，对畜牧产业乃至食品产业造成巨大的损失；甚至最后可通过食品产业富集在人体内，而且人体累积镉后很难自行排出，长期积累大量的镉会极大地危害人类健康。所以对饲料中镉含量进行测定有着十分重要的意义。市场上正规的饲料出售需要经过相关饲料监管所的严格测定。通常测定镉的方法为国标法，而各地区不同监管所根据实际情况在不影响实验结果的前提下对国标法进行相应的改善。

1.4 检测方法

镉的检测方法有多种，如共振光散射法、火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）和电感耦合等离子体发射光谱-质谱法（ICP-MS）等。各个方法有各自的优点和适用范围，应根据实际情况如检测的样品、检测目的、检测量等选择。各个检测方法都包括样品的预处理和样品上机检测两步。预处理方法包括干灰化法，酸消解法，微波消解法等[5]；上机检测则方法不同所用仪器不同。

共振光散射法多用于水体中镉含量的测定，其原理为对邻菲啰啉和亮黄阴离子所产生的共振光散射具有显著增强作用来间接测定饲料中镉含量的方法[8]；较其传统测定水体中镉的方法——双硫腙光度法具有无毒、简便的优点。共振光散射法因操作简便，灵敏度高被广泛应用于环境分析等方面，但很少应用于饲料检验方面。火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法都属于原子吸收法；前者线性范围窄，但重复性好、操作较为简易；后者虽然范围很窄、但其灵敏度高、测试速度快，故而被广泛应用于空气、和土壤等环境中铅、镉含量测定。电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）可同时检测多种元素的含量，该方法线性范围宽、分析速度快且准确度、检出限均能符合测定要求，但灵敏度较之电感耦合等离子体发射光谱-质谱法（ICP-MS）偏低。电感耦合等离子体发射光谱-质谱法（ICP-MS）在（ICP-AES）优点的基础上，兼具高灵敏度和低检测限的优点，在实际样品分析中不易受其他因素影响。尽管检测成本很低，快速准确，但是用于购买仪器的费用十分昂贵；一般用于待测杂质较多、且含量低的样品检测。

2 材料与方法

2.1 仪器和试剂

2.1.1 仪器

本实验中采用WFX-120B原子吸收分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）、箱式电阻炉（沈阳市节能电炉厂）、KSW电阻炉温度控制器（余姚市长丰仪表厂）、电子天平（梅特勒-托利多仪器）、封闭电炉（天津拓至明实验仪器技术开发公司）及其它实验常规仪器（江西兽药饲料监察所提供）、瓷坩埚及其它实验常规仪器（100 mL容量瓶、50 mL容量瓶、烧杯、玻璃杯、坩埚钳、量筒、移液管、洗耳球等）。

2.1.2 试剂

GR优级纯硝酸（14 mol/L）、6 mol/L稀硝酸、GR优级纯盐酸（12 mol/L）、6 mol/L稀盐酸、1∶100稀盐酸、镉标准工作液。

2.2 样品

浓缩料：乳猪专用浓缩料和乳猪浓缩料；配合料：肉鸡配合料和种猪配合料；鱼粉：进口秘鲁红鱼粉和国产鱼粉。

2.3 标准溶液的配制及标准曲线制作

2.3.1 标准溶液的配制

镉标准工作液：该实验室中的镉标准溶液是1000 ug/mL，用1 mL移液管吸取1.0 mL镉标准储备液，加入100 mL容量瓶当中，加水到刻度线，此过程要注意保持视线与液面水平，配得10 ug/mL的镉标准工作液。注意工作液现配现用。

2.3.2 标准曲线制作

分别吸取0 mL、1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL的铅标准工作液放到50 mL容量瓶中，然后用1mL移液管加入2mL优级纯的盐酸后，用去离子水进行定容到刻度，制成浓度为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 μg/mL的镉标准溶液。然后导入火焰原子分光光度计，将吸液管导入液面，用水调零，测定各种不同浓度相对应的吸光度值。再以浓度和测得的吸光度值分别作为横纵坐标，绘制标准曲线。

2.4 样品预处理

取浓缩料2种（乳猪专用浓缩料和乳猪浓缩料）、配合料2种（肉鸡配合料和种猪配合料）、鱼粉2种（进口秘鲁红鱼粉和国产鱼粉）准确称取5 g试样于坩埚中精确到0.0001 g；每个试样取一个平行样进行对照，共12个坩埚。置于马弗炉内煅烧16h至试样成白色和灰白色。待时间满后，用坩埚钳将样品取出冷却后，向坩埚中加入5mL水、5mL 6 mol/L的硝酸、5mL 6 mol/L的盐酸、煮沸蒸干至4mL。将内容物移入小烧杯，再以双蒸水溶液以5mL为单位多次冲洗洗涤坩埚，洗液并入烧杯。待冷却后用定量滤纸双层过滤将烧杯中的溶液转移至50mL容量瓶并用1∶100 HCL定容至刻度线。

2.5 不同条件下测定镉含量

2.5.1 不同背景模式对测定结果的影响

取浓缩料2种，浓缩料用A表示（乳猪专用浓缩料A1和乳猪浓缩料A2）、配合料2种，配合料用B表示（肉鸡配合料B1和种猪配合料B2）、鱼粉2种，鱼粉用C表示（进口秘鲁红鱼粉C1和国产鱼粉C2），每个样品有四份（对比样和平行样），上机测量其吸光度。分别在扣除背景和不扣背景两种条件下对这些相同处理的样品在标准曲线条件下进行测定。

2.5.2 在仪器吸光度高低的情况下测定结果的影响

取浓缩料2种（乳猪专用浓缩料和乳猪浓缩料）、配合料2种（肉鸡配合料和种猪配合料）、鱼粉2种（进口秘鲁红鱼粉和国产鱼粉），每个样品有四份（对比样和平行样），上机测量其吸光度。分别采用不同吸光度的仪器对样品在标准曲线条件下进行测定。

2.6 仪器工作条件

采用WFX-120B系列原子分光光度计，光源是镉空心阴极灯，灯电流是3mA，波长采用228.8nm，狭缝为0.4nm，火焰为氧化性蓝色焰，燃烧器高度5mm，不扣背景。

3 结果

3.1 标准曲线制作及线性结果

将配置好的不同浓度的标准溶液放置成一排，对分光光度计进行调零后，按照浓度顺序先后摇匀后使吸液管伸入液面，待吸收峰进入一个稳定峰值时读数；每一次读数前需进行调零。标准曲线绘制得到的结果见表1和图1。

表1 吸光度值及其线性关系

图1 不同浓度镉标准工作液标准曲线

由表1可知，Y=0.2574X+0.0040，R=0.999，可知浓度和吸光度值线性关系良好，实验较为成功。

3.2 不同背景模式对测定结果的影响

不同种类饲料分别在火焰扣背景和不扣背景两种条件下所测得的镉含量结果见表2。

表2中铅含量的计算公式为相应吸光度值代入两个标准曲线中,而不扣背景和扣背景的情况下所得标准曲线不同，不扣背景情况下公式为：Y=0.2574X+0.004，扣背景时为：Y=0.2521X+0.007；两者的相关系数也不同。然后将计算得到的浓度×稀释倍数（稀释倍数为50倍)/质量。从表2的结果可以看出，采用火焰扣背景和火焰不扣背景两种方式对相同处理样品的测定结果影响较大。

3.3 精密度试验结果

鱼粉样品1、2即进口国产鱼粉1和国产鱼粉2，将鱼粉1和鱼粉2分别进行四次测量，读取吸光度值，对照标准方程得出其浓度（mg/mL）。鱼粉1的质量为5.0258，鱼粉2的质量为5.0264，将其带入公式为（C1-C2）乘以稀释倍数后再除以质量，再将单位转变为mg/kg。获得结果见表3。

表2 不同背景模式对镉定结果的影响

表3 精密度表

由表3可知,鱼粉1和鱼粉2样品的相对标准偏差（RSD）分别为1.85%和1.09%,因此具有良好精密度。

4 分析与讨论

4.1 标曲的选择

采用标准曲线的选择比较当其他条件一样时，不同标准曲线下镉的吸光度值所组成的曲线的相关系数；根据相关系数结果可知，标准曲线中镉的含量范围你在0～1.5μg/mL时，其相关系数都达到了99.9%，当镉浓度大于2，浓度高了，吸光度上不去，相关系数达不到要求，偏差较大，超过仪器的测定范围。

4.2 是否扣背景

是否扣氘灯背景对镉含量的测定有很大的影响，不扣背景会导致测得的镉含量偏高甚至数据不准确。饲料这种样品基体并不十分复杂，且经过干灰化法和算消解法后镉离子几乎可以全部解离出来，且镉的吸光度本身较高。在不扣背景的条件下可以获得标准值。而扣背景情况下镉含量非常的低，可能的原因是氘灯在吸收干扰光线值过高或仪器问题等。

4.3 其他条件

采用国标法测定，预处理时间长，步骤繁琐，且有机溶剂层量较少，在放入吸液管时尚未得出稳定结果（通过软件出现一个吸收峰，当该值在短时间内保持不变时即为读数），所得的标准曲线相关系数较低；老雾化器则是吸光度值普遍降低。通常而言，当将该软件的狭缝和电流值改变时，即间接改变吸光度值的大小，所以不需要在这两个条件下进行测定比较。

4.4 关于饲料安全

饲料安全问题涉及到的方面很广，从畜牧产业、食品产业到环境治理、人类疾病等，逐渐受到人们的关注。影响饲料安全的因素除环境污染对饲料原料的污染外，还包括：违禁药物及药物添加剂的违规使用、过量添加微量元素、饲料原料霉变或感染以及转基因原料的安全问题[8]。而导致上述现象的原因主要是在国内小农养殖占较大比重的前提下，饲料安全与利润最大化的矛盾、搜寻安全饲料的信息过于昂贵、小农散养的养殖户对于饲料安全和食品安全缺乏必要的了解等[9]。要解决这些问题，需要社会各方面共同努力。