张艳，王琦，陈也然，夏清海，徐芳

（昆明医科大学公共卫生学院，云南昆明650500）

食用玫瑰是蔷薇科蔷薇属落叶直立灌木，原产于中国，其香气甜润、花期长、花色鲜艳，含有丰富的氨基酸、维生素、单宁酸、香叶醇和多种微量元素，具有通经活络，行气活血，促进新陈代谢，调整人体内分泌，美容养颜等功效，具有较高的观赏和药用价值[1-2]。当前，随着人们对食用玫瑰中有效成分的深入研究，食用玫瑰产业发展迅速，其种植生产前景广阔。2014 年，云南省食用玫瑰种植面积超过2 000 hm2，成为中国食用玫瑰主要栽培地区[3-4]。

近年来，食品中重金属元素超标问题屡见报道，引起了社会的广泛关注。食用玫瑰在种植过程中，通过外源性污染源包括水、空气、土壤、农药、化肥等会对其造成直接或间接的污染，同时在后续加工处理过程中也可能引入重金属，从而影响人体健康。因此，为了充分了解食用玫瑰重金属的潜在风险，对其重金属含量进行检测评估是十分必要的。

当前，重金属元素检测方法主要包括分光光度法[5-6]、荧光法[7]、原子吸收法[8-10]、电化学法[11-12]等，其中氢化物发生-原子荧光光谱法[13-19]因具有灵敏度高、选择性好等特点，而被广泛应用于食品和环境监测领域[20-23]。同时，传统样品前处理方法主要采用干法灰化和湿法消化，但方法繁琐费时，易使样品挥发损失和污染，使其应用受到了限制。微波消解作为新型样品前处理方法，主要通过试样中极性分子吸收仪器发射的微波产生分子间的摩擦碰撞，分子总能量升高，从而使试样完成消解。相较于传统方法，微波消解具有耗时短，试剂用量少，避免处理过程中样品挥发损失和污染，消解效率高的特点，从而能提高分析的灵敏度和准确度。

本研究采用微波消解对云南某市6 个村食用玫瑰样品进行消解，用氢化物发生原子荧光光谱法对食用玫瑰样品中的As、Pb 和Hg 3 种重金属元素进行了检测，以期为食用玫瑰中重金属元素检测提供新的方法，并为食用玫瑰的质量评估提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 试验仪器

AFS-3100 型双道原子荧光光度计：北京科创海光仪器有限公司；砷、汞、铅空心阴极灯：北京有色金属研究总院；XT-Ⅲ型压力自控密闭微波溶样仪：上海新拓分析仪器科技有限公司；ML-3-4 型可调式电加热板：北京市永光明医疗仪器有限公司；EL204 型电子天平：梅特勒-托利多仪器有限公司；JJ-2 型组织捣碎机：上海双捷实验设备有限公司。

1.1.2 试验试剂

As、Pb、Hg 的单元素标准溶液：1 000 μg/mL 国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院；硝酸、硫酸（优级纯）：北京化学试剂工厂；硫脲、铁氰化钾（分析纯）：成都化学试剂厂；抗坏血酸、硼氢化钾（分析纯）：天津市光复科技发展有限公司；重络酸钾（分析纯）：北京红星化工厂；过氧化氢（分析纯）：上海联试化工试剂有限公司；草酸（分析纯）：上海试剂四厂；试验用水均为去离子水。

1.2 试验方法

1.2.1 样品的采集

样品取自云南某市6 个村，在食用玫瑰盛花期选择生长状态良好的健康植株，采用随机抽样方式采集玫瑰花瓣，分别放入样品袋中，于4 ℃下低温保存。

1.2.2 样品预处理

用组织捣碎机粉碎玫瑰花，精确称取0.4 g 玫瑰花样品于聚四氟乙烯内存杯中，加水湿润，加入5 mL 浓硝酸，摇匀，置于电加热板上于100 ℃预消解30 min，至棕色气体消失停止加热，待冷却后盖上密封盖，装入消解罐，将消解罐置于微波消解仪反应转子上按设定的程序进行消解，微波消解仪在使用前预热20 min。微波消解程序运行结束后，待仪器显示屏上气压为0，温度低于60 ℃时，取出消解罐。待消解罐冷却至室温时，开启消解罐，取出内存杯于电热板上100 ℃赶酸至溶液剩余约0.5 mL 左右取下。同时做样品空白试验。微波消解最佳分析条件，见表1。

表1 微波消解条件Table 1 The conditions of microwave digestion

1.2.3 样品测定

待冷却后用少量去离子水将消化液转移至25 mL容量瓶中，加入浓盐酸1.25 mL，100 g/L 硫脲-抗坏血酸溶液5.0 mL，用去离子水定容，摇匀，待测As。同时进行样品空白试验。

用少量去离子水将消化液转移至25 mL 容量瓶中，加入浓盐酸0.25 mL，20 g/L 草酸0.5 mL 和100 g/L铁氰化钾2.5 mL，摇匀，待测Pb。同时进行样品空白试验。

将消化液用少量去离子水转移至25 mL 容量瓶中，加入浓盐酸1.25 mL，用去离子水定容，摇匀，待测Hg。同时进行样品空白试验。

取微波消解样品稀释液5 mL 至离心管中，在载流溶液为5%浓度的盐酸溶液，还原剂为2%浓度硼氢化钾和0.5%浓度氢氧化钠溶液的条件下，用原子荧光光度计结合标准曲线测定样品中3 种重金属的含量。

1.2.4 标准曲线的绘制

取 As 标准使用液 1 μg/mL 于 100 mL 容量瓶，加入5%硫脲-抗坏血酸溶液20 mL，用5%浓度的盐酸溶液稀释定容。As 标准溶液浓度梯度分别为1.0、20、40、60、80、100 μg/L。

取 Pb 标准使用液 1 μg/mL 于 100 mL 容量瓶，各加入10%铁氰化钾溶液10 mL，2%草酸溶液2 mL，浓盐酸1 mL，用去离子水稀释定容。Pb 标准溶液浓度梯度分别为 1.0、5.0、10、20、40、80 μg/L。

取 Hg 标准使用液 0.1 μg/mL 于 100 mL 容量瓶，用5%浓度的盐酸稀释定容。Hg 标准溶液浓度梯度分别为 0.4、0.8、1.6、3.2 、6.4、10 μg/L。

取上述所配溶液5 mL 至离心管中，原子荧光光度计预热30 min，按仪器工作条件进行设定，测定溶液荧光强度，分别绘制As、Pb、Hg 元素的标准曲线。

1.2.5 仪器工作条件

原子荧光光谱法测定金属元素对于仪器工作条件的优化直接影响到测定结果的灵敏度和准确度，经过对仪器条件优化，结果表明，各元素最佳测定条件见表2 和表3。

表2 原子荧光光度计的工作条件Table 2 The conditions of atomic fluorescence spectrometer

表3 断续流动程序Table 3 The conditions of intermittent flow

2 结果与分析

2.1 微波消解条件的选择

首先考察不同类型消解剂对样品处理的影响，比较盐酸、硝酸和硝酸-过氧化氢3 种消解体系。采用各5 mL HNO3、5 mL HNO3+2 mL H2O2和 5 mL HCl 在消解时间2 min，压力2 MPa 条件下分别对样品进行处理，结果发现盐酸不能完全消解样品。将消解时间缩短为1 min，采用相同方法比较5 mL HNO3与5 mL HNO3+2 mL H2O2对样品消解情况，试验发现在相同试验条件下，两种消解剂均能使样品消解完全，且消化液均清亮透明，考虑到节约试剂的因素，采用HNO3作为消解剂。其次，对HNO3作为消解剂的用量进行了优化，结果见图1。

样品消解过程中，随着HNO3加入量增加，样品溶液中As、Pb、Hg 的荧光强度随之增高，同时考虑到微波消解仪对样品与消解剂体积规定为5 mL 以下，总体积过大会使消解液溢出，导致样品损失，因此本试验选择5 mL HNO3作为消解剂。

图1 硝酸用量条件优化Fig.1 Optimization of nitrate dosage conditions

2.2 线性范围

在优化试验条件下，按表2 和表3 仪器工作条件进行测定，考察As、Pb、Hg 元素的标准工作曲线线性范围和相关系数（见表4），在一定的浓度范围内，元素浓度和荧光强度呈现良好的线性关系。

表4 标准工作曲线线性范围及相关系数Table 4 Linear range and correlation coefficient of standard operating curve

2.3 精密度试验

按照仪器工作条件和样品前处理条件分别对4.0 μg/L As 标准溶液、20 μg/L Pb 标准溶液、1.2 μg/L Hg 标准溶液进行重复11 次的测定，根据所测得的荧光强度值见表5。

表5 精密度试验结果表（荧光强度）Table 5 Precision experimental results table（fluorescence intensity）

计算相对标准偏差（relative standard deviate，RSD），得到 As、Pb、Hg 的 RSD 分别为 3.3%、1.5%、1.3 %，测定结果RSD 均小于5.0%，说明该方法精密度较高。

2.4 检出限试验

以连续11 次测量空白溶液的荧光强度值见表6。

表6 空白溶液荧光强度值测定结果Table 6 Determination of fluorescence intensity value of blank solution

计算其标准偏差（standard deviate，SD），根据公式DL=3×SD/K，K 为工作曲线斜率，计算得到 As、Pb、Hg的检出限分别为 0.005 3、0.022 7、0.007 9 μg/L。

2.5 重复性试验

平行称取食用玫瑰样品6 份，按照样品前处理方法和原子荧光检测方法，在试验优化条件下测定样品中As、Pb 和Hg 元素的荧光强度见表7。

表7 重复性试验结果表（荧光强度）Table 7 Repetitive experimental results table（fluorescence intensity）

As、Pb、Hg 的相对标准偏差分别为 5.0%、4.3%、4.6%，从数据的相对标准偏差可以看出，本方法具有良好的重现性。

2.6 加标回收率试验

准确称取玫瑰花样品9 份，每份质量为0.4 g，分别向其中各加入浓度为 0.180 0、0.120 0、0.060 0 μg/g的3 种元素的标准溶液，并以此样品溶液进行加标回收率试验，按“1.2.2”方法平行制备样品后，按“1.2.3”条件对样品中As、Pb、Hg 进行测定，根据测定结果计算加标回收率，结果见表8。

表8 加标回收率试验结果Table 8 Recovery experimental results

结果表明，样品中As、Pb、Hg 的回收率为99.2%～105.2%、90.2%～103.5%、95.7%～99.0%，样品的加标回收率在85.0%～110.0%之间，满足分析检测质量控制要求。

2.7 样品测定

按照微波消解优化条件对云南某市6 个村的样品进行处理后，采用原子荧光光谱仪最佳测定条件对食用玫瑰样品中的As、Pb、Hg 3 种重金属元素进行测定，结果见表9，试验所测云南某市食用玫瑰重金属As、Pb、Hg 的含量分别为 0.016 mg/kg～0.113 mg/kg、0.225 mg/kg～0.308 mg/kg、0.000 2 mg/kg～0.001 2 mg/kg之间。

表9 样品重金属含量测定结果（n=3）Table 9 Determination of heavy metal content in samples（n=3）

通过对6 个村食用玫瑰重金属元素As、Pb、Hg 含量的测定，可以得到不同地区食用玫瑰重金属元素含量之间的差异。经过Kruskal-Wallis 检验发现，6 个村食用玫瑰样品As 含量差异有统计学意义（H=15.940，P＜0.05），其中 B 村食用玫瑰 As 含量为 0.113 mg/kg，在6 个村中含量最高。对Pb 含量进行比较发现，6 个村食用玫瑰样品Pb 含量差异有统计学意义（H=15.623，P＜0.05），D 村食用玫瑰 Pb 含量在 6 个村中最高，含量达0.308 mg/kg，同时6 个村食用玫瑰样品Hg含量差异有统计学意义（H=13.879，P＜0.05），6 个村中Hg 含量最高的地区是C 村，含量为0.001 2 mg/kg。

以GB2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》[24]新鲜蔬菜重金属限量标准（见表10）作为参照，对测定结果进行比较。6 个村食用玫瑰Pb 含量均超过标准限值，而其它元素含量均低于新鲜蔬菜中重金属限量标准。Pb 是人体非必须元素，一旦铅通过食物、环境等进入人体后很难再排出体外，即使微量摄入也会损害人体神经、免疫和消化等系统，并具有致癌性[25-26]。因此食用玫瑰中Pb 含量超标是需要引起重视的问题。

表10 食品中重金属限量标准Table 10 Standard for limits of heavy metals in food

3 结论

采用微波消解对食用玫瑰样品进行前处理，建立了微波消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定食用玫瑰中的重金属元素As、Pb、Hg 的方法。通过对微波消解过程的优化，包括消解剂的选择和消解剂的用量，确立了样品前处理最佳条件，同时对测定方法学进行了考察，采用本方法测定食用玫瑰中As、Pb、Hg 操作简便，仪器价格便宜，灵敏度高，该方法的精密度、准确度和回收率均能满足食用玫瑰重金属元素As、Pb、Hg的检测要求，有望用于测定金雀花、苦刺花、棠梨花等食用花卉的重金属元素。