关键词：原子吸收；饲料；镉
1 镉元素的简介
1.1 镉的化学性质
镉（Cd）是一种微软并稍带蓝色的银白色金属，熔点320.9℃，沸点 767℃。镉在潮湿的空气中会缓慢氧化形成氧化镉（CdO），自然界中的镉主要以+2价形式存在；镉主要以水溶性镉、吸附性镉和难溶性镉3种形式存在。常见的镉化物中只有硫酸镉（CdSO4）、硝酸镉[Cd（NO3）2] 和氯化镉（CdCl2）是可溶性的，化合物中以氧化镉毒性最大。
1.2 镉的危害
1.2.1 镉集中在肾皮质的近曲小管，与其中的金属硫蛋白结合，使后者耗竭，同时镉抑制了某些含疏基酶的活性，进而使近曲小管上皮细胞的线粒体发生膨胀变性，造成近曲小管重吸收功能障碍、肾功能障碍，进而出现蛋白质尿、糖尿、氨基酸尿及尿钙和尿磷增加的现象，尿钙和尿磷的长期增加会引发骨质疏松症。另外，肾脏功能受损抑制了VD的活性。VD的正常代谢受到干扰，也会妨碍钙、磷在骨质中的正常沉着和储存。含镉化合物在动物体内蓄积性很强，生活在含镉废水中的鱼贝类及其他水生生物中镉含量可高于正常生物的4～50倍，个别的鱼贝类甚至达到100～210倍。
1.2.2 镉能强烈地干扰+2价态金属元素的吸收和在组织中的积累，特别是对铁、铜、锌等元素的干扰，从而导致缺乏症。动物摄入大量镉后，尿液中铁元素明显增加。镉还可能抑制骨髓内血红蛋白的合成，引起动物贫血。因为镉与疏基的亲和力比锌大，可以取代动物体内含锌酶中的锌，使酶失去活性。
1.2.3 镉能引起公畜睾丸精原上皮细胞和间质细胞的出血、坏死，并使公畜睾丸萎缩。其原因可能是镉对动物血管的损害进而阻碍睾丸的血液供应。长期少量摄入镉，也可使动物的生长速度降低，甚至生长停滞。
1.2.4 饲料中镉危害的另一个方面表现在镉在畜产品中的残留和富积作用，动物组织中镉含量与饲料日粮中镉含量呈正相关。饲喂含镉2mg/kg日粮3个月后，动物组织中没有明显发现镉的残留；但当饲料中镉含量达到48mg/kg时，可在动物组织中检测出残留的镉。根据我国饲料卫生标准GB13078-2001中的规定，动物配合饲料中镉含量不得超过0.5mg/kg。
2 方法原理
以干灰化法分解样品，在酸性条件下及有碘化钾存在时，镉离子与碘离子形成络合物，被甲基异丁酮萃取分离，将有机相喷入空气－乙炔火焰，使镉原子化，测定其对特征共振线228.8nm的吸光度，与标准系列比较而求得镉的含量。
3 试剂和溶液
除特殊规定外，本方法所用试剂均为分析纯，试验用水为蒸馏水，应符合GB/T 6682-1992中二级水的规定。
3.1 硝酸（优级纯）。
3.2 盐酸（优级纯）。
3.3 2mol/L碘化钾溶液：称取332g碘化钾，用蒸馏水定容至1 000mL容量瓶中。
3.4 5%抗坏血酸溶液：称取5g抗坏血酸，用蒸馏水定容至100mL容量瓶中。
3.5 1mol/L盐酸溶液：量取盐酸（3.2）10mL，加入110mL水中，摇匀。
3.6 甲基异丁酮。
3.7 镉标准贮备液：浓度为100μg/mL，国家标准物质中心提供，4℃避光保存。
3.8 镉标准工作液：吸取镉标准贮备液（3.7）1mL，用1mol/L盐酸溶液（3.5）定容于100mL容量瓶中，此标准浓度为1.0μg/mL。
4 仪器设备
4.1 电子天平：感量0.0001g。
4.2 马福炉。
4.3 可调温电炉：1 000W。
4.4 原子吸收分光光度计，带镉空心阴极灯。
4.5 瓷坩埚：50mL。
4.6 容量瓶：50、100mL。
4.7 移液管：1、2、5、10、15、20mL。
4.8 具塞比色管：25mL。
5 测定步骤
5.1 试样处理
称取饲料样品5g（精确至0.0001g），置于瓷坩埚（4.5）中，在可调温电炉（4.3）上先从低温开始，逐渐提高温度碳化样品，直至不冒烟为止。将坩埚放入马福炉中，先从低温开始200℃保持1h，再升至300℃保持1h，最后升温至500℃灼烧16h。冷却后，加入少量蒸馏水润湿，加入硝酸（3.1）5mL，置于电炉上加热分解试样至近干。冷却后加入1mol/L盐酸溶液（3.5）10mL，煮沸，冷却后用1mol/L盐酸溶液转移定容至50mL容量瓶中，摇匀过滤，此溶液为试样制备溶液。同时制备试剂空白溶液。
5.2 标准曲线的绘制
精确移取镉标准工作液（3.8）0、1.25、2.50、5.00、7.50、10.00mL，分别置于25mL具塞比色管中，以1mol/L盐酸溶液（3.5）稀释至15mL，加入2mol/L碘化钾溶液（3.3）2mL，摇匀，放置15min；加入5%抗坏血酸溶液（3.4）1mL，摇匀，放置5min；准确加入甲基异丁酮（3.6）5mL，振动萃取5min，静置分层后，上层有机相（甲基异丁酮相）导入原子吸收分光光度计（4.4），在波长228.8nm处测定其吸光度。以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线（图1）。
5.3 测定
准确移取试样制备溶液（5.1）10mL及同量试剂空白溶液于25mL具塞比色管中，依次加入2mol/L碘化钾溶液（3.3）2mL，摇匀，放置15min；加入5%抗坏血酸溶液（3.4）1mL，摇匀，放置5min；准确加入甲基异丁酮（3.6）5mL，振动萃取5min，静置分层，同标准曲线导入原子吸收分光光度计测定其试样溶液中镉的浓度。
6 测定结果及分析
6.1 测定结果
图1 原子吸收分光光度计法测镉浓度的标准曲线
表1 标准曲线
|
标准浓度/μg |
0 |
1.25 |
2.50 |
5.00 |
7.50 |
10.00 |
|
吸光度值 |
0.00236 |
0.1638 |
0.2845 |
0.5011 |
0.6712 |
0.8079 |
| r=0.9994 | ||||||
表2 回收率
| 编号 | 添加量/μg | 吸光度值（A） | 测得含量/μg | 回收率/% |
| T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 |
1.25 1.25 1.25 1.25 2.50 2.50 2.50 2.50 7.50 7.50 7.50 7.50 |
0.1588 0.1593 0.1576 0.1581 0.2789 0.2795 0.2811 0.2792 0.6696 0.6709 0.6683 0.6716 |
1.2298 1.2359 1.2196 1.2211 2.4144 2.4218 2.4316 2.4181 7.4411 7.5029 7.4380 7.5088 |
98.38 98.87 97.57 97.69 96.58 96.87 97.26 96.72 99.88 100.04 99.17 100.12 |
|
平均回收率＝98.26 | ||||
表3 饲料样品的检测数据
| 样品 编号 |
样品 质量/g |
检测吸 光度（A） |
溶液中镉 的质量/μg |
定容体 积/mL |
分取溶液体积/mL | 含量（mg/kg） |
| 0空白 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 |
/ 5.0011 5.0016 5.0005 5.0008 5.0023 5.0026 5.0018 5.0015 5.0029 5.0022 5.0031 5.0032 5.0025 5.0021 5.0033 5.0036 5.0027 5.0024 5.0036 5.0030 5.0026 5.0020 5.0029 5.0025 5.0010 5.0015 5.0038 5.0032 5.0026 5.0021 5.0026 5.0029 5.0028 5.0020 5.0021 5.0025 5.0030 5.0034 5.0032 5.0030 |
0.00132 0.00467 0.00453 0.00785 0.00840 0.00450 0.00461 0.00684 0.00691 0.00446 0.00439 0.00886 0.00895 0.00571 0.00564 0.00423 0.00437 0.00907 0.00916 0.05743 0.05759 0.05215 0.05221 0.07411 0.07418 0.06326 0.06332 0.06346 0.06334 0.06811 0.06805 0.09124 0.09102 0.08522 0.08418 0.07998 0.08002 0.08152 0.08166 0.07663 0.07674 |
0 0.00218 0.00217 0.00296 0.00309 0.00217 0.00227 0.00275 0.00280 0.00193 0.00189 0.00339 0.00342 0.00246 0.00239 0.00211 0.00218 0.00325 0.00331 0.07670 0.07868 0.05114 0.05218 0.2228 0.2237 0.1481 0.1495 0.1512 0.1498 0.2087 0.2080 0.4946 0.4949 0.4202 0.4074 0.3555 0.3560 0.3745 0.3762 0.3140 0.3154 |
50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 |
10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 |
/ 0.0022 0.0022 0.0030 0.0030 0.0022 0.0022 0.0027 0.0028 0.0019 0.0019 0.0034 0.0034 0.0025 0.0024 0.0021 0.0022 0.0032 0.0033 0.0766 0.0786 0.0511 0.0521 0.2227 0.2236 0.1481 0.1495 0.1511 0.1497 0.2086 0.2079 0.4943 0.4946 0.4200 0.4072 0.3554 0.3558 0.3743 0.3759 0.3138 0.3152 |
式中：X－试样中镉的含量，mg/kg；
A1－待测试样溶液中镉的质量，μg；
A0－试剂空白溶液中镉的质量，μg；
m－试样质量，g；
V1－试样处理溶液定容总体积，mL；
V2－分取试样处理溶液体积，mL。
6.2 数据分析
根据饲料卫生标准GB 13078-2001中的规定，配合饲料中镉的允许量≤0.5mg/kg；鱼粉中镉的允许量≤2.0mg/kg；而浓缩饲料没有规定镉的允许量，故参照配合饲料中镉的允许执行应≤0.5mg/kg。表3中A字头编号是配合饲料样品，以B字头编号是浓缩饲料样品，以C字头编号是鱼粉样品，本次检测均符合饲料卫生标准GB13078-2001中的规定，可表明目前市场上饲料产品质量安全可靠。通过表1可以看出，标准曲线的r值可达到0.9994，证明此实验所提供的仪器条件能够满足检测需求。通过表2可以看出，平均回收率可达到98.26%，当添加量低时，回收率也低，随着添加量的提高回收率也相应提高，当添加量为7.5μg时回收率最好。
7 注意事项
7.1 配合饲料、浓缩饲料、鱼粉应充分灰化，有利于检测数据的稳定性，降低平行样品之间的相对偏差。当灰化后的鱼粉样品从马福炉中取出后，有明显的黑色颗粒，充分冷却后加入蒸馏水两滴，放入马福炉中550℃继续灰化4h；此时取出的样品应为灰白色，无明显的黑色颗粒。
7.2 当样品置于电炉上煮沸时，应充分赶尽瓷坩埚中所冒出的黄色烟雾，否则在用原子吸收分光光度计检测时，会增加不确定度的风险与相对偏差的数值。样品在加入硝酸后要煮至近干，但不可煮干，充分冷却后加入盐酸溶液。盐酸溶液的浓度不能太低，当盐酸溶液浓度低于1mol/L时，样品中添加的镉浓度较低时，会降低回收率，吸光度值离散率会增大，而且检测数值会不稳定。
7.3 在用原子吸收分光光度计检测样品时，增加仪器的狭缝宽度，会提高试液的吸光度值，但也会提高样品吸光度值的飘移；减少仪器的狭缝宽度，虽然可以降低试样溶液吸光度值的飘移，但同时也降低了标准曲线的线性r值。实践证明将狭缝宽度定在8nm时能够较好地解决这一问题。
7.4 样品被处理后，加入甲基异丁酮萃取分离，此时萃取时间应充分；在将萃取后的甲基异丁酮导入原子吸收分光光度计的雾化器时，应尽量避免将具塞比色管中的水溶液导入雾化器，否则会影响仪器的吸光度测定。
（参考文献略）
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