鱼粉是营养均衡的优质饲料原料，为确保我国鱼粉的质量安全，保障我国的饲料和养殖产业的健康发展，国家制定了相关标准[1-2]，对鱼粉中铬、镉、总砷、汞和铅5种重金属的限量及检测方法做了具体规定。饲料监管部门依据国标对鱼粉的质量进行监测，目前，国标检测方法均需要对样品进行消解，操作烦琐、耗时较长。近年来，X射线荧光光谱法（XRF）以其前处理简单、准确性高、检测周期短、多元素同时分析等优点，开始应用于饲料领域。目前国外研究主要集中在植物源性饲料中矿质元素和非金属元素检测以及饲料添加剂的矿质元素检测[3-6]。徐澄飞等[7]使用XRF法检测饲料矿物添加剂中的有害元素。在吉林省的地方标准中，利用XRF法测定预混合饲料中铜、铁、锰、锌含量[8]。目前，尚未见到应用XRF法测定动物源性饲料中的重金属元素的报道。本研究利用粉末压片进行前处理，在鱼粉样品中添加元素贮备液制备一系列标准样品，利用XRF法外标法定量测定鱼粉中的铬、镉、砷、汞、铅5种重金属含量。该方法最大限度地减少试剂的使用，精简操作步骤，缩短检测时间，降低检测成本，为快速检测饲料中重金属含量提供参考。1材料与方法1.1仪器与试剂ARL QUANT X能量色散型X射线荧光光谱仪（美国赛默飞世尔公司），配置Peltier电制冷Si（Li）检测器，使用Wintrace7.0软件进行数据分析计算；ZHY-601压片机（北京众合创业科技发展有限责任公司）；Knifetec 1095刀式样品磨（丹麦福斯分析仪器公司）；DHG-9620A恒温电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）。元素贮备液（1 000 mg/L）：铬、镉、砷、汞、铅采用经国家认证并授予标准物质证书的单元素标准贮备液。能量色散型X射线荧光光谱仪测量条件见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.T001表1能量色散型X射线荧光光谱仪测量条件条件激发电压/kV光管电流滤光片探测器准直器/mm氛围测试元素积分时间/sLow Zc14AutoAluminumSDD8.8空气Cr30Mid Zc30AutoPd ThickSDD8.8空气As、Pb、Hg30High Zb50AutoCu ThickSDD8.8空气Cd301.2校准样品目前，市面上没有鱼粉类相关重金属元素标准物质，试验在本底较低的鱼粉样品中添加不同体积的铬、镉、砷、汞、铅的元素贮备液，制备一系列具有梯度浓度的校准样品，并采用电感耦合等离子体质谱法对自制校准样品进行定值。1.3样品制备鱼粉的生产流程包括干燥和粉碎等，因此制样中无须再进行干燥和粉碎。粉末样品在XRF分析中前处理方法有两种：压片法和熔融法[9]。熔融法可以克服矿物效应和颗粒度效应，但熔融过程中元素（砷、锑、汞等元素）容易挥发，影响准确度。本研究需要测试鱼粉中砷、汞含量，因此选用粉末压片法作为前处理方法。鱼粉中通常含有约10%的粗脂肪，在使用大于10 t的压力时，样品中粗脂肪会被压出，从而改变样品中成分，对结果准确性产生一定影响。因此，在本研究样品制备中，采用10 t压力制备样品。另外，鱼粉属于自热物质[10]，样品压制成功之后，经过一定时间，鱼粉自热膨胀会导致压片变形甚至裂开，因此在进行XRF分析时，需要在分析前进行样品制备。取适量鱼粉样品倒入模具中，利用硼酸镶边垫底，在10 t压力下保持30 s，制成圆形样片，校准样品与待测样品采用相同的制样方法。2结果与分析2.1基质干扰和校准曲线（见表2、图1）固体样品直接分析的最大困难为校准样品与待测样品存在基质干扰。当使用固体直接分析时，基质效应会对X射线荧光分析信号产生增强或吸收的效果[11]。为减少基质干扰，校准样品要与待测样品尽可能地保持一致，即在结构、粒度、化学成分等方面相似。另外，校准样品中各元素的含量应覆盖一定的范围和梯度。校准样品的制备通常有3种方法：固体标准物质、多种标准物质按照一定比例组合而成、向待测样品中添加分析物[12]。目前，市面上没有鱼粉类相关重金属元素的标准物质。因此，试验采用第3种方法，在本底较低的鱼粉样品中添加不同体积的铬、镉、砷、汞、铅元素贮备液来制备一系列具有梯度浓度的校准样品，采用电感耦合等离子体质谱法对自制校准样品进行定值。由表2可知，校准样品中铬、镉、砷、汞、铅的含量范围完全覆盖了国家标准对鱼粉中重金属元素的限量范围。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.T002表2校准样品中铬、镉、砷、汞、铅的含量范围项目CrCdAsHgPb含量范围2.217~13.6580.215~2.5141.943~17.0960.217~2.0361.224~12.150国标中限量52150.510mg/kg由图1可知，各元素标准曲线的相关系数R20.990 0，满足GB/T 27404—2008附录F中对于确证方法的要求[13]，说明本方法的校准曲线可用于鱼粉中5种重金属的确证。图1鱼粉中铬、镉、砷、汞、铅标准曲线10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.F1a1（a）Cr元素标准曲线10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.F1a2（b）As元素标准曲线10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.F1a3（c）Cd元素标准曲线10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.F1a4（d）Hg元素标准曲线10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.F1a5（e）Pb元素标准曲线2.2检出限（LOD）和定量限（LOQ）（见表3）GB/T 27417—2017[14]指出，可以通过分析大量的样品空白或加入最低可接受浓度的样品空白来确定检出限，独立测试的次数应不少于10次（n≥10）。检出限（LOD）为样品空白平均值加上3倍标准偏差，通常建议将空白值加上10倍标准偏差作为LOQ，也可以3倍LOD或高于方法确认中使用最低加标量的50%作为LOQ。本研究选用10倍LOD作为LOQ。选一种铬、镉、砷、汞、铅本底含量较低的样品重复测试11次，计算其标准偏差，最后得出鱼粉中5种重金属元素的LOD和LOQ。由表3可知，ED-XRF法测定鱼粉中的铬镉砷汞铅的检出限均小于国家标准[2-3]规定的限量值，除汞外其他4种重金属元素的定量限也小于相关国家标准的限量值，说明可将ED-XRF法应用于鱼粉中5种重金属元素的快速筛查。海关历年以来对鱼粉重金属的监测数据表明，鱼粉中汞元素含量较小。截至目前，暂未发现进口鱼粉中汞含量超标的情况，完全可以利用ED-XRF法来对进口鱼粉的重金属元素进行准确定量分析。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.T003表35种重金属元素的检出限与定量限（n=11）元素CrCdAsHgPb检出限1.160.340.560.200.92定量限3.481.021.680.602.76mg/kg2.3样品加标回收率（见表4）样品处理前，在鱼粉样品中添加一定体积的标准溶液，低温烘干，利用刀式样品磨进行粉碎，粉碎后取适量鱼粉样品采用本研究方法测试鱼粉中铬、镉、砷、汞和铅含量。其中，计算回收含量和加入含量的百分比即为样品加标回收率，以此评价ED-XRF法测试鱼粉中的5种重金属的准确度。由表4可知，ED-XRF法测定鱼粉中5种重金属元素的回收率为78.7%~98.8%，表明应用此方法测试5种重金属含量，除汞的回收率相对较低，其他4种元素准确度较高。汞元素的加标回收率较低，主要因为汞是易挥发元素，添加标准溶液后的烘干过程以及样品粉碎中发热容易造成汞元素的损失。但实际样品分析过程中不需要烘干及粉碎，从而不会造成汞元素的损失，因此ED-XRF法测定鱼粉中5种重金属元素的准确度可以满足实际分析要求。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.T004表4鱼粉样品中Cr、As、Hg和Pb的加标回收率（n=3）元素本底浓度/(mg/kg)加标浓度/（mg/kg）测定值/(mg/kg)回收率/%Cr—109.8298.2Cd—21.8793.5As2.151012.0398.8Hg—1.51.1878.7Pb—109.6896.8注：“—”表示未检出。2.4鱼粉样品检测（见表5）为考察方法的准确度，选取鱼粉样品3份，分为两组。其中样品1为样品加标，样品2和样品3均为实际鱼粉样品，分别利用ED-XRF法和ICP-MS测定3个鱼粉样品中铬、镉、砷、汞和铅含量。表4中的结果经t检验，置信区间95%，P值均大于0.05，说明采用ED-XRF法和ICP-MS法测定结果无显著性差异，可利用ED-XRF法来测定鱼粉中的铬镉砷汞铅。按照1.3样品制备方法制备11个样品进行测量，根据测量结果考察ED-XRF法的精密度。由表5可知，各元素的相对标准偏差RSD在1.1%~4.6%之间，符合GB/T 27404—2008附录[13]中的要求，能满足鱼粉中各重金属的测定要求。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.028.T005表5ED-XRF法和ICP-MS测定鱼粉中铬镉砷汞铅元素样品1*样品2样品3ED-XRF/(mg/kg)ICP-MS/(mg/kg)RSD/%ED-XRF/(mg/kg)ICP-MS/(mg/kg)ED-XRF/(mg/kg)ICP-MS/(mg/kg)Cr9.829.601.1—0.08—0.40Cd1.871.694.6—0.111.901.78As12.0312.153.32.152.764.073.50Hg1.181.254.1————Pb9.689.323.3———0.16注：“—”表示未检出，“*”表示样品加标。3结论本研究开发一种快速、简便、可靠的进口鱼粉中5种重金属元素同时分析的新方法，采用粉末压片进行前处理，处理过程中无须用到酸和碱，也不需要高温熔融，可防止酸碱带入分析元素造成污染，同时减少酸碱带来环境污染的风险。本研究在本底较低的鱼粉样品中添加不同体积的铬、镉、砷、汞、铅的元素贮备液来制备一系列具有梯度浓度的校准样品，使校准样品要与待测样品基质保持一致，最大限度地减少了基质干扰。研究结果表明，能量色散X射线荧光光谱法测定鱼粉中铬镉砷汞铅有较好的准确度和精密度，与其他技术手段相比，本方法操作简单、分析速度快、成本低，适合样品量大的一线饲料生产企业和饲料安全监管部门的日常分析。