铅属于蓄积性的有毒有害重金属元素。畜禽长期食用铅含量超标的食料会造成铅在体内沉积，对畜禽的肾脏、造血器官、神经系统造成损害，危及畜禽的健康和生产，并通过食物链造成铅在人体的蓄积。铅蓄积对人体的毒副作用主要表现为自主神经系统紊乱、贫血、智能障碍、免疫力低下、高血压等[1-5]。饲料是畜禽体内铅蓄积的主要来源[6]，因此，饲料中铅含量监测一直被列入饲料质量安全监督考核指标。常见测定饲料中铅含量的前处理方法有干灰化法、微波消解法、硝酸-高氯酸石墨炉消解法和盐酸溶解法等。各种前处理方法与火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等检测方法相结合，可以研究新的测定方法。赵静等[7]采用干灰化法、微波消解法、硝酸高氯酸消解等各种前处理方法利用石墨炉原子吸收光谱法测定饲料中的铅含量；李贤等[8]采用硝酸-高氯酸混合酸消解样品，采用氢化物原子荧光光谱仪分别测定饲料中铅和总砷的含量；赖亮阳等[9]采用微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）技术，建立同时测定饲料中铅、铬、砷的含量的方法；巩佳第等[10]提出微波消解-ICP-MS测定饲料中重金属元素的方法。本试验在现行国家标准GB/T 3080—2018《饲料中铅的测定》[11]的基础上，建立2种不同灰化条件和2种不同消解条件交互使用的样品干灰化前处理方法，在饲料样品中添加不同浓度梯度的铅含量，经原子吸收火焰法测定，分析不同灰化温度、时间以及不同消解酸对铅回收率的影响。同时与GB/T 13082—1991《饲料中镉的测定方法》[12]进行对比，研究可以同时兼顾铅含量和镉含量的测定的前处理方法的可行性，不断优化试验方法。本试验能够在饲料和饲料添加剂质量安全监测工作中，提高监测速度，为探索快速高效、操作简单、安全友好的试验方法提供参考。1材料与方法1.1试验材料和试剂金漓源配合饲料958（田阳漓源粮油饲料有限公司）；铅标准溶液（1 000 mg/L 204029-4）（国家有色金属及电子材料分析测试中心）；浓盐酸（AR，汕头市西陇化工有限公司）；浓硝酸（AR，汕头市西陇化工有限公司）；试验用水均为一级纯水。1.2仪器与设备ICE3300型原子吸收分光光度计（赛默飞世尔（上海）仪器有限公司）；ZDXS5型箱形电阻炉（深圳市中达电炉厂）；SOP型电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；PB-10型酸度计（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；EH35A Plus型电热板（英国泰科有限公司）；DL-1型电子万用炉（北京市光明医疗仪器有限公司）；FW500型高速万能粉碎机（武汉理科光电技术有限公司）；UPH-Ⅱ-20TN型超纯水机（四川优普超纯科技有限公司）；容量瓶（天津玻璃仪器厂）；移液管（天津玻璃仪器厂）；40目铜筛；瓷坩埚（内釉面光滑）。1.3测定方法1.3.1试样的制备和称量取4袋500 g左右、规格为40 kg/d的饲料，均匀混合，经粉碎机进行粉碎，过40目的铜筛[13]。分别准确称量5.0 g（精确到0.000 1 g）过筛后的样品40份，放在已编好号的坩埚中，备用。1.3.2标准溶液的配制采用临用现配的方法，准确移取1 000 mg/L的铅标准溶液2.0 mL于200 mL容量瓶中，使用水稀释定容至刻度，混匀，得到10.0 mg/L的铅标准溶液。分别准确移取刚配制好的10.0 mg/L的铅标准溶液0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 mL至50 mL的容量瓶中，加入1 mL 6 mol/L的盐酸溶液，使用水稀释定容至刻度，制成0、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0 mg/L的铅标准系列溶液，摇匀备用。1.3.3试样的分组和添加样品的制备按照编号将称量好的试样分成4组，01~10号为第1组，11~20号为第1组，21~30号为第2组，31~40号为第4组，以相邻编号的试样添加相同量的标准溶液互为平行样。以第1组为例：使用移液管准确移取10.0 mg/L的铅标准溶液加入试样中，01、02号试样均添加0 mL铅标准溶液；03、04号均添加1.0 mL铅标准溶液；05、06号均添加2.0 mL铅标准溶液；07、08号均添加4.0 mL铅标准溶液；09、10号添加8.0 mL铅标准溶液。第2、3、4组也按同样的方法进行标准溶液的添加，得到标准添加系列试样。在通风橱中过夜，使添加的标准溶液充分浸泡试样，混合完全。1.3.4试样的灰化和消解、过滤灰化：标准添加系列试样中的第1、2组按现行国家标准GB/T 13080—2018的方法进行灰化，将试样置于电子万用炉上，在100~300 ℃内缓慢加热至无烟使试样炭化，转入箱形电阻炉中并按程序逐渐升温至550 ℃，灰化4 h（240 min），冷却，用少许水沿着坩埚壁将灰化物润湿[11]。第3、4组按现行国家标准GB 13082—1991进行灰化，将试样置于电子万用炉上，100~300 ℃内缓慢加热至无烟使试样炭化，转入型箱形电阻炉中并按程序逐渐升温至500 ℃，灰化16 h（960 min），冷却，用少许水沿着坩埚壁将灰化物润湿[12]。试样的灰化升温程序见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.024.T001表1试样的灰化升温程序组别程序SP设定温度/℃升温时间/min保温时间/min第1、2组1200206023001060355020240第3、4组1200202023001020350020960消解、过滤：在灰化好的第1、3组的试样坩埚沿壁逐滴加入5 mL 6 mol/L的盐酸，边滴加边转动，使灰分浸泡完全，加入5 mL 6 mol/L的硝酸，置于可调式电热板上缓慢加热消化赶酸至消化液剩2~3 mL时取下，冷却，转入50 mL容量瓶，利用少量水多次清洗坩埚，转入容量瓶，使用水定容至刻度。过滤，取滤液备用待测。第2、4组将消解液换成10 mL 6 mol/L盐酸溶液，以同样的方法对试样进行消化、赶酸、定容和过滤。试样的灰化条件和溶解条件见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.024.T002表2试样的灰化和溶解条件组别灰化条件消解条件灰化温度/℃灰化时间/min6 mol/L盐酸/mL6 mol/L硝酸/mL第1组55024055第2组550240100第3组50096055第4组5009601001.3.5吸光度的测定原子吸收分光光度计参数设置：波长283.3 nm、通带0.5 nm、灯电流75%、测量4.0 s、重测试样数目为3；测定模式为吸收。火焰参数设置：火焰类型采用Air-C2H2，燃气流量1.1 L/min，雾化器提升4.0 s。使用水对光谱仪光路进行调零，从低到高浓度测定铅标准系列溶液的吸光度值，二元一次线性拟合绘制标准曲线，要求线性相关系数在0.995以上。依次对试样进行吸光度值的测定，每组的前2个试样为该组的空白试样。1.3.6试样溶液酸度的测定测定全部试样溶液的吸光度值，利用酸度计对其酸度进行测定。1.3.7计算公式标准添加系列试样的铅含量以质量分数ω（mg/kg）计，结果保留至小数点后四位。ω=ρ×V/m(1)式中：ρ为试样溶液铅的质量浓度（mg/L）；V为试样溶液的总体积（mL），即50 mL；m为试样的质量（g）。标准添加系列试样的添加回收率以质量分数R计（%），结果保留至小数点后一位。R=(ω1-ω0)/(ρ0×V1/m)×100%(2)式中：ω1为试样的铅含量（mg/kg）；ω0为本组零添加的试样的铅含量（mg/kg）；ρ0为所添加的标准溶液的质量浓度（mg/L），即10.0 mg/L；V1为标准溶液添加体积（mL）；m为试样质量（g）。2结果与分析2.1标准曲线使用原子吸收光谱仪测定6个铅标准系列溶液的吸光度值，每个标准溶液读取3次，取平均值。经线性拟合得标准曲线y=0.016 5x+0.000 2，R2=0.999 7。铅标准溶液的标准曲线见图1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.024.F001图1铅标准系列溶液的标准曲线2.2试验数据的统计每个试样测定2次，产生6个吸光度值，即每个添加系列的2个平行样的吸光度共有12个数值。表中的吸光度值为测得的12个数值中去掉最高值和最低值后的平均值（n=10）。将标准添加系列试样的吸光度值代入标准曲线y=0.016 5x+0.000 2，标准添加系列溶液吸光度值及溶液质量浓度见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.024.T003表3标准添加系列溶液吸光度值及溶液质量浓度标液添加体积/mL第1组第2组第3组第4组吸光度RSD/%浓度/(mg/L)吸光度RSD/%浓度/(mg/L)吸光度RSD/%浓度/(mg/L)吸光度RSD/%浓度/(mg/L)00.000 4±0.000 1—0.009 10.000 5±0.000 1—0.020 10.000 5±0.000 1—0.019 10.000 6±0.000 1—0.026 21.00.003 5±0.000 25.70.200 40.003 6±0.000 25.60.204 40.003 8±0.000 37.90.216 50.004 0±0.000 512.50.226 62.00.006 8±0.000 22.90.395 80.006 7±0.000 23.00.393 80.007 1±0.000 34.20.415 90.007 0±0.000 34.30.409 94.00.013 4±0.000 32.20.798 60.013 5±0.000 53.70.803 60.013 8±0.000 32.20.820 70.013 7±0.000 42.90.815 78.00.027 1±0.000 51.81.624 40.026 9±0.000 51.91.611 30.027 1±0.000 62.21.622 40.026 8±0.000 41.51.608 3由表3可知，标准溶液添加体积为≤2.0 mL时，即添加量≤4.0 mg/kg时，试液吸光度值变异系数（RSD）为2.9%~12.5%（n=10），小于20%；标准溶液添加体积为4.0和8.0 mL时，即添加量为8.0~16.0 mg/kg，试液吸光度值RSD为1.5%~3.7%（n=10），小于10%。试验准确性和精密度符合要求。标准添加系列试样的铅含量见表4。标准添加系列试样的添加回收率见表5。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.024.T004表4标准添加系列试样的铅含量标准溶液添加体积/mL第1组第2组第3组第4组样重/g铅含量/(mg/kg)样重/g铅含量/(mg/kg)样重/g铅含量/(mg/kg)样重/g铅含量/(mg/kg)05.002 80.090 65.002 00.201 35.002 80.191 25.003 40.261 71.05.002 62.003 05.002 02.043 55.002 52.164 15.002 12.264 92.05.001 73.956 45.001 53.936 45.002 24.157 35.002 24.096 94.05.003 07.981 15.002 48.032 45.001 28.205 55.001 48.154 88.05.000 516.242 15.002 716.104 15.001 516.218 75.002 816.073 610.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.19.024.T005表5标准添加系列试样的添加回收率标准溶液添加体积/mL第1组第2组第3组第4组1.095.792.198.7100.22.096.793.499.295.94.098.797.9100.298.78.0101.099.4100.298.9单位%由表5可知，4种方法所有标准添加系列试样的添加回收率都在90%~105%之间，且随着添加量的增大，回收率逐渐增大并逐渐趋于100%，说明这4种方法均适用于饲料中铅含量的测定的前处理。因为在强酸性条件下（c(H+)0.1 mol/L），试样溶液中PbCl2的溶解度已超过16 mg/kg的添加量，即试验中试样的PbCl2已得到完全溶解[14]。使用500 ℃灰化16 h，利用HNO3溶液（5 mL，6 mol/L）、HCl溶液（5 mL，6 mol/L）消解灰分时，各添加梯度的回收率最高，最趋于100%。第2组和第1组相比较可知：采用HNO3溶液（5 mL，6 mol/L）、HCl溶液（5 mL，6mol/L）先后消解灰分时，比用单一的HCl溶液（10 mL，6mol/L）进行消解得到的添加回收率更高。第3组和第1组相比较可知：相同溶解条件下，使用500 ℃灰化16 h的方法比使用550 ℃灰化4 h的方法，得到的添加回收率更高。第4组和第1组相比较可知：使用500 ℃灰化16 h，用单一HCl溶液（10 mL，6 mol/L）消解灰分的方法，与GB/T 13080—2018中的方法相比，在8.0 mg/kg的添加量及以下回收率并无明显差异，甚至在2.0 mg/kg的添加量以下，得到的回收率更高。且在16.0 mg/kg的添加量梯度下测定铅含量的准确性可知，该方法完全能够满足GB 13078—2017规定的浓缩和配合饲料铅含量限量≤10 mg/kg的试验要求[15]。2.3试样溶液酸度测定使用酸度计对40个试样溶液逐一进行酸度值的测定，结果显示，所有试样溶液的pH值均小于1，即试样溶液的c(H+)0.1 mol/L。3讨论样品数量较大时，考虑到试验的时效性，应采用550 ℃灰化4 h的方法，以节省试验时间。样品数量较少时，考虑到试验的准确性和精密度，应采用500 ℃灰化16 h，利用HNO3溶液（5 mL，6 mol/L）、HCl溶液（5 mL，6 mol/L）消解灰分的方法，使试样灰化完全、消解完全。HNO3溶液的酸性及腐蚀性均比同等浓度下的HCl溶液要强，当考虑试验操作简单、安全友好时，应首选单一的HCl溶液（10 mL，6 mol/L）进行消解。采用500 ℃灰化16 h，使用单一的HCl溶液（10 mL，6 mol/L）消解灰分的方法和GB/T 13080—2018中的方法得到的结果并无差异，且与GB 13082—1991《饲料中镉的测定方法》中的前处理方法完全一致。4结论在饲料和饲料添加剂质量安全监测日常工作中，在保证试验结果准确性的同时，饲料样品经500 ℃灰化16 h，用单一HCl溶液（10 mL，6 mol/L）消解灰分的前处理方法，可以同时兼顾铅含量和镉含量的测定，而无须在测定镉含量时另外制样。此方法快速高效、操作简单、安全友好，可作为最佳的饲料中铅含量测定的前处理方法。