東海近海域四種經(jīng)濟(jì)魚類中礦物元素的分析及元素指紋信息初探.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市工業(yè)污染的排放對(duì)近海海域造成了不同程度的重金屬污染,這些污染又可通過食物鏈傳遞、富集,并對(duì)人體造成嚴(yán)重危害,導(dǎo)致水產(chǎn)品質(zhì)量安全問題日益突出。美國、歐盟等水產(chǎn)進(jìn)口大國及國內(nèi)多個(gè)省市開始實(shí)行水產(chǎn)品市場準(zhǔn)入制度,建立水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺(tái),確保水產(chǎn)品來源可查證。而不同產(chǎn)地魚類中礦物元素的組成存在一定的地域性差異,因此,建立經(jīng)濟(jì)魚類的礦物元素指紋圖譜不僅可用于水產(chǎn)品污染危害的監(jiān)測和營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià),同時(shí)也可用于產(chǎn)地辨別,對(duì)建

2、立經(jīng)濟(jì)魚類溯源平臺(tái),保障消費(fèi)者健康,監(jiān)控水產(chǎn)品加工原料,促進(jìn)水產(chǎn)貿(mào)易的健康發(fā)展等具有重要意義。
　　 首先,本文建立了微波消解.火焰原子吸收光譜法(MD-FAAS)和微波消解-石墨爐原子吸收光譜法(MD-GFAAS)分別用于海魚中K、Na、Ca、Mg、Cu、Fe6種元素和Pb、Cd、Cr3種重金屬元素的定量分析。在MD-FAAS中,對(duì)待測元素進(jìn)行了儀器參數(shù)及前處理?xiàng)l件的優(yōu)化,并對(duì)共存離子對(duì)分析的干擾,以及酸介質(zhì)、有機(jī)試劑和表面活

3、性劑對(duì)待測元素靈敏度的影響進(jìn)行了研究,最終選擇在Cu、Fe和K、Ca、Mg的分析中分別添加0.02％和0.06％的SDS,使其靈敏度得到明顯的提高。在MD-GFAAS中,對(duì)待測元素前處理?xiàng)l件、儀器參數(shù)、石墨爐升溫程序和基體改進(jìn)劑進(jìn)行了優(yōu)化和篩選。結(jié)果表明,各待測元素在相應(yīng)濃度范圍內(nèi)的線性相關(guān)性良好(r2:0.9983～0.9998),經(jīng)優(yōu)化的兩種分析方法具有前處理快速簡單、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),其精密度(RSD＜5％)和回收率(

4、86.67％～110.91％)均符合分析要求。
　　 其次,本文采用微波消解.電感耦合等離子體質(zhì)譜法(MD-ICP-MS)建立了海魚中Mn、Co、Cu、Fe、Zn、Se、Rb、Sr、Mo等20種礦物元素的多元素同時(shí)分析方法;同時(shí),采用MD-ICP-MS建立了海魚中微量碘的分析方法。其中進(jìn)行了前處理及儀器參數(shù)條件的優(yōu)化、監(jiān)測同位素的選擇、干擾試驗(yàn)及干擾的消除、有機(jī)介質(zhì)對(duì)分析靈敏度影響的考察等試驗(yàn)。最終選擇在多元素分析中添加1.0％

5、的甲醇,使.As、Hg、Se等高電離能元素的靈敏度得到不同程度的提高;而在微量碘分析中添加2.5％的甲醇,使碘的靈敏度得到顯著提高。結(jié)果表明,Mn、Co、Cu、Fe、I等21種礦物元素在相應(yīng)濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r2:0.9995～0.9999),經(jīng)優(yōu)化的兩種分析方法具有前處理快速簡單、檢出限低、靈敏度高、分析快速準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),且精密度(RSD＜6％)和回收率(81.74％～109.51％)均符合分析要求。
　　

6、其后,本文對(duì)已建立的分析方法進(jìn)行比較和選擇,最終選擇采用MD-FAAS法分析舟山、溫州、寧波三個(gè)產(chǎn)地的鯧魚、帶魚、魷魚、小黃魚樣品中K、Ca、Na、Mg四種常量元素;而采用MD-ICP-MS用于Mn、Co、Cu、Fe等20種礦物元素多元素同時(shí)分析及微量碘分析。經(jīng)分析得到了4種經(jīng)濟(jì)魚類中的礦物元素組成信息。在此基礎(chǔ)上對(duì)不同產(chǎn)地4種經(jīng)濟(jì)魚類中礦物元素的分布特征進(jìn)行了分析,并基于相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)其安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,M

7、n、Co、Zn、Rb、Sr、Mo、Ba和Bi等多種礦物元素的含量在三個(gè)產(chǎn)地的相同魚種間具有明顯差異,證明了通過礦物元素指紋進(jìn)行經(jīng)濟(jì)魚類產(chǎn)地識(shí)別的可行性;而經(jīng)濟(jì)魚類中礦物元素的含量呈現(xiàn)了一定的種群間差異。此外,除了As的風(fēng)險(xiǎn)值相對(duì)較大而無機(jī)砷指標(biāo)未能評(píng)價(jià)外,其余礦物元素含量均符合各標(biāo)準(zhǔn)的限量要求,風(fēng)險(xiǎn)值均在可接受范圍內(nèi)。
　　 最后,對(duì)已獲取的各經(jīng)濟(jì)魚類中元素的組成信息采用主成分分析法(PCA)、偏最小二乘判別分析(PLS-DA)

8、和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PNN)三種多元統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行分析,提取元素指紋信息,以不同產(chǎn)地(舟山、溫州、寧波)四種經(jīng)濟(jì)魚類中的礦物元素指紋特征分別對(duì)四種經(jīng)濟(jì)魚類進(jìn)行了產(chǎn)地的判別分析。結(jié)果表明,通過PCA分析可完全區(qū)分不同產(chǎn)地的四種經(jīng)濟(jì)魚類,并找出了對(duì)4種經(jīng)濟(jì)魚類產(chǎn)地區(qū)分影響最為顯著的礦物元素;而通過PLS-DA、PNN建立的產(chǎn)地判別模型也可準(zhǔn)確地對(duì)四種經(jīng)濟(jì)魚類的產(chǎn)地進(jìn)行判別預(yù)測。驗(yàn)證結(jié)果表明,兩者的準(zhǔn)確度均達(dá)到100％。而在不考慮魚種的前提下,