金属罐消解

2024-08-14

金属罐消解（共8篇）

金属罐消解篇1

镉是一种有毒有害的金属, 破坏神经系统, 食入会引起急性肠胃炎, 出现心血管病, 镉中毒会加速骨骼的钙质流失, 引发骨折或变形。污水处理过程中, 废水中含有的大量镉通过水中悬浮物和胶体物质的吸附、包藏、沉淀于污泥中大大增加了污泥的毒害性。本实验通过一系列的方法研究, 分别将微波消解和常压消解后的污泥样品, 应用原子吸收分光光度法测定其中镉及其化合物的含量, 使两种方法得以比对, 选出最佳实验条件。

本实验选用仪器:美国CEM微波消解仪, 美国PerkinElmer公司AAnalyst-700原子吸收分光光度计。

1 试剂 (所用水均为去离子水)

(1) 硝酸:优级纯 (ρ=1.42g/mL) 。 (2) 硝酸溶液 (1+1) 。 (3) 硝酸溶液 (1+99) 。 (4) 过氧化氢溶液:Φ (H2O2) =3 0%。 (5) 盐酸:优级纯 (ρ=1.1 9 g/m L) 。 (6) 镉标准贮备液 (10 0 mg/L) :国家标准物质中心制标准样品。 (7) 镉标准使用液 (10.0μg/mL) :取镉标准贮备液 (1.6) 10.0mL于100mL容量瓶中, 加硝酸溶液 (1.3) 定容, 摇匀。此溶液中每毫升汗10.0μg镉。

2 仪器、设备

所用仪器均已硝酸 (1+5) 浸泡过夜, 用水反复冲洗, 最后用去离子水冲洗干净。

(1) PE-700原子吸收分光光度计及其配件:带有氘灯背景扣除装置、空心阴极灯。 (2) 乙炔钢瓶气 (高纯) 。 (3) 空气压缩机。 (4) 电子天平;感量0.0001g。 (5) 烘箱。 (6) 微波消解仪 (美国CEM) 。

3 采样

采集具有代表性的污泥样品, 将湿污泥样品平铺于硬质板上, 用玻璃棒等压散, 出去泥样中石头和动物残体等异物, 混匀备用。

干污泥样品出去泥样中石头和动物残体等异物后, 用四分法缩分至获得所需样品用研钵研磨至样品全部通过 (80~100) 目尼龙筛, 混匀备用。

4 分析步骤

4.1 仪器操作

参照仪器说明书将仪器工作条件和仪器参数调整至最佳状态。参考参数如下:

波长 (nm) 228.8

灯电流 (m A) 4

狭缝宽度 (nm) 0.7

空气流量 (L/min) 17.0

乙炔流量 (L/min) 2.0

读数时间 (s) 3.0

4.2 样品测定

4.2.1 样品预处理

(1) 常压消解进行预处理。

称取1.0000g样品于150mL三角瓶中, 加入1mL去离子水湿润样品, 加入硝酸 (1.2) 10mL, 盖上玻璃表面皿于电热板上加热10min。冷却后再加入5mL硝酸 (1.1) , 盖上玻璃表面皿加热30min。此时的烟雾为硝酸氧化样品所产生。重复此步骤, 每次加硝酸5mL, 直至无棕色烟雾产生, 表示消化反应完成。冷却后加入2mL纯水及过氧化氢 (1.4) 直至反应不再剧烈。注意加入过氧化氢总量不超过10mL。继续加热至溶液5mL。冷却后加入10mL浓盐酸, 盖上玻璃表面皿加热15min。冷却后加入40mL去离子水, 加热煮沸至溶液剩下10mL。处理后的样品定容至50mL容量瓶中。

用去离子水代替式样, 按 (4.2.1) 相同步骤和试剂作全程序试剂空白试验。

(2) 微波消解。

(1) 微波消解最佳实验条件的确定。

(1) 在不同功率下, 分别对污泥样品进行试验比较, 实验结果如图1所示。

实验显示在800~1000W功率下测得污泥镉浓度基本相同, 因此确定800W为最佳实验功率。

(2) 各步骤保温时间的确定:对相同的污泥样品分别保温不同时间以比较其消解浓度变化, 实验结果如图2, 3, 4所示。

实验显示:

在第一部保温时间于1～3min内测定出的污泥镉浓度基本相同。

在第二部保温时间于5～8min内测定出的污泥镉浓度基本相同。

在第三部保温时间于20～30min内测定出的污泥镉浓度基本相同。

从而确定三步的保温时间分别为1min, 5min, 20min。

由上述数据可得最佳实验条件见表1。

注:升温时间的确定。

第一步, 将需要升至的最终温度减去试问 (20℃) 除以第一步升温速率。

第二、三步, 将第二步需要升至的最终温度减去第一步温度, 除以第二步升温速率, 以此类推。

4.2.2 微波消解进行预处理

称取0.5000g样品于聚四佛乙烯罐中, 沿罐壁加入浓硝酸8mL (1.1) , 1.0mLH2O2, 盖上内盖, 拧紧罐盖, 放入微波消解炉中, 管好炉门。按已优化好的消解步骤进行消解。消解结束后, 冷却, 取出消解罐。将消解液移入50mL容量瓶中, 用硝酸 (1.3) 定容待测。

4.2.3 样品测定

对同一样品不同条件下进行平行测定, 实验结果如表2所示。

5 结语

综上数据可见, 在实验过程中通过对污泥样品应用微波消解的方法进行预处理, 其结果与常压消解得出的样品在最终的实验结果上基本相同。但其安全性, 准确性, 高效性皆优于常压消解这种预处理方式。在以后的实验中可大面积推广应用, 其方法简便、安全, 数据结果准确、可靠。

参考文献

[1]美国公共卫生协会.水和废水标准检验法[J].17版.

[2]水和废水监测分析方法指南[M].中国环境科学出版社.

[3]国家环保总局.水和废水监测分析方法[M].4版.中国环境科学出版社.

[4]原子吸收光谱法在检验中的应用[M].北京大学出版社.

金属罐消解篇2

用浓硝酸微波消解样品,火焰原子吸收光谱法直接测定了甜叶菊样品中Fe、Cu、Mg、Ca、Mn、zn 6种金属元素.测定的`甜叶菊中含有丰富的人体必需金属元素,方法回收率在92.80%-103.00%之间.本方法简单、准确,结果令人满意.

作者：作者单位：刊名：光谱实验室 PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SPECTROSCOPY LABORATORY年，卷(期)：26(6)分类号：O657.31关键词：火焰原子吸收光谱法甜叶菊金属元素 FAAS Stevia Rebaudiana Metallic Elements

金属罐消解篇3

随着社会经济的发展, 人民的生活水平也在不断提高, 对调味料的要求也越来越多。从目前的发展情况来看, 调味品已经是食品工业的重要组成部分, 其产量也在不断增加。本文将采用高分辨连续光源原子吸收光谱仪对鸡精中的金属元素进行测定, 其中鸡精的消解工作会用到微波, 其能够最大限度地减少对环境的污染。

鸡精的含义

所谓鸡精就是指把鲜味剂、蔗糖、鸡肉粉、食盐和淀粉等作为原料, 通过混合配料、造粒和干燥等方式形成的一种有浓浓的鸡鲜味的调味料, 为广大群众所喜爱。随着人民生活水平的提高, 鸡精的产量也在不断地上升, 推动了我国食品工业的发展。

高分辨连续光源原子吸收光谱仪的应用

在这次的实验中, 会用到高分辨连续光源原子吸收光谱仪, 将对实验产生很大的帮助。所谓的高分辨连续光源原子吸收光谱仪主要是由中阶梯双单色器分光系统、高压短弧灯和低噪声线阵检测器构成的。中阶梯双单色器分光系统的最大优势就是利用它测量可以得到较高的光谱分辨率, 属于高分辨单色器, 是由中阶梯光栅以及棱镜构成的。高压短弧在这次实验中所充当的是连续光源, 在特定的光谱范围内测定多种元素的吸收情况;最后是低噪声线阵检测器, 它的主要特点就是对紫外线光非常敏感, 而且量子效率极高, 读出速度也非常快。一般情况下, 低噪声线阵检测器基本上可以记录一段波长范围内的所有光谱信息, 被广泛应用。笔者之所以采用高分辨连续光源原子吸收光谱仪还是因为它的光谱信息量大、一级分辨率高和分析速度快等特点, 最突出的一点就是它能够针对各种元素有秩序地进行测定, 不易混淆信息, 因此, 这种光谱仪值得大力推广。

实验材料及方法

实验材料

在这项实验中, 需要用到的是市场上销售的鸡精以及相关的化学试剂和仪器设备。首先鸡精就是在市场上能买到的袋装鸡精, 化学试剂需要体积分数为30%的过氧化氢、纯度特别高的硝酸镧和氯化钾, 以及浓度非常强的硝酸和钙铁锌硒的标准溶液。其中需要注意的是, 在实验过程中所有的玻璃器皿都需要用体积分数显示为5%的硝酸溶液进行浸泡, 浸泡时间在24小时以上, 才能确保实验顺利进行。除此之外, 在实验过程中还要用到一些仪器, 主要有高分辨连续光源原子吸收光谱仪、实验室超纯水系统、电子天平、移液器、自动进样器和智能微波消解仪, 加热仪也会用到, 缺一不可, 否则会影响实验的进度。

实验方法

高分辨连续光源原子吸收光谱仪针对不同的元素波长会有所变化, 当其遇到钙时, 波长达到最大值。为了使实验进行得更加顺利, 还会用到标准工作曲线。标准工作曲线的配制主要采用的是钙标准溶液以及体积分数为0.5%的硝酸溶液, 用硝酸溶液去稀释钙标准溶液, 通过不断稀释慢慢配制出实验中经常会用到的标准溶液。需要注意的是, 在稀释完以后需要在标准溶液中添加一定量的氯化钾和硝酸镧。在给钙标准溶液中添加完少量氯化钾和硝酸镧以后, 还需要给铁锌镁标准溶液也添加一定量的氯化钾和硝酸镧。具体做法:第一, 首先需要用实验超纯水洗干净微波消解罐, 因为它一直浸泡在体积分数为5%的硝酸溶液中;第二, 清洗工作完成以后, 将微波消解罐放入烘箱中进行干燥处理, 烘干温度控制在80℃左右;第三, 用电子天平称取大约0.4 g的鸡精放进微波消解罐中, 再加入5 m L的浓硝酸溶液以及体积分数为30%的1m L过氧化氢;第四, 使用加热仪对微波消解罐进行加热, 大概1个小时以后取出消解罐, 再加进1m L体积分数为30%的过氧化氢;第五, 需要一直消解到溶液呈无色透明状;第六, 消解工作完成以后会发现, 各种金属元素的含量等于各金属元素的质量浓度乘以消解结束后定容的体积和溶液稀释的倍数然后再除以溶液质量, 从而得出鸡精中金属元素的含量。

实验结果分析

通过实验可以发现, 各金属元素的质量浓度与吸光度关系较为良好。同时利用高分辨连续光源原子吸收光谱仪去测定鸡精中金属的含量, 利用吸光度的大小能够获得最佳的乙炔流量值, 吸光度最好的金属元素是锌。金属元素含量的测定是在消解结束以后进行的, 其中钙的浓度最高, 其次是铁、镁、锌。金属含量数值钙、镁、铁、硒依次为206.2、144.7、3.6和4.0, 实验圆满完成。

结语

金属罐消解篇4

1仪器与试剂

1.1仪器原子吸收光谱仪 (AA7000, 岛津企业管理 (中国) 有限公司) , Wiz AArd工作站 (岛津企业管理 (中国) 有限公司) , 铜、锌、锰、铅、铬、镉元素空心阴极灯 (岛津企业管理 (中国) 有限公司) , 电子天平 (CP214, 奥豪斯仪器 (上海) 有限公司) , 微波消解仪 (WX-4000, 上海屹尧仪器科技发展有限公司) , 智能控温系统 (DKQ-1000, 上海屹尧仪器科技发展有限公司) 。

1.2试剂硝酸 (AR, 天津市科密欧化学试剂有限公司) , 磷酸二氢铵 (AR, 天津市科密欧化学试剂有限公司) , 锌、铜、锰、铅、铬、镉标准储备液 (1 000μg/m L, 国家有色金属及电子材料分析测试中心) , 试验用一级水。

1.3仪器条件AA7000原子吸收光谱仪使用火焰法测量铜、锌、锰含量, 选择空气-乙炔型火焰, 氘灯背景校正, 工作参数见表1。

AA7000原子吸收光谱仪使用石墨炉法测量铅、铬、镉含量, 氘灯背景校正, 与标准溶液和样品溶液同时注入等体积20 g/L的磷酸二氢铵溶液作为基体改进剂, 工作参数见表2。

2方法与结果

2.1回归方程和检出限每次准确吸取铜、锌、锰、铅、铬、镉标准储备液1.0 m L于100 m L容量瓶中, 用1%的硝酸溶液定容至刻度。如此逐级稀释成表3中标准工作液浓度。

按1.3仪器条件设置好原子吸收光谱仪的工作参数, 待仪器稳定后测定标准工作液的吸光值, Wiz AArd工作站计算回归方程。分别对一个浓度近空白的溶液进行11次测定, 按称取1.0 g试样消解定容至10 m L计算铜、锌、锰、铅、铬、镉的检出限。

回归方程、相关系数和检出限结果见表4。

2.2样品的处理准确称取貉肉样品1.0 g (精确到0.1 mg) , 将称取的样品置于消解罐内, 加入硝酸5.00 m L, 静置过夜, 密封消解罐, 连接好温度和压力检测器, 开机预热5 min并运行正常, 设置4阶段的梯度升温消解程序, 程序如下: (1) 温度90℃, 压力10 atm, 维持2 min; (2) 温度130℃, 压力15 atm, 维持2 min; (3) 温度160℃, 压力25 atm, 维持2 min; (4) 温度180℃, 压力30 atm, 维持5 min。消解程序执行结束后待消解罐温度低于80℃放出气体, 用1%的硝酸把消解罐盖子上的液体冲洗到消解罐内, 将消解罐置于智能控温系统上赶酸, 赶酸温度为140℃, 至溶液少于1 m L, 用余热赶至湿盐状态。用1%的硝酸溶液多次冲洗消解罐并定容于10 m L容量瓶中即为试样溶液, 所得试样溶液清澈透明。同时制备试样的空白溶液。

2.3精密度和准确度为考察方法的精密度和准确度, 对貉肉样品进行加标回收试验, 用相对标准偏差 (RSD) 代表精密度, 用回收率代表准确度。

准确称取1.0 g (精确到0.1 mg) 貉肉样品, 进行加标回收试验的样品在准确称取样品后精确添加适量标准溶液, 各元素的加标量见表5。貉肉样品和加标样品按照2.2样品的处理方法制备试样溶液, 按照2.1的方法绘制标准曲线, 测定试样溶液, Wiz AArd工作站直接给出试样溶液中铜、锌、锰、铅、铬、镉的浓度。如果试样溶液中该元素的浓度不在工作曲线范围内, 用1%的硝酸将试样溶液进行适当稀释, 直到该元素的浓度在工作曲线范围内再进行测定。计算加标前后貉肉样品中铜、锌、锰、铅、铬、镉的含量, 回收率和RSD结果见表5。

2.4貉肉中重金属含量检测结果从冀东地区的10个乡镇采集皮用貉肉腿肌, 共50个样品。按照本试验的方法测定貉肉中铜、锌、锰、铅、铬、镉的含量, 其中铅和镉均未检出, 铜、锌、锰、铬结果见表6。

3讨论

3.1貉肉的微波消解本试验采用微波消解处理貉肉样品, 能够快速得到澄清透明的溶液, 满足原子吸收光谱仪测定金属元素的要求。值得注意的是貉肉应溶于消解酸中再进行微波消解, 建议在微波消解前将貉肉样品通过预消解或静置过夜等方式充分溶解在消解酸中, 微波消解过程选择程序升温, 低温消解过程不能省略, 这样既保证样品能充分消解, 也保障了仪器和人员的安全。

3.2原子吸收测定效果本试验中用石墨炉原子吸收法测定铅、铬、镉3种元素时, 与试样分解液注入等体积的磷酸二氢铵作为基体改进剂, 可以有效防止样品吸光度值低于空白溶液的现象发生。原子吸收法测定铜、锌、锰、铅、铬、镉六种元素的线性相关系数均大于0.999, 检出限分别是铜0.191 mg/kg、锌0.028 mg/kg、锰0.078 mg/kg、铅0.013 mg/kg、铬0.004 mg/kg、镉0.000 1 mg/kg。通过加标试验得到6种元素的回收率分别是铜101.0%、锌99.9%、锰98.0%、铅110.0%、铬90.0%、镉100.0%, 相对标准偏差分别是铜1.63%、锌1.12%、锰2.20%、铅4.53%、铬4.36%、镉1.22%。本方法线性良好, 检出限低, 准确度和精密度满足测定的要求。

3.3貉肉中金属含量检测结果铜、锌、锰是儿童和老人易缺乏必需的微量金属元素[2], 然而长期食用高铜类动物产品会改变脂类代谢, 导致动脉粥样硬化并加速细胞的老化和死亡[3], 高锌、高锰类动物产品对人的健康也是不利的。试验发现貉肉腿肌中铜、锰的平均含量是1.26 mg/kg、0.31 mg/kg, 而羊后腿肉中铜、锰的含量是1.0 mg/kg、0.2 mg/kg[4], 两者相近。貉肉腿肌中锌的平均含量是38.33 mg/kg, 比羊后腿肉中30.7 mg/kg的锌含量[4]要高, 可以为膳食提供更多的锌元素。铅、铬、镉3种元素通过食物链传递到人体, 研究发现其对人体健康会产生较大危害[5], 本试验测定的皮用貉肉腿肌中铅、镉未检出, 铬平均含量为0.08 mg/kg, 均低于食品中污染物限量[6]对这3种元素在肉类中的限量要求, 不会对人体产生重金属危害。

4小结

微波消解-原子吸收法适用于貉肉中重金属含量的分析。皮用貉肉腿肌中铜、锰含量与羊后腿肉相近, 锌含量比羊后腿肉稍高, 可以为膳食提供更多的锌元素, 铅、铬、镉含量低于食品中污染物限量要求, 不会对人体产生重金属危害。

参考文献

[1]常秀云, 李利军, 李宝山, 等.水貂、狐、貉肌肉氨基酸成分分析与营养价值评定[J].经济动物学报, 1998, 2 (3) :5-7.

[2]孔祥瑞.必须微量元素的营养生理与临床意义[M].合肥:安徽科技出版社, 1980:8-323.

[3]柏云江.铜锌砷等过量对饲料安全的影响及对策[J].现代畜牧兽医, 2010, 3:55-57.

[4]杨月欣.中国食物成分表2004[M].北京:北京大学医学出版社, 2004:126-127.

[5]Aschner M.Neurotoxic mechanisms of fishborne methylmercury[J].Environ Toxicol Pharmacol, 2002, 12 (2) :101-104.

金属罐消解篇5

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

TAS-990原子吸收分光光度计,空心阴极灯,WX-4000型微波消解仪,GR-200型电子天平。

K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu标准储备溶液:1.000mg·m L-1,贮存于聚乙烯瓶内,使用时用去离子水稀释到所需浓度。浓硝酸为优级纯,水为二次蒸馏水。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的预处理

将新鲜香菇(外购组织完整、无机械损伤,经陕西理工学院生物学院李新生教授鉴定)的子实体和柄分离,分别用自来水和去离子水洗净、切成薄片,于105℃下干燥至恒质量,粉碎,置于干燥器中备用。

1.2.2 样品的消解

准确称取0.2000g样品于100m L聚四氟乙烯消解罐中,加入浓硝酸5m L及30%过氧化氢2m L,置于微波消解仪内进行消解,消解条件见表1。消解完成后,将消解溶液转入50m L量瓶中,以5%的硝酸溶液定容,摇匀。以同法做空白试样,供FAAS测定。测定时根据样品溶液中各元素含量范围进行适当稀释,使样品溶液中各元素浓度在线性范围内。

1.2.3 仪器工作条件

采用TAS-990原子吸收分光光度计,所有仪器工作条件均由仪器自动获取,各元素的预热电流均为2.0m A,负高压均为300 V,其它仪器工作参数见表2。

2 结果与分析

2.1 标准曲线和线性回归方程

配制一系列不同浓度的待测元素的标准溶液,按1.2.3所确定的仪器工作条件测定其吸光度,得到各元素的线性回归方程和相关系数,结果见表3。由表3可看出,各元素的标准曲线相关系数都在0.99以上,能够达到分析要求。

2.2 样品分析

按1.2.3的仪器工作条件,测定香菇子实体和柄样品中金属元素的含量,结果见表4。

/μg·g-1

由表4可看出,香菇子实体和柄中富含人体必需的Ca、K、Mg、Fe、Zn等金属元素,同时7种金属元素在子实体和柄中的含量存在一定差异;子实体中K、Zn、Mn和Mg元素含量高于香菇柄,而香菇柄中Ca和Fe元素的含量明显高于子实体,这可能与香菇子实体和柄对金属元素的富集程度不同有关。

2.3 方法的准确度检验

为了考察方法的准确性,对试样中7种金属元素做了加标回收和精密度实验,结果见表5。

由表5可知,7种金属元素的加标回收率为97.8%~103.4%,相对标准偏差(RSD)≤3.22%,表明该方法具有良好的准确度和精密度。

3 结论

本实验采用微波消解-火焰原子吸收光谱法测定了香菇子实体和柄中的7种金属元素的含量。方法的加标回收率为97.8%~103.4%,相对标准偏差(RSD)≤3.22%,表明方法具有较好的准确度和精密度,能够达到检测要求。结果表明,香菇子实体和柄中Ca、K、Mg、Fe、Zn等金属元素含量丰富,Mn、Cu元素含量较低,同时7种金属元素在两者之间含量存在一定差异,子实体中K、Zn、Mn和Mg元素含量高于柄,而香菇柄中Ca、Fe和Cu尤其Ca、Fe元素的含量明显高于子实体。通过对香菇子实体和柄中对人体有益的金属元素的分析研究,可为香菇子实体和柄的进一步开发和合理利用提供理论依据,同时为人们的合理膳食提供科学指导。

摘要：采用微波消解法处理香菇子实体和柄样品,运用火焰原子吸收光谱法测定其中的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu等7种对人体有益的金属元素含量。结果表明,香菇子实体和柄中Ca、K、Mg、Fe、Zn元素含量丰富,7种金属元素含量在两者之间存在一定的差异,子实体中K、Zn、Mn和Mg元素含量高于柄,柄中Ca、Fe和Cu尤其Ca、Fe元素的含量明显高于子实体。方法的加标回收率为97.8%103.4%,相对标准偏差(RSD)不大于3.22%。本研究结果可为香菇子实体和柄的合理开发利用提供理论依据。

关键词：原子吸收光谱法,湿法消解,香菇子实体和柄,金属元素

参考文献

[1]黄年来.中国食用菌百科[M].北京:农业出版社,1992.24-29.

[2]李利华.香菇不同部位醇提物的抗氧化活性[J].食品与发酵工业,2010,36(10):199-202.

[3]徐晓飞,向莹,张小爽,等.不同干燥方式对香菇品质的影响[J].食品工业科技,2012,33(17):259-262.

[4]张昕,张强,梁彦龙.香菇多糖的抗肿瘤和降糖作用机理的研究进展[J].中国药事,2008,22(2):149-154.

[5]燕航,钟耀广,王淑琴,等.香菇子实体多糖分离纯化的研究[J].食品研究与开发,2006,27(8):61-63.

[6]彭冬兵.香菇中一种抗氧化活性成分的分离与组成分析[D].无锡:江南大学,2008.

金属罐消解篇6

关键词：紫薯叶,金属元素火焰原子吸收光谱法

紫薯( Solanum tuberdsm) 又叫黑薯,为旋花科紫薯属植物,在江西、湖南、广东等地广泛分布。紫薯的化学成分主要有花青素[1]、淀粉[2]。花青素具有抗氧化清除人体自由基的作用。紫薯块茎中也含有锌、铁、钙、铜、锰等金属元素[3],可作为人体金属元素的重要补充。紫薯叶是紫薯植物进行光合作用的场所,叶片中除了含有大量的纤维素外,也可能含有金属元素,本文通过作用浓硝酸微波消解紫薯叶,使用火焰原子吸收光谱法对紫薯叶样品中的6 种人体所需的金属元素进行了测定。

1 材料与方法

1. 1 仪器与试剂

1. 1. 1 主要仪器

TAS - 990 原子吸收分光光度计,北京普析仪器公司; 101- 3BS电热恒温鼓风干燥箱,力辰科技有限公司; JK - PWS - S超纯水器,上海精科仪器公司; WX - 4000 温压双控微波消解系统,上海屹尧分析仪器有限公司。

1. 1. 2 主要试剂

超纯水,使用时临时制取,用普纯水经上述超纯水器制备; 浓硝酸,优级纯,深圳市南山区富成达化工厂; Fe、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg各元素标准溶液,含量均为1000 μg / m L,国家钢铁材料测试中心。

1. 2 实验方法

1. 2. 1 稀释剂及标准溶液的配制[4]

稀释剂A: 以上述优级纯浓硝酸为基础,配制质量比为0. 5% 的稀硝酸,以此作为Fe、Cu、Zn、Mn标准溶液的稀释剂及空白样品稀释剂。稀释剂B: 准确称取1. 00 g氯化锶、1. 00 g氯化钾用0. 5% 硝酸溶解后配成1000 m L混合溶液,作为钙镁标准溶液的稀释剂。

取上述6 种元素标准溶液用相应的稀释剂配制成相应浓度的溶液,其中,Fe,Cu,Zn,Mn配制成混合标准溶液,钙和镁配制成混合标准溶液,配制的标准溶液的浓度见表1[5]。

( μg / m L)

1. 2. 2 紫薯样品的前处理

紫薯叶样品采自江西省赣州市郊区,取回后去掉叶柄除掉泥沙等部分,样品经自来水小心清洗后再用超纯水清洗多次。取叶片部分放入恒温干燥箱内于95 ℃ 烘至全干,时间约为8 h,用普通中药粉碎机粉碎后于干燥器内保存备用。

准确称取0. 3000 g上述紫薯叶片粉末,放入已清洗干燥的微波消解罐内,用移液管加入10. 00 m L浓硝酸,设定经优化的消解程序后密闭微波消解,本次实验的最优微波消解程序见表2。消解完全待消解仪指示温度低于30 ℃ 时取出罐体,将消解罐置于电热板上90 ℃ ~ 110 ℃ 小心加热赶酸。待近干后向罐中加入少量的稀释剂A,轻微振荡促溶解后将此液小心转移至50 m L容量瓶中,用稀释液A多次清洗消解罐后稀释至容量瓶刻度待用,同时制作空白对照液,作为样品空白,测量时设置扣除空白系统会自动扣除空白样品和空白标准品的吸光度。

测量钙、镁时从上述原液中取5 m L,加入稀释剂B定容至50 m L,使测试液稀释10 倍后测量[6]。

1. 2. 3 标准方程建立

根据实验方法优化的仪器参数及通过对标准溶液的测定时的工作线性方程见表3,各元素测定的波长均为其元素的特征谱线,灯电流为软件系统提供的最优化结果,乙炔气流量由实验确定,线性方程和相关系数由软件记录吸光度后与标准浓度自动拟合而成。

2 结果与分析

2. 1 检测结果

根据系统提供的测定结果,把检测结果乘以稀释倍数后除以所称重的紫薯叶粉末的质量,所检测的紫薯叶样品中金属元素质量比见表4。从表4 中可知,紫薯叶样品中均含有所测定的6 种金属元素,其中以Ca元素和Mg元素的含量最高,铜元素的含量最低,使用本方法检测时精密度良好,RSD均小于2. 5% 。

2. 2 加标回收试验

为了验证试验的准确性,对紫薯叶样品进行了加标回收试验,使用本方法所测定的元素回收率结果见表5,其测定回收率在95. 0% ~ 106. 0% 之间,说明各测定元素之间基本无干扰。

(μg/m L)

3 结论

通过FAAS法测定的紫薯叶中含有人体生理需要的上述6种金属元素,其中Fe的含量为296. 57 μg/g,Cu的含量为10. 24 μg / g,Zn的含量为52. 61 μg / g,Mn的含量为78. 33 μg / g,Ca的含量为4258. 74 μg / g,Mg的含量为3256. 29 μg / g,采用此方法回收率在95. 0% ~ 106. 0% 之间。

紫薯叶除了其丰富的纤维和花青素对人体有益外,其金属元素的大量存在为这一食材对人体金属元素的补充提供了依据。

参考文献

[1]毕云枫,姜仁凤,武学宁,等.紫薯花青素提取工艺和纯化的研究[J].食品科技,2015,26(2):259-263.

[2]史光辉,胡志和,马科铭,等.紫薯花青素提取条件优化及淀粉等产物的制备[J].食品科学,2014,25(22):39-45.

[3]邵兵.火焰原子吸收法测定紫薯中的微量元素[J].中国现代医生,2011,5(2):81-82.

[4]李银保,彭湘君,余磊,等.火焰原子吸收光谱法对三尖杉中六种微量元素的测定[J].时珍国医国药,2008,19(1):84-85.

[5]余磊,彭湘君,李银保,等.原子吸收光谱法测定茶叶中7种微量元素[J].光谱实验室,2006,23(5):962-965.

金属罐消解篇7

由于人类活动和工业化生产及不合理用肥等影响[1]农田受到重金属污染趋势日益严重;重金通过农田作物直接进入食物链对人体产生危害, 研究和检测土壤中重金属元素含量对科学种植和家产品安全生产极为重要。传统重金属常用检测方法有比色法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法等方法, 这些方法都存在有干扰复杂、检出限高、准确度和精密度差、分析速度慢等缺点;本文通过微波消解土壤, 采用ICP-MS法测定土壤中Pb、Cd、As、Hg、Cr元素含量的检测, 通过在线加入内标丫元素的方法校正由于样品中基体效应和仪器信号漂移对测量所造成的干扰影响, 从而达到检出限低、准确度和精密度高, 分析速度快、一次可测定多种元素等优点[2]通过测定广西5个不同城市15个不同土壤重金属元素的含量, 为广西土壤重金属含量作综合评价, 为科学的种植提供有效的实验参考依据。

2 实验部份

2.1 实验样品

土壤样品分别为广西5个城市 (南宁市良庆区、南宁市邕宁区、南宁市武鸣区、北海市合浦县、北海市公馆镇、北海市张黄镇、桂林市临桂区、桂林市灵川县、桂林市阳朔县、柳州市柳江县、柳州市沙塘镇、柳州市鹿寨县、百色市田阳县、百色市巴马县、百色市永乐乡) , 每个城市分别在3个不同地方采样;土壤按规定采样后经实验室自然风干、粉碎、取样后经研磨过100目尼龙筛后待测。

2.2 实验仪器

X7型电感耦合等离子体质谱仪, 美国Thermo Elemental公司;ST-60型自动消解仪, CEM高压密闭微波消解系统, 美国培安公司;Cascada型超纯水仪, PALL公司。

2.3 实验主要试剂

硝酸 (HNO3) , 实验用工艺超纯 (上海国药化学试剂有限公司) ;实验用超纯水, 电阻率≥18.2M/cm;国家标准样品:Pb、Cd、Cr、Cu、As、Hg、元素溶液浓度为10µg/ml, (GSB04-1767-2004) 购于地球化学标准物质研究中心。钇内标溶液为10µg/ml。

2.4 实验仪器主要工数作参

入射功率:1200w;雾化器流量:0.85L/min;冷却器流量:13.0L/min;辅助气流量0.655L/min;采样锥孔径:1.0mm;扫描方式:跳峰;积分时间:0.5s;扫描次数:40次;采样深度:0.8mm;截取锥孔径:0.7mm。

2.5 标准溶液配制

取混合元素国家标准样品 (GSB04-1767-2004) 配制成0.00, 5.00, 10.00, 30.00, 50.00, 100.00ng/ml质量浓度系列的混合标准工作液, 介质为10%HNO3。

同时取汞国家标准样品 (GSB04-1729-2004) 配制成0.00, 0.50, 1.00, 2.00, 3.00, 4.00ng/ml质量浓度系列的汞标准工作液, 介质为10%HNO3。

ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪调谐混合标准溶液:Be (9) , Co (90) , In (115) , Bi (209) , U (238) 浓度为10µg/L, 美国热电公司提供。

钇 (Y) 内标溶液浓度为10µg/ml, 使用时稀释浓度为0.2µg/ml, 介质为5%HNO3。

2.6 试样的制备

2.6.1 微波消解条件

2.6.2 石墨消解条件

2.6.3 样品溶液制备

准准确确称称取取经经研研磨磨过过100目尼龙筛后待测样品0.1g (精确至0.0001g) , 置于酸洗净的PTFE (聚四氟乙烯) 进行消解[3], 将消解液转移至50ml比色管中, 定容至刻度, 混匀。随同样品进行空白试验。

3 结果与讨论

3.1 分析元素同位素及检出限

在质谱测定中, 样品中的氧化物 (MO+) , 多原子离子和同质异位数的干扰, 分析元素同位素的选择是在避开同质异序数和氧化物等多原子离子干扰的前提下, 尽可能选择丰度大、干扰小、灵敏度高的同位素。某些同位素受到Ar CL和CLO的影响, 应避开[4]。在ICP-MS法元素分析中, 多元素离子或复合离子会干扰测定, 如As会受到Ar CL的严重干扰, 通过同位素及同量异位素之间关系的换算, 推出校正因子, 将校正因子写入仪器校正软件中在测定过程中仪器会自动进行校正[5]。本方法通过试验, 选择如表3中的同位素测定, 以减少干扰。选择钇 (89Y) 内标元素的方法来克服由于样品中非质谱基体效应和校正仪器分析信号漂移对测量所造成的影响[6]。表3列出了所选择的同位素及方法检出限 (按背景测量标准偏差的3倍计) 。

3.2 方法准确度和精密度

为了考察该分析方法所建立的微波消解条件及ICP-MS测定条件的可靠性和准确性, 实验采用国家一级标准物质土壤 (GBW07401) 、 (GBW07404) 、 (GBW07405) 进行平行7次测定。结果见表5。表中所列为7次测定平均值。由结果可见, 所测元素的回收率在95.3%~106.8%之间、RSD<7.24%。该方法具有较好的准确度和精密度。

3.3 样品测定结果

表6土壤样品测定结果

3.4 讨论

实验结果表明, ICP-MS可较好地检测土壤中的重金属元素。绿色食品产地环境质量标准规定水田土壤重金属限量:总络≤120mg/kg, 总铜≤50~60mg/kg;总绅≤15~20mg/kg;总镉≤0.30~0.40mg/kg;总汞≤0.30~0.40mg/kg;总铅≤50mg/kg。从检测结果看有两个土壤总砷超过20mg/kg, 有两个土壤总镉超过0.30mg/kg, 其余土壤重金属元素未见异常。土壤中总砷、总镉超标都属于重污染级别, 应引起环保部门的重视, 采取相应的措施控制污染。

参考文献

[1]称林华, 倪吾钟, 李雪莲, 等.常用肥料重金属含量的调查分析[J].浙江理工大学学报, 2009, 26 (2) :21-23.

[2]李冰, 杨红霞.电感耦合等离子体质谱原理和应用[M].北京:地质出版社, 2005:313-385.

[3]狄之光, 宋薇, 梁霞, 等.微波消解ICP-AES法测定中药中铜、隔、铅、砷的方法研究[J].现代科学仪器, 2004 (4) :43-45.

[4]李百灵, 周健, 申治国, 等.ICP-AES和ICP-MS法测定大米中的微量元素[J].光谱实验室, 2002, 19 (3) :420-422.

[6]谢建滨, 刘桂华.ICP-MS法测定水源水、出厂水、末梢水中17种微量元素[J].环境与健康杂志, 2000, 17 (3) :175-177.

金属罐消解篇8

我国是皮革制品生产、出口大国,传统的鞣制工艺及加工过程中使用的鞣剂、染料、助剂会使皮革及其制品中含有一定量的重金属元素(指密度在5.0以上的金属元素),其中铅、镉、镍、铬、钴、铜、锑等可通过汗液的浸渍经皮肤侵入人体,严重危害人体健康。欧盟等国家对皮革及其制品中的重金属含量进行严格控制,并制定了相关法规、指令,很大程度上限制我国皮革制品的出口[1]。“绿色壁垒”成为近年来我国皮革工业面临的尤为突出的问题,并逐渐成为我国皮革产品出口的第一大“非关税壁垒”。为避免和减少重金属元素对消费者身体健康的损害,确保皮革制品的安全卫生性能,应对由此引发的贸易壁垒和摩擦,积极开发科学、高效的检测方法具有重要的实际意义。

目前,国内外文献[2,3,4]报道皮革及其制品中重金属元素总量的测定主要通过灰化法、酸湿法或微波消解后,采用原子吸收分光光度计(AAS)、荧光分光光度计(AFS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行定量分析。其中,微波消解法避免了传统的干、湿法消解样品的缺点,具有效率高,试剂用量少,无挥发性元素损失,测定结果重现性好,准确度高等优点;ICP-OES法可同时进行多元素的快速分析,且灵敏度高,基体效应较低,易建立检测方法,标准曲线具有较宽的检测动态范围,精密度和重复性好。

本文研究微波消解-ICP-OES法测定皮革及其制品中铅、镉、镍、铬、钴、铜、锑等重金属的含量,并建立一套准确、高效、灵敏、精密的检测方法。经检索查新,相关检测方法的研究至今未见报道。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

ICP-700ES电感耦合等离子体发射光谱仪(美国瓦里安公司),MDS-10(MASTER)高通量微波消解/萃取/合成工作站(上海新仪微波化学公司),ECH-Ⅱ微机控温加热板(上海新仪微波化学公司),UPHW超纯水机(成都超纯科技有限公司,超纯水电导率为18.2 MΩ·cm),硝酸(优级纯),过氧化氢(优级纯),Cu,Co,Ni,Sb,Cd,Cr,Pb标准溶液(北京纳克分析仪器有限公司,1000mg/L)。微波消解内罐、容量瓶等器皿在5%硝酸中浸泡24 h后,用超纯水清洗。

2.2 仪器工作条件

RF射频发生器发射功率1.2k W,等离子气流量15.0 L/min,辅助气流量1.50 L/min,清洗时间20 s,一次读数时间10 s,读数次数3次,背景矫正模式Fitted,蠕动泵转速15 r/min,分析波长Cd228.802 nm,Co 238.892 nm,Cr205.560 nm,Cu 327.395 nm,Ni231.604 nm,Pb 220.353 nm,Sb206.834 nm。

2.3 试验方法

准确称取剪碎(约2 mm×2mm小片)、混合均匀的皮革样品0.4 g,置于聚四氟乙烯消化内罐中,加入硝酸4 m L和过氧化氢1m L,将内罐放入外罐,密闭罐盖,在微波工作站中按以下程序消解:150℃消解10 min,180℃消解10 min,220℃消解10 min。消解完成后,罐内温度冷却至室温,压力降至0.1 MPa以下,将消解液转移到25 m L容量瓶中,用超纯水少量多次清洗内罐,清洗液合并至容量瓶中,定容至刻度,用于ICP-OES分析。同时进行空白试验。

3 结果与讨论

3.1 消解样品

微波消解法是将样品置于密闭的消解罐中,利用微波对样品快速加热,产生高温高压,在加压的微波场作用下,样品和酸的混合物吸收微波能量,酸的氧化反应活性增加,使样品表面不断与酸溶剂接触,直至样品消解。微波消解避免了传统的干、湿法消解样品的缺点,具有效率高,试剂用量少,空白值低,无挥发性元素损失,测定结果重现性好,准确度高等优点[1]。

皮革及其制品中含大量有机物(油脂、胶原蛋白等),在生产加工过程中添加鞣剂、助剂、染料等多种化工原料,样品中各组分的物理化学性质(吸附、挥发性、溶解度及氧化还原性)差异很大。因此,消解试剂种类、用量的选择,消解时间、温度的设定直接影响样品的预处理效果和ICP-OES分析结果。

硝酸在0.5 MPa时温度可达176℃,氧化电位显著增大,氧化性增强,能对无机物和有机物进行氧化作用,广泛应用于食品、化妆品、纺织及生物组织样品的消解。在试验中,硝酸用量过少,消解不完全;用量过多,则产生大量酸雾,导致消解罐内压力过高,卸压时造成样品损失,同时增加制备空白值。过氧化氢的氧化能力随介质的酸度增加而增加,过氧化氢分解产生的高能态活性氧有利于有机物的消解,试验将其与硝酸混合(4 m L+1 m L)彻底消解皮革样品。

MDS-10(MASTER)高通量微波消解/萃取/合成工作站可根据设定的时间程序和主控罐测到的温度或压力信号自动调节功率以控制消解过程。试验以消解温度和时间作为主要参数,考察温度和时间对样品消解效果的影响。结果表明,消解过程升温平稳,罐内压力随温度升高而增加,220℃时压力达到4 MPa,未超过仪器安全工作压力;该方法处理的非铬鞣革消解液澄清,铬鞣革消解液略显蓝色,加工过程中添加含硅助剂的样品有少量白色沉淀析出,定容后使用中速定量滤纸过滤即可。

3.2 ICP-OES分析条件

为提高检测的准确性和灵敏度,需要对ICP-OES进行一系列参数设置和优化,其中主要应考虑分析谱线的选择,雾化器压力,RF功率,等离子气、辅助气、雾化气流量的设置,样品导入参数等因素。

ICP-OES对每个元素的测定都可以同时选择多条特征谱线。试验首先从仪器推荐的主发射谱线中选择几条强度较高的谱线,并导入空白溶液和混合标准溶液,观察其发射强度、共存元素干扰情况、信背比、峰形等,从中选择受共存元素干扰较小、信背比较高、基线平直的谱线作为分析谱线。

不改变其它参数,以0.5 k W在0.9~1.5 k W范围内改变RF功率,通过ICP ExpertⅡ工作站的“读谱图”功能快速比较RF功率对谱线强度的影响。试验结果表明,大多数元素随功率的增加谱线强度、背景增加,当功率增大到1.2 k W信背比开始下降,高功率还会导致炬管过热甚至熔化。

分别单独改变雾化器压力、等离子气流量、辅助气流量等分析条件,比较谱线强度和信背比,确定ICP-OES相关参数设定见2.2仪器工作条件。

3.3 干扰效应

皮革样品中除含有Pb、Cd、Ni、Cr等重金属元素外,还可能与Al、Ba、Fe、K、Na和Ca等元素共存。向待测元素标准溶液中分别加入干扰元素标准溶液,考察其干扰行为。结果表明,由于皮革样品中仅含微量上述共存元素,因此对铅、镉、镍、铬等重金属的测定基本无干扰。

3.4 线性和检测限

取金属标准溶液用5%硝酸逐级稀释成0.02、0.10、1.0、5.0、10μg/m L的系列标准溶液,由于锑标准溶液介质为H2SO4,与Pb产生沉淀,因此需单独配制。按ICP-OES分析条件进行测定,在0.02~10 mg·L-1范围内待测元素的质量浓度x(mg·L-1)与发射强度y呈线性,线性方程及相关系数见表1。

在本方法的测定条件下,用5%硝酸空白溶液连续测定11次,其结果的3倍标准偏差所对应的浓度值为每种元素的检出限见表1。

3.5 回收率和精密度试验

分别向皮革样品中添加0.1μg/m L、1.0μg/m L、10μg/m L 3个质量浓度水平的金属标准溶液,进行回收率试验,每个浓度平行6份,并计算相对标准偏差。由表1可知,皮革样品的平均回收率在91.1%~105.8%之间,相对标准偏差小于8.9%。

3.6 样品分析

选择国内外企业提供的皮革样品,按照2.2仪器分析条件和2.3试验方法对样品进行消解和检测,试验结果见表2。

对于未知或特殊的基体样品,半定量扫描可以通过较少的工作,在较短的时间内了解样品中所含元素种类以及大致估算待测元素的浓度,确认其浓度是否处于可测定的线性范围内。

(mg/kg)

4 结论

采用微波消解-ICP-OES法快速、准确地测定皮革及其制品中的重金属含量,该方法的线性范围、灵敏度、回收率及精密度满足检测分析要求,具有较高的实用性和广泛的应用前景。

参考文献

[1]赵洋.皮革及其制品中的重金属元素研究[J].中国皮革,2009,38(9):33-37.

[2]俞旭峰,肖飞.微波消解-火焰原子吸收光谱法测定皮革中镉含量[J].中国皮革,2005,34(7):50-51.