铅的测定(精选4篇)
铅的测定 篇1
近年来浊点萃取成功地用于金属元素的分离富集。浊点萃取已用于ICP-AES测定痕量钒, 火焰原子吸收光谱法测定痕量金属锰、钴和镍等。因此本文主要介绍了科学、快速、灵敏的石墨炉原子吸收法完成对铅的检测工作, 严格控制水中的铅含量。
1 石墨炉原子吸收法原理
石墨炉原子吸收法主要是利用石墨材料制成管、杯等形状的原子化器, 然后用电流加热原子化进行原子吸收分析的方法。该方法中所有的样品都参加了原子化, 避免了传统实验中, 原子的浓度在火焰中稀释的缺点, 提高了实验分析的灵敏度和准确度。
在原子中, 电子按照一定的轨道绕原子核旋转, 在物理中各个电子的运动状态主要由4个量子数来描述, 不同量子数的电子所具备的能量不同。当原子处于基态时, 即完全游离状态, 此时具备的能量最低。在外界条件的作用下, 例如热能、电能或光能等的作用下, 基态原子吸收外界的能量, 最外层的电子产生跃迁, 从低能态跃迁到较高能态, 成为激发态原子。由于激发态的原子自身稳定性比较差, 会向基态转变, 在该过程中能量会以热或光的形式辐射出来, 成为发射光谱。由于各元素的原子结构不同, 所以吸收能量的光的频率不同, 及每一种元素都有其特征的光谱线。在石墨炉原子吸收法的工作原理及时原子发射光谱的逆过程。
在原子吸收法实验过程中, 经原子化的原子蒸汽对固定频率光的吸收与单位体积中原子的浓度成正比, 而且在原子吸收法中, 原子蒸汽中的激发态原子和离子数量很少, 该实验方法的测定结果很好的精确性。
2 实验仪器及试剂
2.1 实验仪器
进行石墨炉原子吸收法铅测定实验主要采用的仪器是原子吸收分光器。主要由光源、原子化器、光学系统和检测系统组成。
2.1.1 光源。
目前的仪器主要采用的光源是空心阴极灯, 该灯两极密封着低压惰性气体氖或氩, 在电源接通后接通电源后, 空心阴极上发生辉光放电而辐射出阴极所含元素的共振线。
2.1.2 原子化器。
在该实验中原子化器主要是石墨炉, 主要的核心部件是一个长约50mm、外径为8~9mm、内径为5~6mm的石墨管、管壁中间可以注入试样溶液。石墨管两端安装在连接电源的石墨锥体上。其中石墨炉采用的电源方式时低电压大电流。工作过程一般主要为干燥、灰化、原子化、清除四个阶段。石墨炉电源的自动程序, 使得各阶段的温度、升温方式和加热时间可以预先设定。在原子化阶段, 能使待测元素在极短的时间内实现原子化。
2.1.3 光学系统。
一般采用单光束系统和双光束系统, 单光束具有结构简单, 节约能量以及价格低廉的特点;双光束系统光源发射的光分为照射在检测仪器上的参比光束和经过原子化器的样品光束, 该系统的结构复杂, 造价也比较高。
2.1.4 检测系统。
将分选出的特征光谱线经过光电倍增管, 实现光信号到电信号的转化, 此信号经前置放大和交流放大后, 进行同步检波, 转变为直流信号, 经过相应的处理后最后用读数器读数或记录。
2.2 实验试剂
在实验过程中试剂的选择要注意, 首先实验用水应该满足GB/T 6682-2008《分析实验室用水规格和试验方法》二级水的要求;其次应该使用优级的, 纯度较高的实验试剂, 如若没有现成的纯的试剂, 在使用前应该对试剂进行提纯, 且要注意试剂的二次污染;最后要保持盛装试剂的容器的洁净, 玻璃容器最好事先进行酸浸泡。
在该实验中选用的试剂有:铅标准储备液1000mg/L;铅标准工作液50ug/L;稀释液为1%HNO3溶液;基体改进液:2.5g/L优级纯磷酸二氢铵溶液+2%优级纯硝酸溶液+2g/L氯化钯+过氧化氢;实验用水。
3 实验讨论
由于检测的对象不同, 导致实验方法会有相应的差异, 本文为了便于阐述, 为自来水作为铅测量对象。
3.1 实验方法分析
3.1.1 样品处理。
对需要检测的样品进行科学的取样, 取检测自来水样100m L于烧杯中, 加入硝酸溶液5~10m L, 过氧化氢2~5m L, 在电热板上蒸发至干, 取下, 加适量去实验水, 硝酸0.5m L使盐类溶解, 稀释至刻度, 摇匀。放入自动进样器试剂位置, 逐步进行干燥、灰化、原子化的操作。
3.1.2 标准工作溶液。
在实验中将铅标准储备液, 用2.5g/L优级纯磷酸二氢铵溶液+2%优级纯硝酸溶液的集体改进液进行稀释, 成为铅标准工作液50ug/L。仪器将标准工作溶液用超纯水稀释为铅标准工作溶液, 建立标准曲线。
3.1.3 标准样品稀释液与试剂空白均采用
2.5g/L优级纯磷酸二氢铵溶液+2%优级纯硝酸溶液的集体改进液。
3.1.4 结果测定。
对母液, 制备液 (标准工作液) , 试剂空白及样品液中的液体进行取样并分别经过设备进行铅含量测定。
3.2 精确度分析
在石墨炉原子吸收法测定铅的实验中, 为了确保实验的精确度, 需要对实验干扰进行排除。实验存在的干扰主要有:化学干扰、物理干扰、电离干扰、光谱干扰及背景干扰等。本文主要根据实际工作对化学干扰、物理干扰以及背景干扰进行了分析。
3.2.1 化学干扰
在实验中, 主要存在的化学干扰是离子干扰和比较难测定的干扰是化学干扰。例如在铅标准工作液中, 加入可能产生干扰的各种离子, 有K+, Na+, Ca+, Mg+, 硝酸根, 磷酸根等, 改变铅标准工作液的浓度进行修改, 变为30ug/L, 如果改变后的溶液的吸光度值与原溶液进行比较, 变化幅度控制在10%以内, 则证明该溶液中, 加入的干扰离子在1000mg/L以内时, 对铅的测定没有太大的影响。
3.2.2 背景干扰
主要是对背景扣除方式的选择, 当用30ug/L铅标准溶液与基体改进剂进行混合时, 试验塞曼扣背景开和关。在该实验中显示, 当扣背景开时, 试验原子化峰为标准型, 重现性也明显较好;扣背景关时, 原子化峰为
异常型。
3.2.3 物理干扰
在实验过程中, 主要存在的物理干扰是温度, 因此在要对最佳干燥温度、灰化温度和原子化温度进行正确的选择。
总而言之, 石墨炉原子吸收大的使用提高了铅测定的精度以及测定工作的效率。为饮用水中铅含量的测定提供了极大的便利, 促进了用水安全卫士水平的提升, 为此我们应该重视铅元素的检测, 防止人体铅超标。
摘要:铅作为一种具有很强毒性的重金属元素, 所以对铅的测定是十分必要的, 本文重点介绍对水中的铅含量的测定, 本文针对上述问题主要介绍了石墨炉原子吸收法对铅的测定。首先介绍了石墨炉原子法, 然后分析了实验的仪器以及方法, 最后阐述了实验的结果。
关键词:石墨炉原子吸收法,测定,铅含量
参考文献
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铅的测定 篇2
1 材料与方法
1.1 主要仪器与试剂
SOLAARr型原子吸收分光光度计(Mabein England); 铅空心阴极灯(KY-1型上海电光器件有限公司);空气:WM-2H型无油气体压缩机(天津市医疗器械二厂); WX-4000微波快速消解系统,配WX-4000型多用预处理加热仪和高压防爆消化罐。铅标准溶液由国家标准物质研究中心提供(GBW(E)080379),硝酸(MOS级),水为超纯水。
1.2 方法
1.2.1 仪器及工作条件
参照下列仪器条件,将原子吸收分光光度计调至测定状态。仪器及工作条件见表1。
1.2.2 微波消解方法
称取0.50 g样品置于高压防爆消化罐中,加适量去离子水,加入5 ml硝酸、1.0 ml过氧化氢,将消化液内罐晃动几次,于预处理加热仪上加热,待大量深棕色气体基本释放出后,少量棕色气体冒出时,盖上内罐的盖子,并装入外罐中拧紧,置于微波消解炉内,设置压力档第2档(1.2 mpa)加热10 min,取出稍冷赶尽NO2,取出高压消解罐,置于通风橱内冷却,待高压消解罐顶上的测压板下降到原始位置时,此时罐内压力基本消失,打开消解罐,将消化液转移至10 ml比色管中,少许去离子水冲洗消化罐,洗液并入比色管内,移入25 ml容量瓶用1%硝酸定容后测定。同时作试剂空白试验。
1.2.3 分析步骤
标准溶液铅(GBW(E)080129)1 ml=100μg铅,国家标准物质研究中心提供。配制铅1 ml=10μg标准使用液:用10 ml移液管准确吸取标准贮备液1 ml=100 μg至100 ml容量瓶中,用1%硝酸定容混匀,取得1 ml=10 μg铅标准应用液。标准工作曲线溶液的配制:用10 ml刻度吸管准确吸取1 ml=10 μg标准使用液0、4.0、6.0、8.0、10.0和15.0 ml分别置于6个100 ml的容量瓶中,用1%硝酸定容至刻度即得标准工作曲线溶液0、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5 μg/ml的铅标准系列。在仪器设定的工作条件下,测定铅标准系列溶液的吸光度值,绘制标准曲线。
2 结果
2.1 标准曲线的线性范围
取不同浓度的铅标准应用液,按标准曲线绘制操作,分别测定6次,以吸光度均值与其对应的浓度作直线回归处理,直线回归方程为Y=0.027 46 X+0.000 000 5,相关系数r=0.9999,线性范围为0.1~0.5μg/ml。见图1。
2.2 标准曲线
将铅标准液稀释成0、0.4、0.6、0.8、1.0和1.5 μg/ml系列,获得相关系数为0.999 9的直线。
2.3 计算
X=(m1-m2)×1000/m3×v2/v1×1000
式中:X—样品中铅的含量,mg/kg; m1—测定用样品液中铅的质量, μg;m2—试剂空白溶液中铅的质量,μg;m3—样品的质量,g;v1—样品处理液的总体积, ml;v2—测定用样品处理液总体积,ml。
2.4 结果
2.4.1 方法的检出限及定量下限 根据卫生化学检验方法研制导则规定,火焰原子吸收法检出限和定量下限以3倍空白噪声(3 d)和10倍空白噪声(10 d)相对应的量表示。当分析方法空白值在仪器上能够响应的最小量。本法将0.1 μg/ml Pb标准低浓度液在与样品相同的实验条件下连续测定11次计算平均值为0.102 μg/ml Pb标准差s=0.004 μg/ml。用本法消化处理样品,当取样量为25 ml测定最低检出限为0.013 μg/ml,最低定量下限为0.043 μg/ml,铅的特征浓度为0.18 μg/ml。
2.4.2 精密度、准确度试验
2.4.3 精密度试验[2]在同一个样品中加入0.7 μg标准液,上机重复测定6次,结果undefined为0.6972±0.004, RSD为0.508%,符合实验要求。
2.4.4 准确度试验 在同一个样品加入0.1、0.2 μg标准液与样品同样操作,每个浓度做6个平行样上机测定。实验表明,回收率为97.5%~102.0%,均符合实验要求。见表2。
3 讨论
本法具有操作简便、易于推广的特点。目前常用的样品处理方法多为传统的加热氧化或消解方式,对油脂类高的深海鱼油胶囊难消化的物质必须加强氧化剂或助灰化剂在高温高沸点下消解,不仅费时而且劳动强度大,给分析带来不便,利用微波增温增压,消解试样是对经典的化学前处理方法的革新。微波消解系统是将微波加热技术与高压密闭溶样结合为一体,采用微波消解系统控制溶样过程的温度与压力[3],密闭容器消解样品,可以在二三分钟内获得高温高压分解样品,具有快速和不易挥发损失等优点。
微波因具有很强的穿透性,加热均匀,使试剂得以充分利用,减少了酸用量,克服了局部过热、炭化、结块等现象,消解效果好[4]。深海鱼油胶囊是较难消化的样品,用湿法或干法消化约4~10 h以上,用本法仅需二三分钟。经验证,将消化胶囊的条件确定为:功率1200 W,最大压力为350 Psi, 最高温度为180 ℃。
用本法消解测定,结果与国标法基本一致,与传统消化方法比较,具有快速、高效、安全、耗酸量少,空白值低,铅、砷、铜、汞前处理可同时进行等优点,方法的精密度和准确度较好,适用于保健品中金属元素的测定。
摘要:目的 建立同时分离测定痕量铅的方法。方法 利用微波消解系统直接火焰原子分光光度法测定。结果 该方法的回收率范围是97.5%~102%,相对标准偏差小于10%。结论 该方法用于深海鱼油胶囊中痕量铅检出,具有简单、快速、准确等优点,可用于深海鱼油胶囊中痕量铅的测定
关键词:微波消解,深海鱼油胶囊,铅,火焰原子吸收法
参考文献
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[2]姚正堂,蒋巳峰,孟海群.蒸馏酒中微量锰测定方法的改进研究[J].实用预防医学杂志,2003,10(6):217.
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铅的测定 篇3
本文采用微波消解前处理样品,用ICP - MS法同时测定铬、砷、镉、汞、铅含量的方法[3,4,5],具有简便、准确、快速、多元素同时分析的优点。
1仪器和试剂
仪器: Agilent 7700X电感耦合 等离子体 质谱仪,美国Agilent有限公司; 电子天平,日本AND有限公司; 微波消解仪,美国CEM有限公司。
试剂: Cr、As、Cd、Pb混合溶液标准物质( GBW081531) ( 1 μg/m L ) ; Hg单元素溶 液标准物 质 ( GBW( E) 080124) ( 100 μg/m L) ; 大米生物成分分析标准物质( GBW10010) ; Li, Mg,Y,Ce,Tl,Co质谱调谐液浓度 ( 1 μg / L) ; Li,Sc,Ge, Rh,In,Tb,Lu,Bi混合内标溶液( 100 mg / L) ; 硝酸为优级纯; 水为哇哈哈纯净水; 供试品为大米均为本所留样室抽检提供。
2方法
2.1ICP-MS测定工作条件
采用四级杆碰撞反应池技术,有效减少多原子离子的干扰,保证156Ce O+/140Ce < 1. 5% ,双电荷70Ce2 +/140Ce < 3% 。 优化的ICP - MS工作参数见表1。
2.2溶液的制备
2.2.1供试溶液的制备
取大米适量粉碎,过80目筛,分别精密称定0. 5 g样品于消解内罐中,加入硝酸8 m L,混匀,浸泡过夜,安装好消解罐置微波消解仪内,按表2程序消解。消解完成后温度显示低于60 ℃ 以下取出消解罐,将消解内罐置于电热板100 ℃ 赶酸近干,用少量水洗涤消解内罐,转移消化液并定容至50 m L的量瓶中,同时做试剂空白和参考标准物质溶液。
由于ICP - MS的灵敏度高,检出限低,对试验器皿的洁净和试剂的纯度要求高,为了避免标准液和样品交叉污染、样品空白值高的问题,本试验采用四氟乙烯材料的容量瓶,且标准液瓶,样品瓶,空白瓶分别标识专用。
2.2.2标准系列溶液的制备
Cr、As、Cd、Pb混合溶液标准物质用5% 硝酸溶液配制成浓度为: 0、5、10、20、50、100、200 ng/m L的标准系列溶液。Hg单元素溶液标准物质用5% 硝酸稀配制成浓度为: 0、 0. 2、0. 5、1、2、5、10 ng / m L的标准系列溶液( 临用前配制) 。
2.3标准曲线的绘制
使用1. 0 mg/m L在线内标溶液,将标准系列溶液进机测定, 测得的工作曲线方程见表3。结果表明各元素线性关系良好。
2.4检出限
取11次平行测定试剂空白溶液的结果,按照三倍噪声计算检出限,Cr、As、Cd、Hg、Pb的检出限 分别为: 2. 65、 5. 43、3. 68、0. 05、0. 36 μg / kg。
2.5加标回收及精密度试验
精密称定大米标准物质 ( GBW10010) 0. 5 g,分别添加三个不同浓度的标准溶液,并且每个添加水平重复3次,其加标回收率及精密度的结果如表4。结果表明方法的稳定性较好。
2.6方法准确性试验
采用大米标准物质作为参考值来评价方法的准确度。分析结果见表5。测定结果在标准值范围内,表明该方法的测定数据可靠。
( μg / g)
2.7样品测定
每批样品取样2份,按2. 2. 1制备。将供试品溶液上机测定。结果见表6。
( mg·kg- 1)
3结论
目前,根据GB2762 - 2012食品安全国家标准 《食品中污染物限量》中大米中铬、砷、镉、汞、铅的限量指标 ( mg· kg- 1) 分别为1. 0、0. 2、0. 2、0. 02、0. 2[6],标准方法是石墨炉原子吸收法 ( GF - AAS) 用于铬、镉、铅的测定,原子荧光法( AFS) 用于砷和汞的测定[7,8,9,10,11,12,13,14,15],而本实验用ICP - MS可同时测定待测的所有元素,简便、快速,克服了其他分析技术对元素单一分析、耗时较长的缺点,大大提高了检测效率。
摘要:采用微波消解法处理大米样品,应用ICP-MS测定了大米中铬、砷、镉、汞、铅等5种重金属元素的含量,结果表明:5种元素的检出限范围为0.05~5.43μg·kg-1;线性关系良好(r>0.9993);回收率为94.9%~106.1%,RSD小于5.0%。该方法准确、灵敏、简便,适用于大米中铬、砷、镉、汞、铅等元素含量的检测。
铅的测定 篇4
石墨炉原子吸收(AAS)、ICP-MS和ICP-OES都是常用于元素分析的仪器设备。AAS和ICP-OES使用光学检测系统,最低可以检测到ppb级别;而ICP-MS使用基于质量的检测系统进行元素分析,质谱仪(MS)是离子检测器,使用两种不同的模式检测离子,进而保证检测的线性范围可以从ppm级到低于ppt级。国内目前的研究大部分都是AAS和ICP-MS两种检测方法的比对研究,本研究使用3种方法对已知浓度的铅样品进行监测,系统地比较其方法的差异性,以期对铅样品检测方法选择提供参考。
1 实验部分
1.1 实验仪器
AAnalyst600 型石墨炉原子吸收光谱仪(美国Perkin Elmer公司);
Agilent7700ICP -MS电感耦合等离子质谱仪(美国安捷伦公司);
i CAP7000ICP-OES电感耦合等离子发射光谱仪(美国Thermo Fisher公司)。
1.2 试剂
铅标准溶液:500±1%mg/L(国家标准物质研究中心);
铅标准样品:201226浓度为70.4±3.8μg/L;201227浓度为0.378±0.017 mg/L(国家标准物质研究中心);
硝酸(优级纯);
高纯氩气(99.999%)、氢气和氦气。
实验用水均为超纯水。
2 仪器的工作原理及工作条件
2.1 石墨炉原子吸收光谱仪
将样品注入石墨管,用电加热方式使石墨炉升温,使用与待测元素相对应特征波长的光把电子从基态激发到激发态(更高能级),样品蒸发离解形成原子蒸汽, 对来自光源的特征电测辐射产生吸收。将测得的样品吸光度和标准吸光度进行比较,确定样品中被测金属的含量。
AAnalyst600 型石墨炉工作条件见表1。
2.2 电感耦合等离子质谱仪
电感耦合等离子质谱仪所用电离源是感应耦合等离子体(ICP), 它与原子发射光谱仪所用的ICP是一样的,其主体是一个由3 层石英套管组成的炬管,炬管上端绕有负载线圈。 3 层管从里到外分别通载气、辅助气和冷却气,负载线圈由高频电源耦合供电,产生垂直于线圈平面的磁场。 如果通过高频装置使氩气电离,则氩离子和电子在电磁场作用下又会与其它氩原子碰撞产生更多的离子和电子,形成涡流。 强大的电流产生高温,瞬间使氩气形成温度可达10 000 k的等离子焰炬。
样品由载气带入等离子体焰炬会发生蒸发、分解、激发和电离,辅助气用来维持等离子体。 质谱(MS)是使用高能量源激发电子, 使电子脱离原子的电子层,产生自由电子和带正电荷的离子。 离子被提取出来, 进而通过质量过滤器并被检测出来。直接测定通过质量过滤器的离子数量即可测定待测元素浓度。
仪器的工作条件为:氩气压力700 KPa±3.5%;反应气(氢气和氦气)压力40 KPa±20 KPa。循环水要求为蒸馏水;温度为15~20℃;压力为230~400 KPa(PSI),循环水中加入50 m LIPA,防止生菌;要求排风量为:8~10 m/s。
2.3 电感耦合等离子发射光谱仪
电感耦合等离子发射光谱仪的原子发射涉及到的物理过程与原子吸收类似,不同之处在于测定的是激发态原子回到基态的过程中,核外电子迁移回到低能级轨道时发射的特定波长谱线的强度,据此计算样品中待测元素的浓度。
电感耦合等离子发射光谱仪的工作条件为:RF功率1 300 W;辅助器流速0.5 L/min;冷却气流速16 L/min;泵速30 rpm;载气流速0.3 L/min;积分时间15 s。
2.4 标准曲线的绘制及测量结果
为了尽量保证测量的一致性,3种仪器均配置了相同的曲线点对已知样品、未知样品以及加标回收进行了测定。用1%的硝酸溶液将铅的标准溶液逐级稀释至500μg/L,再用刻度吸管分别吸取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0 m L至100 m L的容量瓶中,用1%的硝酸溶液定容[4,5],浓度分别为0.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0μg/L,用空白溶液和标准溶液绘制标准曲线,其中ICP-MS用的是内标法测量。
石墨炉原子吸收校准曲线为:
ICP-MS校准曲线为:
ICP-OES校准曲线为:
分别对样品进行测定,并对每个已知样品进行6 次测定,测定结果见表2。
对同一未知样品及其加标分别进行了10 次测量[6],测量结果见表3。
3 结论
采用石墨炉、ICP-MS(电感耦合等离子质谱仪)、ICP-OES(电感耦合等离子发射光谱)测定已知样品———铅准确度均较好,均在标准范围内。石墨炉的回收率为91.2%~98.2%,ICP-MS的回收率为96.8%~107%,ICP-OES的回收率为91.5%~102%。这3种仪器在测定铅这种元素准确度相当。
石墨炉虽然操作简单,维护费用低,但由于石墨炉的线性范围比较窄,在测定较高浓度的样品时需要稀释,在稀释过程中容易产生误差。另外对于一些原子化温度较高的金属元素,线性很难做好。而且石墨炉一次只能测量一种元素,在测量多种金属元素时耗时耗力。ICP-MS和ICP-OES线性范围很宽,对于浓度高的样品可以不经过稀释直接测定,而且有较高的灵敏度。可以同时测定多种元素,具有操作简便、高效的特点。ICP-MS和ICP-OES的不足之处是仪器昂贵,维护费用高。其中ICP-MS对环境及所用试剂纯度要求很高,适合做一些地下水、地表水等的样品,ICP-OES则可以用来做污水、土壤、废气等的样品。实际操作中可以根据需要选择适合的仪器。
参考文献
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