專利名稱：蓮藕中有害元素鉛、銅、鉻、鎘的測定方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化學領域，尤其是食用植物中有害元素的測定方法。
背景技術：
食物是用來維持生命的，人們通過飲食來補充身體所需的各種能量、營養(yǎng)物質和微量元素。告別了食品匱乏的年代，人們更加注重食品的營養(yǎng)、安全、衛(wèi)生，由于人類活動對自然界的破壞，由于工業(yè)化、城市化進展太快，環(huán)境污染問題日益嚴重，我們賴以生存的食物有的也受到了污染，食品的安全問題越來越受到大家的重視和關心。本發(fā)明提供了一種測定蓮藕中有害重金屬元素鉛、銅、鉻、鎘的方法，能快速、準確檢測蓮藕中有害物質鉛、銅、鉻、鎘含量。
蓮藕是一種理想的食物，鮮藕中含有大量的碳水化合物和豐富的鈣、磷、鐵及淀粉、多種維生素和蛋白質，是一種營養(yǎng)價值很高的食品。生藕有消瘀涼血、清熱止渴和開胃的作用。熟藕有補脾、養(yǎng)胃、滋陰的功效。藕粉是老幼婦孺皆宜的食品，是身體虛弱者的補品。藕節(jié)有止血的功效，常用于治療吐血、咳血、尿血、便血、流鼻血及子宮出血等癥狀，可以說蓮藕全身都是寶。蓮藕大多數(shù)生長在池塘、河道、湖泊中，品質受水質、淤泥的影響較大，在其生長過程中，水、淤泥中的有害重金屬元素會富積在蓮藕中，進而轉移到食用者體內，從而對人體造成危害。近年來環(huán)境污染事件頻發(fā)，重大環(huán)境污染事件多由水污染引起，而且大多數(shù)污染是重金屬污染。蓮藕生長在水中，通過對蓮藕中重金屬元素含量的檢測，能幫助人們了解污染狀況，以便采取切實有效的防治措施。使用本發(fā)明，可以快速、準確地檢測出蓮藕中鉛、銅、鉻、鎘含量，確定能否食用。
該測定方法采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測定蓮藕中有害元素鉛、銅、鉻、鎘，技術領先，測定速度快，結果準確。目前，尚未發(fā)現(xiàn)有關檢測蓮藕中有害重金屬元素的方法及其報道。
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測定蓮藕中有害元素鉛、銅、鉻、鎘的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明所述的蓮藕中有害元素鉛、銅、鉻、鎘的測定方法由以下步驟組成一、選取蓮藕樣品，切碎、混勻，置于耐酸容器中；二、按照每10克蓮藕樣品加入30～40mL硝酸、高氯酸混合酸，所述的混合酸為硝酸∶高氯酸的體積比為5∶0.5～1，輕搖；三、移至溫度為150～180℃的電熱板上加熱，產生棕色氣體較多時，取下稍冷；四、再移至上述電熱板上加熱，高氯酸冒白煙至近干，剩0.5～1mL；五、將上述試樣溶液取下冷卻，按每10克蓮藕樣品加入1～2mL硝酸，再加入蒸餾水至50mL，混勻；六、繪制校準曲線取重量濃度為0.0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0μg/mL的鉛、銅、鉻、鎘標準溶液，于設定的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)工作條件下測定鉛、銅、鉻、鎘的譜線強度，以鉛、銅、鉻、鎘濃度為橫坐標，譜線強度為縱坐標，計算機自動繪制鉛、銅、鉻、鎘校準曲線；七、步驟五所得試樣溶液按照步驟六測定鉛、銅、鉻、鎘譜線強度，計算機從校準曲線上查得溶液中鉛、銅、鉻、鎘濃度，計算蓮藕樣品中鉛、銅、鉻、鎘的含量。
結果計算試樣中鉛、銅、鉻、鎘的含量按下式計算X=C×VM]]>式中X——蓮藕中鉛、銅、鉻、鎘的含量，單位為毫克每千克(mg/kg)；C——試樣溶液中鉛、銅、鉻、鎘的濃度，單位為微克每毫升(μg/mL)；V——試樣溶液體積，單位為毫升(mL)；M——試樣質量，單位為克(g)。
計算結果保留二位有效數(shù)字。
本發(fā)明中將蓮藕樣品經硝酸-高氯酸混合酸消化，蓮藕的主要成份有機物被分解、排出，制備成蓮藕試樣溶液。使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)，將試樣溶液中的鉛、銅、鉻、鎘引入霧化器，形成氣溶膠，被氬氣載入高溫高頻等離子體，發(fā)生電離，產生特征譜線，測出譜線強度，其強度與該元素的含量成正比，采用校準曲線法進行定量測定，計算蓮藕中鉛、銅、鉻、鎘的含量。使用同樣的測定方法，還可測定蓮藕中的其它元素，如鐵、砷、錳等，測定仍然能夠一次完成。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的缺陷，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)同時測定蓮藕中的鉛、銅、鉻、鎘4個有害重金屬元素，測定一次完成，適用于食品安全項目的檢測，填補了蓮藕檢驗的空白，能廣泛推廣到蓮藕生產、加工企業(yè)，對保護消費者健康和食品安全工作有重要意義。
本發(fā)明的主要特點1、使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測定蓮藕中鉛、銅、鉻、鎘的含量，4個元素同時測定，一次完成。
2、檢出限低，測定鉛、銅、鉻、鎘的檢出限分別為0.05mg/kg；3、回收率實驗檢出限加標回收率，測定Pb 88.4～116.0％，測定Cu 82.2～117.9％，測定Cr 81.0～114.0％，測定Cd 83.1～114.0％。
4、重復性實驗鉛、銅、鉻、鎘檢出限測定結果的相對標準偏差RSD≤4.8％，誤差較小，結果準確。


圖1為鉛校準曲線，圖中Pb為鉛標準溶液濃度，I為鉛譜線強度。
圖2為銅校準曲線，圖中Cu為銅標準溶液濃度，I為銅譜線強度。
圖3為鉻校準曲線，圖中Cr為鉻標準溶液濃度，I為鉻譜線強度。
圖4為鎘校準曲線，圖中Cd為鎘標準溶液濃度，I為鎘譜線強度。
具體實施例方式
實施例11使用儀器電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)，型號LEEMANProdigy2使用試劑蒸餾水為二次蒸餾水，化學試劑為優(yōu)級純。
硝酸(ρ1.42g/mL)；高氯酸(ρ1.67g/mL)。
鉛、銅、鉻、鎘標準儲備液國家標準試劑(GBW)，濃度均為1mg/mL。
3鉛、銅、鉻、鎘校準曲線繪制使用混合標準工作溶液，在表1儀器工作條件下測定，計算機自動繪制鉛、銅、鉻、鎘校準曲線，見圖1～4。
表1 ICP-AES儀器工作條件

4測定4.1蓮藕樣品制備取鮮蓮藕數(shù)段，洗凈、切碎、混勻，制備成測試用蓮藕樣品。稱取10g樣品(精確到0.001g)于200mL玻璃燒杯中，加入35至40mL硝酸-高氯酸混合酸(體積比5∶1)，蓋上表面皿，輕搖。移至溫度為150～180℃的電熱板上加熱，產生棕色氣體較多時，取下稍冷。再移至電熱板上加熱，高氯酸冒白煙至近干，剩0.5～1mL，取下冷卻。加入2mL硝酸(1+1)、少量蒸餾水溶解鹽類，加熱至沸騰，取下冷卻至室溫，移至50mL容量瓶，蒸餾水稀至刻度，混勻，待測；4.2標準工作溶液的的配制使用國家標準儲備液(GBW)，用5％的硝酸逐級稀釋成鉛、銅、鉻、鎘濃度為0.0、0.01、0.05、0.10、0.50、1.0、1.5、2.0μg/mL的混合標準工作溶液；4.3測定4.3.1鉛、銅、鉻、鎘標準溶液校準曲線繪制用已配好的鉛、銅、鉻、鎘標準工作溶液系列，于設定的儀器工作條件下(表1)，測定鉛、銅、鎘、鉻譜線強度，以鉛、銅、鎘、鉻濃度為橫坐標，譜線強度為縱坐標，計算機自動繪制校準曲線。
4.3.2蓮藕樣品測定在4.3.1條件下，測定4.1的蓮藕試樣溶液，測定鉛、銅、鉻、鎘的譜線強度，計算機從校準曲線上查得蓮藕試樣溶液中鉛、銅、鉻、鎘的濃度，計算蓮藕樣品中鉛、銅、鉻、鎘的含量，結果見表2。
結果計算試樣中鉛、銅、鉻、鎘的含量按下式計算X=C×VM]]>式中
X——蓮藕中鉛、銅、鉻、鎘的含量，單位為毫克每千克(mg/kg)；C——試樣溶液中鉛、銅、鉻、鎘的濃度，單位為微克每毫升(μg/mL)；V——試樣溶液體積，單位為毫升(mL)；M——試樣質量，單位為克(g)。
計算結果保留二位有效數(shù)字。
表2 蓮藕樣品中鉛、銅、鉻、鎘測定結果(mg/kg)

注蓮藕樣品消化完全時，試樣溶液應透明無色，若顔色較深，表明蓮藕樣品未消化完全，須補加混合酸，直至樣品消化完全。
實施例技術驗證蓮藕試樣消化方法選擇用不同體積的硝酸-高氯酸混合酸消化相同質量的蓮藕樣品，選擇混合酸用量35mL較為適宜，參照表3。
表3 蓮藕試樣消化處理混合酸實驗


測定元素譜線選擇選擇元素譜線要考慮基體的干擾，又要考慮被測元素之間的相互干擾。本發(fā)明中，蓮藕有主要有機物被混合酸消化、排出，沒有基體干擾，為了滿足鉛、銅、鉻、鎘4個元素同時測定需要，每個元素均選擇2～3條譜線進行試驗，剔除元素之間有相互干擾的譜線，保留無干擾，且信噪比較高、信號強度合適的譜線作為分析線。選擇合適的背景點，有效消除背景影響。
檢出限實驗空白實驗用空白溶液連續(xù)測定鉛、銅、鉻、鎘各10次，計算測定標準偏差，結果見表4。
表4 空白溶液檢測鉛、銅、鉻、鎘實驗(n＝10，μg/mL)

空白溶液結果ICP-AES儀器測定鉛、銅、鉻、鎘檢出限測定空白溶液中鉛、銅、鉻、鎘含量，以測定結果標準偏差的3倍為被測定元素的儀器檢出限，則測定鉛、銅、鉻、鎘的檢出限分別為0.01μg/mL，折算成蓮藕樣品中鉛、銅、鉻、鎘的檢出限分別為0.05mg/kg。
方法檢出限實驗
按測定鉛、銅、鉻、鎘儀器檢出限濃度，消化蓮藕試樣前定量加入鉛、銅、鉻、鎘0.5μg，消化，試樣液定容于50mL容量瓶，測定，結果見表5。
表5 蓮藕樣品鉛、銅、鉻、鎘檢出限實驗(n＝9，μg/mL)

測定鉛、銅、鉻、鎘檢出限濃度時，測定結果的標準偏差較小，相對標準偏差RSD≤4.8％，滿足測定鉛、銅、鉻、鎘需要。
鉛、銅、鉻、鎘檢出限加標回收率實驗用切碎、混勻蓮藕樣品，在消化處理前定量加入鉛、銅、鉻、鎘0.50μg(相當于鉛、銅、鉻、鎘檢出限濃度0.01μg/mL)，進行回收率實驗，結果見表6。
表6 測定鉛、銅、鉻、鎘檢出限回收率實驗(n＝9，μg)


鉛、銅、鉻、鎘檢出限加標回收率Pb88.4～116.0％、Cu82.2～117.9％、Cr81.0～114.0％、Cd83.1～114.0％，方法檢出限結果準確。
較高濃度加標回收率實驗稱取切碎、混勻的蓮藕樣品，消化處理前定量加入鉛、銅、鉻、鎘5.0μg、10.0μg、20.0μg、30.0μg、40.0μg、50.0μg、60.0μg，測定各元素的回收率，結果見表7-表10。
表7 蓮藕樣品Pb加標回收實驗(n＝9，μg)

測鉛加標回收率82.2～107.8％。
表8 蓮藕樣品Cu加標回收實驗(n＝9，μg)

測銅加標回收率88.3～115.0％。
表9 蓮藕樣品Cr加標回收實驗(n＝9，μg)


測鉻加標回收率80.2～104.3％。
表10 蓮藕樣品Cd加標回收實驗(n＝9，μg)

測鎘加標回收率84.4～118.1％。
測定鉛、銅、鉻、鎘加標回收率在80.2～118.1％之間，測定結果準確，滿足蓮藕中鉛、銅、鉻、鎘測定的需要。
重現(xiàn)性實驗稱取切碎、混勻的蓮藕樣品，消化處理前定量加入鉛、銅、鉻、鎘5.0μg、20.0μg、40.0μg、60.0μg，制備成50mL試樣溶液，相當于定量加入鉛、銅、鉻、鎘0.10μg/mL、0.40μg/mL、0.80μg/mL、1.20μg/mL進行重現(xiàn)性實驗，結果見表11。
表11 蓮藕樣品Pb、Cu、Cr、Cd重現(xiàn)性實驗(n＝9，μg/mL)

實驗結果表明，測定鉛、銅、鉻、鎘相對標準偏差小，測定鉛RSD≤6.4％，測定銅、鉻、鎘RSD≤4.8％，誤差較小，結果準確。
權利要求
1.一種蓮藕中有害元素鉛、銅、鉻、鎘的測定方法，其特征在于由以下步驟組成1)、選取蓮藕樣品，切碎、混勻，置于耐酸容器中；2)、按照每10克蓮藕樣品加入30～40mL硝酸、高氯酸混合酸，所述的混合酸為硝酸和高氯酸的混合酸，硝酸∶高氯酸的體積比為5∶0.5～1，輕搖；3)、移至溫度為150～180℃的電熱板上加熱，產生棕色氣體較多時，取下稍冷；4)、再移至上述電熱板上加熱，高氯酸冒白煙至近干，剩0.5～1mL；5)、將上述試樣溶液取下冷卻，按每10克蓮藕樣品加入1～2mL硝酸，再加入蒸餾水至50mL，混勻；6)、繪制校準曲線取重量濃度為0.0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0μg/mL的鉛、銅、鉻、鎘標準溶液，于設定的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)工作條件下測定鉛、銅、鉻、鎘的譜線強度，以鉛、銅、鉻、鎘濃度為橫坐標，譜線強度為縱坐標，計算機自動繪制鉛、銅、鉻、鎘校準曲線；7)、步驟五所得試樣溶液按照步驟六測定，測定溶液中鉛、銅、鉻、鎘譜線強度，計算機從校準曲線上自動查得溶液中鉛、銅、鉻、鎘濃度，計算蓮藕樣品中鉛、銅、鉻、鎘的含量。
2.如權利要求1所述的蓮藕中有害元素鉛、銅、鉻、鎘的測定方法，其特征在于所述的蓮藕樣品屬于普通食用蓮藕。
3.如權利要求1所述的蓮藕中有害元素鉛、銅、鉻、鎘的測定方法，其特征在于所述的蓮藕樣品是鮮蓮藕，未經過加工。
全文摘要
本發(fā)明屬于化學領域，尤其是食用植物中有害元素鉛、銅、鉻、鎘的測定方法。本發(fā)明所述的測定方法由以下步驟組成1.選取蓮藕樣品，切碎，混勻，置于耐酸容器中；2.按照每10克蓮藕樣品加入30～40mL硝酸、高氯酸混合酸；3.移至電熱板上加熱，產生棕色氣體較多時，取下稍冷；4.再移至電熱板上加熱，高氯酸冒白煙至近干，剩0.5～1mL；5.將上述溶液取下冷卻，按每10克蓮藕樣品加入1～2mL硝酸，再加入蒸餾水至50mL，混勻；6.用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP－AES)繪制鉛、銅、鉻、鎘校準曲線；7.步驟五所得試樣溶液按照步驟六測定鉛、銅、鉻、鎘的譜線強度，計算機從校準曲線上查得溶液中鉛、銅、鉻、鎘的濃度，計算蓮藕樣品中鉛、銅、鉻、鎘的含量。
文檔編號G01N21/68GK101042349SQ20071006584
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權日2007年4月28日
發(fā)明者梁文君, 楊建明, 蔡四來, 李大山, 保亞紅, 朱紅玉 申請人:云南出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心