大米中镉污染与不同消解方式测镉

毕业设计大米中镉污染与不同消解方式测镉摘要大米中镉污染的来源有化学性污染源以及由环境污染所引起的食品污染。镉中毒可以导致肺气肿、骨质疏松、高血压等病症,影响体内的各系统代谢,引起机体的功能紊乱,其具有一定的致癌性和致崎性。只有有效控制镉污染的来源,及卫生检疫部门的加强大米中镉含量的检测工作,才能有效的预防镉污染大米的再次出现,以确保食品的安全。通过不同的消解方式电子炉直接消化法、石墨消解仪消解和微波消解法三种消化方式测定大米的镉,掌握以及了解三种样品前处理方法的不同和特点,通过实验中的现象和上机后测定结果数据,分析几种不同消化方式的优缺点,根据实验样品的不同及所需的实验数据选择适宜的消解方式。关键词大米；镉污染；重金属；消解方式；镉I目录摘要II1大米中镉的危害与污染情况111大米中镉的危害1111镉中毒事件1112我国近几年镉大米事件1113镉米的了解112我国大米污染现状113镉污染来源22样品前处理221原理222仪器223试剂223样品的不同消解方式3231高温干法消解3232微波消解法3233石墨湿法消解法33石墨炉原子吸收光谱法测定331石墨炉原子吸收光谱检测方法432仪器条件433标准曲线绘制434样品测定结果4341高温干法测定结果5342微波消解法结果5343石墨湿法消解法结果535检测结果分析64总结65参考文献7致谢801大米中镉的危害与污染情况11大米中镉的危害111镉中毒事件1931年日本富山县发生了著名的“痛痛病”事件,这是由于长期接触受到镉污染的水源和长期食用镉污染的食物导致的慢性镉中毒。金属镉以及其化合物可以通过消化道与呼吸道以及皮肤进人机体,由于长期摄人过量的镉，会导致肾脏受到损害,主要表现在低分子量蛋白尿。肾小管的损害会导致机体磷、钙与维生素的吸收受到的阻碍,所引发的骨质疏松病症,甚至会发生病理性骨折,这对于患者的生活质量和劳动能力以极其严重的负面影响。金属镉还会抑制微量元素硒与锌的正常吸收,硒与锌都是促进钙吸收的重要微量元素。体内的镉超标易患高血压等病症、肺气肿,由于镉在体内取代了锌、钙等微量元素,引起机体的功能紊乱,影响体内的各种新陈代谢系统。慢性重金属镉中毒患者会免疫系统、神经系统与生殖系统方面的病变,甚至镉中毒具有一定的致癌性和致畸性致癌性。112我国近几年镉大米事件2013年2月27日，南方日报以“湖南问题大米流入广东市场”为题，大肆报道了2009年湖南万吨的镉超标大米流入广东；5月16日，广东市食药监局公布18批次大米抽样检测结果，显示镉含量444不合格，镉超标，涉及6批次的大米来自湖南；随着有关大米镉超标的报道的频频出现，随着湖南省株洲、衡阳等地产大米镉超标的陆续曝光，在国内外引起了强烈的反响，对整个粮食行业造成巨大的冲击。广大国民在经历过了牛奶的“三聚氰胺”、猪肉“瘦肉精”等一系列事件后，又出现“镉米”事件，引起了广大人民对食物的恐慌，对食品安全的不信任。113镉米的了解镉是一种银白色、有光泽的重金属，它原本是以化合物的形态存在，与人的生活并不存在交集。工业革命是世界发展的需要，国外的研究表明，全球每年差不多有22万吨镉进入土壤。镉食用过量，会对人体的骨骼、肾脏造成的危害，发生“骨痛病”。当前环境中出现的镉污染都具有一定的地域性、局域性,而且不同的产地的大米镉污染程度状况不同。居民所消费大米的来源不同,这对城市大米镉污染安全监测体系统造成一定的难度。但受到大米镉污染的威胁主要人群仍然是受到镉污染地区当地的群众。土壤一旦受到重金属镉的严重污染,需要很长时间才能恢复到以前无污染的状态。金属镉在人体中的半衰期长达1530年,人体受到镉污染的侵袭,以目前的医疗水平,是无法实现有效解毒和排毒。因此,对于大米的镉污染,最有效果的方法是预防食品中镉的超标。只有有效控制污染来源,才能有效的避免镉污染大米的出现。从此之外,卫生检疫部门还需要加强对大米中镉含量的检测工作,以确保食品的安全,避免镉大米过多地流人市场。12我国大米污染现状根据有关的新闻报道以及一些文献，研究者对于我国上个世纪八十年代对于南方某省的土壤镉污染进行了进一步的研究,对蔬菜、粮食、肉类、禽蛋等1样品同样进行了镉含量的检测,研究数据结果表明肉类、禽蛋样品镉含量的未超标,以及不同种类的蔬菜镉含量的超标率各不相同,粮食中的大米镉含量的超标率却高达635。另外卫生防疫工作者对2008年至2009年南方某省食品中的镉污染情况进行了调查分析,共检测了13类食品样品,镉检出率为638,重金属镉含量超标率为85。涉及到的镉含量超标的食品种类有粮食、水产品、肉类、食用菌、水果等。13镉污染来源重金属镉主要与锌矿、铅锌矿、铜钱锌矿等共生。炼矿脉的时候，重金属镉会被释放到废水与废渣中。如果对尾矿的管理不当，就可能随着水源流入附近的农田。随着科学科技的发展，金属镉已经被广泛的应用到制造电池、合金、颜料,还可作为电镀制品以及塑料制品的稳定剂,金属镉的用途越来越广泛了。随着镉的开发和利用，镉污染也越来越严重了，据统计全球每年向地球中排放镉总量达到三万吨左右,其中约85进人土壤,从而污染水源以及农作物。2样品前处理21原理试样会经灰化以及酸消解后，导入原子吸收分光光度计中，在比较高的温度下样品进行原子化。解离为基态的自由原子。空心阴极灯发射出待测元素所需的特征波长的光辐射，穿过了原子化器中的一定厚度的原子蒸汽，一部分被原子蒸汽总待测元素的基态自由原子所吸收，从而减弱后的特征辐射被检测系统所检测到。根据郎伯比耳定律，知道吸光度与待测元素的含量成正比，与标准系列比较定量。22仪器原子吸收分光光度计（附石墨炉级铅空心阴极灯）、压力消解仪、压力解压罐。微波消解仪、可调式电热板、马弗炉、微波马弗炉、瓷坩埚、可调式电炉、石墨湿法消解仪、微波消解管、湿法消解管、分析天平、移液枪。23试剂硝酸142MG/ML，优级纯。硝酸142G/ML，分析纯。高氯酸167G/ML，优级纯。高纯氩气高纯氮气氧化剂空气，一般都是由气体压缩机供给，进入仪器前应经过过滤，以除去其中的水、油以及其他杂质。金属储备液10000G/L（称取10008光谱纯金属，准确到00001，用5/100的硝酸溶液去溶解，必要的时候加热，直至溶解完全，然后用水稀释定容至1000ML）。中间标准溶液用硝酸溶解稀释金属储备液的配制，镉浓度一般都为1000MG/L。223样品的不同消解方式231高温干法消解利用在比较高的温度下使含有大量的有机物的样品经过电子炉烧过灰化，经过仪器分析的目标物残留物在灰分中，用少量的酸溶解后在定容后即可进行测定。此方法适用于酸难以分解的有机质样品中、如脂肪含量过高的样品。该方法的优点是试剂的用量比较少，空白都比较低，后续处理比较简单且实验成本较低。但是分析的元素如果稳定性不好会挥发易导致结果的偏低，而消解时间长，不适合于无机样品的分解。为了防止或降低干法灰化过程中的元素的挥发，可在试样中加入助灰化剂。常用的助灰化剂有硫酸、硝酸、氧化镁、磷酸二氢钠、氯化钠等。高温干法消解周期长，耗能多，处理过程中被测成分易挥发损失，坩埚材料有时对被测成分有吸收保留作用，致使回收率降低。因选择助灰化剂的条件与个中考虑，毕业论文代写QQ3449649974选择用硝酸作为助灰化剂。准确称取大米粉末10000G于干锅中，在可调节温度电子炉上加热，在不使样品燃烧的情况下使其灰化，在样品不冒烟时，将其取出置于微波马弗炉中在525下45小时。取出之后置于电子炉上加1ML硝酸，直到硝酸干掉，再放到微波马弗炉中2个小时，取出后在电子炉中加热再加1ML硝酸，在未干时加入超纯水，最后50ML定容。232微波消解法微波消解是利用了微波的穿透性和激活反应能力加热密闭容器内的试剂和样品，使容器内压强增加，反应的温度提高，使反应物在需要的特定温度下发生快速的分解，这样就减少了样品分解所需要的时间，提高了工作的效率，消解精确而彻底，且易挥发元素如AS、HG等应当可以保留在溶液中，防止挥发而导致结果的偏差和对环境的严重污染。由于微波消解所需要试剂用量少，没有环境对样品的污染，因此空白值比较低，平行性和重复性都比较好。密封微波溶样技术作为一种样品预处理手段，可以使样品处理更加快速、准确、安全。准确称取05000G于微波消解管中，加入3ML硝酸并盖上盖子，置于微波消解仪中在180，在高纯氮气加压到40PA下消解50MIN左右。取出后定容到25ML。233石墨湿法消解法这种方法是适量的大米样品中加入硝酸、高氯酸以及混酸等一些氧化性的酸，通过加热使有机物得到分解，待测元素以离子形态的存在溶液中。该方法的应用最为广泛，且易于操作，同时消解多种类型的样品，安全，危险性小；但分解的能力一般，不适合于难容样品的分解，酸使用量一般较大，易造成外源性环境的污染，HG等元素容易挥发，容易对环境造成严重污染，空白值一般容易偏高，不适用湿法消解。但该方法因为不需要一些特殊的仪器和设备，为一般实验室常用方法。湿法消解中常见的混酸种类有硝酸氢氟酸、硝酸硫酸、硝酸高氯酸、硝酸盐酸。准确称取10000G于湿法管中加15ML硝酸后再加入12ML高氯酸，置于石墨消解仪中，10MIN温度升到60保留30MIN后10MIN升到160保留120MIN后升到260保留60MIN，在30MIN降到常温。在管中只有大概23ML时取出定容到50ML。33石墨炉原子吸收光谱法测定31石墨炉原子吸收光谱检测方法在原子能、半导体、电子管及宇宙航天等尖端科学技术的迅速发展中，对材料的要求也是越来越高，当时已经有的分析测试技术还远远不能满足现在实验研究和生产的需要。原子吸收光谱法是在这种情况下迅速发展起来的一种新型仪器分析方法。到目前为止广泛应用于医药食品、环境科学、材料科学、农林产品。其可对近80种元素进行直接检测。在农、林、水科学中，它主要用于肥料、大气、土壤、食品、饲料、水体等样品中金属元素以及部分非金属元素的定量分析。石墨炉原子吸收光谱法有以下特点特长（1）灵敏度高；（2）选择性好，由于其是基于待测元素对其特征光谱的吸收，因此干扰比较少，并且干扰都易于消除；（3）精密度和准确度都比较高，由于原子吸收受外界因素的影响相对比较小，因此一般都具有比较高的精密度和准确度；（4）测定元素较多，元素周期表中能够用于原子吸收法测定的元素多达70多种；（5）需要样品量少，分析速度较快，一次测定只需要几微升到几毫升样品左右，几秒便可测定一个样品。光源、原子化器、分光系统和检测系统是石墨炉原子吸收仪必不可少的四大部件。32仪器条件根据各自仪器性能都调至最佳状态时。参考条件为波长2833NM，狭缝02NM10NM，灯电流为5MA7MA。干燥温度120，持续15S20S，原子化温度17002400，持续4S5S，背景校正为氘灯或赛曼效应。本文实验仪器背景校正为氘灯。33标准曲线绘制吸取配制的镉标准使用液1UG/L、2UG/L、3UG/L、4UG/L、5UG/L各10UL，注入石墨炉中，测得其吸光值并求得吸光值与浓度的一元线性回归方程。000050047500867012940170502064Y00413X00034R209985005000501015020250123456系列1线性系列1图一标准曲线图与一元线性回归方程434样品测定结果341高温干法测定结果表1高温干法测定结果表样品质量浓度吸光值体积大米1114251690073250大米2105421550067450大米3110541640071150计算公式XCVF/M1000式中X试样中被测元素含量，MG/KGC扣除试样空白后试样液浓度，UG/LM试样质量，GF试样稀释倍数样品1中镉含量X16950/11425100000740MG/KG样品2中镉含量X15550/10542100000735MG/KG样品3中镉含量X16450/11054100000742MG/KG342微波消解法结果表2微波消解法结果表样品质量浓度吸光值体积大米4058471780076925大米5054811600069525大米6055621680072825计算公式XCVF/M1000式中X试样中被测元素含量，MG/KGC扣除试样空白后试样液浓度，UG/LM试样质量，GF试样稀释倍数样品4中镉含量X17825/05847100000748MG/KG样品5中镉含量X16025/05481100000732MG/KG样品6中镉含量X16825/05562100000756MG/KG343石墨湿法消解法结果表3石墨湿法消解法结果表样品质量浓度吸光值体积大米7109751660072050大米8111241650071550大米9105621550067450计算公式5XCVF/M1000式中X试样中被测元素含量，MG/KGC扣除试样空白后试样液浓度，UG/LM试样质量，GF试样稀释倍数样品7中镉含量X16650/10975100000754MG/KG样品8中镉含量X16550/11124100000741MG/KG样品9中镉含量X15550/10562100000734MG/KG35检测结果分析在对实验数据结果的分析表明；在三种不同消解方法的前处理中，对大米中镉的检测都具有较好的实验结果；且相对而言微波消解比较好；对大米中镉检测的不同前处理方法，相对而言微波消解要先进快速一些，消解的时间要少些，而相对的更适合于大批量的检测。在对于三种消解方式的比较中发现（1）在石墨炉湿法消解中所用的实验试剂用量最多，其次是高温干法消解，最后是微波消解用量最少；（2）在试验中高温干法消解所用的时间最多大概有14个小时左右，其次是石墨炉湿法消解用时为5小时左右，最后是微波消解用时最少为1小时左右；（3）在实验结果数据的比较中发现微波消解法所测得样品结果平行性相对较好，其他两种所测的数据稳定性相对较差。（4）这三种消解方式的适用性在检测油脂比较多的时候，比如检测肉、食用油里面的金属元素采用高温干法消解以及石墨炉湿法消解较好，而含油脂较少的以及大批量的实验时采用微波消解较好。4总结随着国家对食品安全的监控检测力度的加大，随着人们生活水平的不断提高，人们越来越注重安全健康饮食；而随着科技的发展，对空气，土壤，水源，环境的污染是不可控制的及不可避免的，而每年来粮食的污染事件也频频出现，对于加大食品的安全检测，是保证广大人民安全健康饮食的前提条件。检测人员对食品检测的负责就是对自身安全的负责。实验的严谨性，在样品的前处理时一方面由于使用工具不当，取样方法不合理或处理方法不妥造成取样的不均匀和样品的外源性污染，从而使测定结果出现误差，或检测物质的到损失；另外样品的消化方案选择的不当，忽视基体干扰现象，会使测定结果出现偏差，这些问题应该引起检测人员足够的重视。大米作为我国的主产粮食，如果受重金属的严重污染，那将严重威胁到我国人民的身体健康，准确测定大米中镉的含量无论是对动物营养学的研究，还是人体代谢疾病防治和诊断，以及环境监测和食品安全都具有重大意义。65参考文献1陈志良,莫大伦,仇荣亮镉污染对生物有机体的危害及