重金属的检验

关于重金属的检验1人体中必须的金属元素以人体重0.01%为界计，小于的为微量元素，大于的为常量元素，如以需求标准计算，人每日需求量在100毫克以下的当属微量元素，超过100毫克的为常量元素。常量：K、Na、Ca、Mg4种。微量：Fe、Mn、Co、Cu、Zn、Mo、V、Ni、Cr、Li等11种。其他金属元素：在某一含量范围内，也可能是人类必须的，待研究。第2页,共73页，星期六，2024年，5月1.1常量金属元素 K、Na、Ca、Mg四个金属元素是人体重要的必需营养素，在调节人体体液酸碱平衡；细胞内外渗透压的平衡；维持神经、肌肉的兴奋性；形成骨骼等硬组织，支撑身体，维持有力运动形式；肌肉的收缩；使血的凝固；酶活化发挥重要生理功能。第3页,共73页，星期六，2024年，5月钾K一般成年人体内约含钾元素150克左右，其作用主要是维持神经、肌肉的正常功能，维持心脏有规律的跳动。因此，人体一旦缺钾，正常的运动就会受到影响。缺钾不仅精力和体力下降，而且耐热能力也会降低，使人感到倦怠无力。严重缺钾时，可导致人体内酸碱平衡失调、代谢紊乱、心律失常、全身肌肉无力、懒动。含钾丰富的食品：荞麦、玉米、红薯、大豆；水果中，以香蕉含钾元素最丰富；蔬菜中，菠菜、苋菜、香菜、油菜、甘蓝、芹菜、大葱、莴笋、土豆、山药、鲜豌豆、毛豆等含钾元素较高。海藻类。第4页,共73页，星期六，2024年，5月钙Ca成人体内钙的含量约1200克（2%）。主要存在于骨骼和牙齿中（99%），其余分布在体液中。缺钙会降低软组织的弹性和韧性。皮肤缺弹性显得松垮，衰老；眼睛晶状体缺弹性，易近视、老花；血管缺弹性易硬化。钙是一种天然的镇静剂。缺钙会导致神经性偏头痛（占女性的10%--20%）、烦躁不安、失眠。对婴儿会引起夜惊、夜啼、盗汗。缺钙还会诱发儿童的多动症。人体内缺钙严重会得软骨病（佝偻病）。维生素D能促进钙的吸收，而晒太阳有利于人体VD的产生。人体每天从食物中约需摄取钙0.66克。幼儿因处于生长发育期，每天要从食物中摄取钙1克以上。第5页,共73页，星期六，2024年，5月钠Na钠是食盐的主要成分。食盐的主要作用是提供钠离子，正常人体内钠离子的最小需要量每人每日为0.5克，相当于2～3克食盐。正常状况下每人每日以摄入10～12克食盐为宜。钠的主要作用维持体液的平衡的。若失去平衡，就会出现疲乏、头晕、食欲不振、恶心、呕吐甚至虚脱等症状。正常情况下，钠摄入过多并不蓄积，但某些情况下，如误将食盐当食糖加入婴儿奶粉中喂养，则可引起中毒甚至死亡。急性中毒，可出现水肿、血压上升、血浆胆固醇升高、胃黏膜上皮细胞受损等。每人每天要从尿中排出4.5克左右的氯化钠和1.8～4.5克的钾盐，其它如汗液也大量排出钠离子，所以要不断地补充食盐。高温季节，为防止中暑，常给大量出汗的人喝盐开水。医院要给呕吐、腹泻病人注射生理盐水，给大面积烧伤病人补给生理盐水等，都是由于这个道理。第6页,共73页，星期六，2024年，5月镁Mg镁具有使神经和肌肉正常运作的功能，因此能协助抵抗抑郁症，解除肌肉痉挛，促进心脏、血管健康，预防心脏病发作，提高男士的生育能力。防止钙在组织和血管中沉淀，防止肾结石、胆结石，改善消化不良等作用。成年人每天的摄取量为250mg-350mg。含镁丰富的食品：紫菜、豆类,杏仁,核桃,花生,马铃薯,茄子,竹笋,海带,牛奶,芝麻浆,虾皮,小米,荞麦面等第7页,共73页，星期六，2024年，5月1.2微量金属元素

微量金属离子虽然在人体体内存在的量很低，每种金属微量元素的标准量不足人体总重量的万分之一，却在低浓度下具有非常重要生物学功能。它能影响人体免疫功能，胎儿的生长发育，还与癌症的发病率等有关。第8页,共73页，星期六，2024年，5月锌Zn

人体内大约含有2g，锌是一种与生命攸关的元素，它在生命活动过程中起着转换物质和交流能量的“生命齿轮”作用。它是构成多种蛋白质所必需的。大部分分布在骨骼、肌肉、血浆和头发中。含锌最高的组织是眼球的视觉部分和前列腺。眼球的视觉部位含锌量高达4%，可见它具有某种特殊功能。锌普遍存在于食物中，只要不偏食，人体一般不会缺锌。第9页,共73页，星期六，2024年，5月铁Fe人体内铁的含量为0.004%。一个体重为50千克的人含铁2克，相当于3枚一分硬币（每枚约重0.68克）的质量，成人每天约需10毫克铁。人体内铁的含量的60%～70%存在于红血球细胞的血红蛋白内，它是哺乳动物血红蛋白中氧的携带者。铁是血液中交换和输送氧所必需的一种元素，生物体内许多氧化还原体系都离不开它。没有铁，生物就无法生存。人体缺铁时会引起贫血，面色苍白，记忆力衰退。轻度缺铁的儿童，它们的注意力会明显降低，学习也会受到影响。在日常饮食中，含铁最多的食物为动物的肝脏，牛、羊、猪的瘦肉，蛋黄、芹菜、菠菜、蕃茄和红枣等。第10页,共73页，星期六，2024年，5月铜Cu

铜元素对于人体也至关重要，它是生物系统中一种独特而极为有效的催化剂。铜是30多种酶的活性成分，对人体的新陈代谢起着重要的调节作用。据报道，冠心病与缺铜有关。铜在人体内不易保留，需经常摄入和补充。茶叶中含有微量铜，所以常喝茶是有益的。

第11页,共73页，星期六，2024年，5月铬Cr

在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中，铬是必不可少的一种元素，也是维持正常胆固醇所必需的元素。铬元素对人体有两面性，低价态的铬，能参与糖和脂肪类物质的代谢作用，并促进人体的发育成长。缺少低价铬，胰岛素的作用很快下降，严重时可患糖尿病。高价态的铬可以干扰很多重要酶的活性，破坏肝、肾的重要功能，严重的引起癌症。人体对铬的需求量极少。食用牛肝、麦芽、酵母、鸡肉、玉米油、蛤类等含铬的食品就能弥补铬的不足。第12页,共73页，星期六，2024年，5月钴Co钴是维生素B12分子的一个必要组分，B12是红血球生成不可缺少的重要元素，如果严重缺乏，将导致恶性贫血！（抗恶性贫血维生素）维生素B12是相当特别的维生素，蔬菜中几乎完全找不到，只有紫菜、海藻、鱼、蛋、肉、肝中含量丰富。人体维生素B12需要量极少，只要饮食正常，就不会缺乏。少数吸收不良的人及素食者须特别注意。

第13页,共73页，星期六，2024年，5月锰Mn锰参与许多酶催化反应，是一切生物离不开的。锰是构成正常的骨骼所必须的物质，也是制造甲状腺素非常重要的物质。它能使食物充分消化吸收，缓解神经过敏和烦躁不安，能解除疲劳，增强记忆力，预防骨质疏松症。成年人每天摄取2mg-5mg即可满足需要。超过这个数量，就会中毒。坚果类、红叶蔬菜、豌豆、甜菜，以及未精制的谷类食品都是富锰的食物。时常头晕眼花、精神恍惚或记忆力不好的人，经常喝大量牛奶或吃大量肉类的人应增加锰的摄取量。

第14页,共73页，星期六，2024年，5月钼Mo

钼是某种酶的一个组分，这种酶能催化嘌呤转化为尿酸。钼也是能量交换过程所必需的。微量钼是眼色素的构成成分。豆荚、卷心菜、大白菜含钼较多，多吃这些蔬菜对眼睛有益。第15页,共73页，星期六，2024年，5月硒

Se（非金属元素）硒被科学家称之为人体微量元素中的“抗癌之王”，是人体必需的微量元素之一，与人类健康息息相关。在人体内硒在心脏中的含量最高，它对心肌起到保护作用。作用：增强免疫力；防止糖尿病；防止白内障；防止心脑血管疾病；防止克山病、大骨节病、关节炎、解毒、排毒；防治肝病、保护肝脏；预防癌症。过量摄入会发生中毒，病人出现恶心、呕吐、头发脱落、指甲变形、烦躁、疲乏和外围神经病变。食物中海味、小麦、大米、大蒜、芥菜及肉类中含硒量较高。所以身体健康正常的人每天通过合理调节膳食，一般可以满足身体对硒的需要。第16页,共73页，星期六，2024年，5月2食品中的重金属重金属：密度在5×103kg/m3以上的金属统称为重金属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等45种。砷本属于非金属元素，但根据其化学性质，又鉴于其毒性，一般将其列在有毒重金属元素中。第17页,共73页，星期六，2024年，5月从污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。目前最引起人们注意的是铅、汞、镉、铬等。第18页,共73页，星期六，2024年，5月食品中的有毒重金属元素，一部分来自于农作物对重金属元素的富集，另一部分则来自于食品生产加工、贮藏运输过程中出现的污染。重金属元素可通过食物链经生物浓缩，浓度提高千万倍，最后进入人体造成危害。进入人体的重金属要经过一段时间的积累才显示出毒性，往往不易被人们所察觉，具有很大的潜在危害性。第19页,共73页，星期六，2024年，5月重金属的危害重金属离子对生物有严重的毒理效应，所以重金属离子污染给人类带来了严重的威胁。重金属对人体的危害，一方面通过直接饮用造成重金属中毒而损害人体健康；另一方面，间接污染农产品和水产品，通过食物链对人体健康构成威胁。重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官——肝、肾等组织。第20页,共73页，星期六，2024年，5月2.1常见重金属及中毒重金属中毒的一般症状：浑身乏力、齿龈发炎、肌肉酸痛、多汗、脱发、便秘、倦怠、嗜睡、睡觉时有轻度的呼吸困难、脖子酸痛等。不同重金属中毒症状各有不同。第21页,共73页，星期六，2024年，5月2.1常见重金属及中毒2.1.1砷(Arsenic,As)急性中毒:食入性中毒：急性期会有恶心、呕吐、腹痛、血便、休克、低血压、溶血、大蒜、及金属味、肝炎、黃疸、急性肾衰竭、昏迷、抽搐。吸入性中毒:咳嗽、呼吸困难、胸痛、肺水肿、急性呼吸衰竭。氢化砷中毒:引起大量溶血，会有腹痛、血尿及黄疸(triad)的典型症状，急性肾衰竭并不少见。第22页,共73页，星期六，2024年，5月

慢性中毒A.皮肤:湿疹、角质化、皮肤癌。

B.神经:中枢及周边神经病变。

C.血液:贫血、血球稀少、白血病。

D.其他:周边血管病变、四肢坏死(乌脚病Blackfootdisease)及肝功能异常。肺癌、肝癌及膀胱癌的几率大幅上升。

第23页,共73页，星期六，2024年，5月Arsenic:EvilorAngel?NapoleonArsenic-inducedhyperkeratosisBlackfootdiseasePoisonAcutepromyeloidleukemia第24页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.2铅(Lead,Pb)急性中毒(成年人):

轻微及中度中毒：疲倦、躁动、感觉异常、肌痛、腹痛、抖动、头痛、恶心、呕吐、便秘、体重减少、性欲降低。

严重中毒：运动神经病变、脑病变、抽搐、昏迷、严重腹绞痛、急性肾衰竭。第25页,共73页，星期六，2024年，5月铅(Lead,Pb)慢性中毒:

中枢神经：脑病变、精神智能障碍、神经行为异常（血铅浓度30ug/dl以上），影响孩童发育、发展及智商（血铅浓度5ug/dl以上）。

周边神经：运动神经传导速度变缓，血铅浓度大于30ug/dl尺神经传导即受影响。

血液：贫血、溶血、抑制ALAD（血铅浓度10ug/dl以上）及FEP（15ug/dl）。尿中ALA上升（血铅浓度30ug/dl以上）及红血球Basophilicstippling。

肾脏：高血压、痛风，及慢性肾衰竭。

其他：降低甲状腺荷尔蒙浓度及慢性肾衰竭，干扰维生素D代谢、减少精子活动性及数目、致癌性。

第26页,共73页，星期六，2024年，5月

儿童铅中毒的诊断和分级主要依照血铅水平：

一级：血铅＜100微克/升，相对安全（已有胚胎发育毒性，孕妇易流产）；

二级：血铅100～199微克/升，血红素代谢受影响，神经传导速度下降；

三级：血铅200～499微克/升，铁锌钙代谢受影响，出现缺钙、缺锌、血红蛋白合成障碍，可有免疫力低下、学习困难、注意力不集中、智商水平下降或体格生长迟缓等症状；

四级：血铅500～699微克/升，可出现性格多变、易激怒、多动症、攻击性行为、运动失调、视力和听力下降、不明原因腹痛、贫血和心律失常等中毒症状；

五级：血铅≥700微克/升，可导致肾功能损害、铅性脑病（头痛、惊厥、昏迷等）甚至死亡。

第27页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.3镉(Cadmium,Cd)

急性中毒:

食入——恶心、腹痛、呕吐、出血性肠胃炎、肝、肾坏死、心脏扩大。

吸入——氧化镉引起严重的金属熏烟热(Metalfumefever)在暴露后12一24小时后，发生胸痛、头痛、咳嗽、呼吸困难、发烧、肺水肿、肾肝坏死。

慢性中毒:

食入——肾病变包括低分子量蛋白尿，胺基酸尿及糖尿、痛痛病、高血压、心脏血管疾病、及癌症。

吸入——肺纤维化及肾病变。

第28页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.3铬(Chromium,Cr)铬（chromium,Cr）为人体必需的微量元素之一

急性中毒:

六价铬：剧毒及腐蚀性<br>皮肤:（铬溃疡）Chromeulcer，鼻中膈穿孔，过敏性接触皮肤炎（吸人）,胃肠出血性胃肠炎（食入1-2g会致命），肾：急性肾衰竭（食入，吸入或皮肤吸收），肺：72h后会发生肺水肿(吸入大量).

三价铬:

为身体必须元素，为糖份代谢必要，肠胃吸收困难(<1%)。

慢性中毒:

长期六价铬暴露可能引起癌症，尤其是肺癌。呼吸系统：气喘及尘肺症,

第29页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.4铜(Copper,Cu)

急性中毒:

大多为食入硫酸铜或食入铜食器污染的食物、果汁所致。

食入大量的铜，会引起严重的恶心、含绿蓝物的呕吐、腹痛、腹泻、吐血、变性血红素症、血尿等症状。严重者会有肝炎、低血压、昏迷、溶血、急性肾衰竭、抽搐等并发症。甚至死亡也可能发生。

第30页,共73页，星期六，2024年，5月铜慢性中毒原因A.

因为铜为人体必须元素，吸收后很快的经由尿液及胆汁排出。目前医学文献少有慢性铜中毒报告。但有人认为长期暴露过多的铜或长久使用铜餐俱及水管，可能引起慢性肝病变。长期吸入铜粉尘及熏烟，会导致鼻中膈穿孔、肺部肉芽肿、肺间质纤维化(VineyardSprayer'sLung)及肺癌。

B.

威尔森病(WilsonDisease):是先天性铜代谢异常的一种疾病。铜会堆积在大脑神经核、内脏及角膜上面，造成健康伤害，又叫作hepatolenticulardegeneration。长时间的累积，青春期后渐渐会有永久性脑部病变及肝硬化的病症出现。第31页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.5汞(Mercury,Hg)a.元素汞中毒:

A.急性中毒：（主要为吸人汞蒸气所致）

急性支气管炎、肺炎、口腔炎、肠炎、发烧、意识混乱、呼吸困难、

吞食元素汞一般没有症状，除非相当大量。

B.慢性中毒:

主要影响中枢神经，有三项特别症状（Triad）：发抖、牙龈炎、及红。Erethism（包括失眠、害羞、记忆衰退、情绪不稳、神经质、及食欲不振）

其他有视力障碍晶体混浊，类似巴金森症状，周边神经病变。

第32页,共73页，星期六，2024年，5月b.无机汞中毒A.急性中毒:主要是食入性中毒，病患会有局部腐蚀性，产生消化道出血、坏死、休克、甚至急性肾衰竭出现。急性吸入烟雾，会产生急性呼吸窘迫症候群及肺纤维化，缺氧而死亡。

B.慢性中毒则类似元素汞慢性中毒。

第33页,共73页，星期六，2024年，5月c.有机汞

长链的有机汞毒性作用与无机汞类似，短链有机汞如甲基汞毒性如下:

A.急性中毒:

心、呕吐、腹痛、血球少、口腔炎、蛋白尿、肾病症候群、肾衰竭，但仍以中枢神经病变为主要症状，包括皮肤会有红皮症痒及脱落性皮肤炎。

B.慢性中毒:

与急性中毒类似，中枢神经异常为主要症状，但是视野缩小及视力受损，感觉及运动障碍，肌肉萎缩及智能受损较明显。出生的孩童会有类似脑性麻痹的症状，最有名的例子为MinamataDisease(水俣病

第34页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.6锰(Manganese,Mn)急性中毒:

吸入氧化锰的粉尘即有可能产生所谓金属熏烟热或化学性肺炎，氧化锰常因焊接或切割含锰物而产生的。发冷、发烧、恶心、咳嗽都会发生。慢性中毒：主要是引起神经及精神上的异常，分为三个阶段

A.初期——认知障碍及情绪困扰，包括有食欲不振、肌痛、神经质、躁动、无法控制暴力行为、失眠、性欲降低。

B.中期——无法控制的哭笑、说话障碍、视幻觉、行动笨拙、意识皆乱。

C.后期——行走困难、僵硬、无法说话、抖动、类似“巴金森症”。

第35页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.7镍(Nickel,Ni)急性中毒:

A.一般常见于吸入有机镍Nickelcarbonyl所致，中毒症状类似一氧化碳中毒，但合并有血糖及尿糖上升；常会有恶心、呕吐、头痛、头晕、失眠、躁动持续数小时、然后12小时到5天没症状。随之会有如肺炎般的胸闷、呼吸困难、咳嗽、心悸、流汗、虚弱及视力模糊。严重者4到13天可能会死亡。

B.二价无机镍中毒：误饮镍污染的饮水或透析用水被污染所致，其症状为恶心、呕吐、头痛、心悸、虚弱、腹泻、呼呶短促、咳嗽等持续1-2天。慢性中毒:

长期皮肤接触会有过敏性皮肤炎发生，另外慢性呼吸道疾病、免疫机能异常、及癌症都可发生。常见于从事电镀业者。

第36页,共73页，星期六，2024年，5月2.1.8锌(Zinc,Zn)急性中毒:

A.食入性：恶心、呕吐、腹痛、血便、发烧、常自行恢复。

B.吸入性：吸入氯化锌的烟雾微粒会引起咳嗽、呼吸困难，严重者会变成呼吸窘迫症，急性肾衰竭，甚至死亡。

C.接触性：皮肤接触锌化合物会引起皮肤炎，有些人会溃疡，眼睛喷到氯化锌及硫酸锌溶液会引起伤害。

D.金属熏烟热：吸入氧化锌的粉尘及烟雾4到小时后发生，有金属味，咳嗽、呼吸短促、疲劳、肌痛、发烧到，流汗，化学性肺炎，肺水肿等。大多数人功能可完全恢复。

第37页,共73页，星期六，2024年，5月锌(Zinc,Zn)慢性中毒:

长期大量锌暴露，会引起慢性锌中毒，如长期吃雄性动物生殖器、服用大量锌药片。会引起贫血、白血球稀少症、免疫力受损、体重减轻等症状。第38页,共73页，星期六，2024年，5月2.2元素的形态化学形态就是物质在自然界存在的形式“形态”包含状态(state)、形式(form)和物种(species)的意思。根据形态层次不同可分为六组：溶解态和非溶解态、胶态和非胶态、有机态和无机态、离子态和非离子态、络合态和非络合态以及价态。 元素的某一形态可能是有毒的，而同一种元素的另一形态却可能是无毒的，甚至对生物组织的特定功能是必需的。因此，测定元素特定的化学形态的含量，如Cr6+而不是总铬，有机汞而不是总汞，对于解释它们的生物化学行为和评价其潜在危害是很有必要的。形态分析也越来越受到人们的重视。第39页,共73页，星期六，2024年，5月形态分析（speciationanalysis）按照IUPAC（国际理论与应用化学联合）会的定义，形态分析是识别和测定存在于样品中的一种特定元素不同化学物理形式的过程。微量元素的形态分析是现在研究中的一个热点。第40页,共73页，星期六，2024年，5月形态分析的对象①元素天然物种之间的差别。如砷的化合物包括As(III)、As(V)、单甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)、砷胆碱(AsB)、砷甜菜碱(AsT)。这些物种的毒性顺序：As(III)>As(V)>MMA>DMA，而AsB和AsT可认为是无毒的。另一个例子是铬，Cr(III)是人体必需，有利于糖的代谢，而Cr(VI)则被认为是高毒性的。

第41页,共73页，星期六，2024年，5月②一些人工合成物质如用作广谱杀菌的有机锡化合物，这些化合物可能会对生态环境产生不利影响。到目前为止，虽然食物中有机锡还不足以引起危害，但鱼和海产品中的这些化合物含量呈上升趋势。虽然现在不能确定这些化合物对人类产生多大的危害，确切的数据也比较缺乏，但有一点可以肯定在人类活动将它们引入到环境之前，环境中有机锡的浓度为零。第42页,共73页，星期六，2024年，5月③一些元素以低毒性、低浓度、大范围的形式进入环境，但这种元素可能在食物链底部的生物体内转化为有毒物种，而且在食物链的顶部达到很危险的程度。汞就是一个这样的例子，无机汞在酶的作用下，通过甲基化转化为高毒性的甲基汞。

第43页,共73页，星期六，2024年，5月3样品的预处理3.1样品的储存 如何保持样品中元素各形态的稳定性是形态分析中的首要问题。为了避免化学形态的改变，常采用调节pH、调节温度和避免光照等措施保存样品。第44页,共73页，星期六，2024年，5月3.2稀释和萃取稀释可以消除一些复杂基体的干扰。对于固体样品，要求将分析物种转移到溶液中，可用水或缓冲液，有机溶剂萃取后再进行形态分析。测定甲基汞时，以Cl-作为CH3Hg+的反离子，用甲苯萃取分离。第45页,共73页，星期六，2024年，5月3.3样品的消化3.3.1干法灰化

3.3.2湿法消化

3.3.3微波消解第46页,共73页，星期六，2024年，5月干法灰化一定量的样品在坩埚中加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化之后，再置于高温的灰化炉(马弗炉)中(一般温度为500～550℃)灼烧灰化，使有机成分彻底分解为二氧化碳、水和其他气体而挥发，直至残渣为白色或浅灰色为止，所得的残渣即为无机成分，可供测定用。第47页,共73页，星期六，2024年，5月湿法消化此法是通过向样品中加入氧化性强酸(如浓硝酸、浓硫酸和高氯酸)，并结合加热消煮，有时还要加一些氧化剂(如高锰酸钾、过氧化氢)或催化剂(硫酸铜、硫酸汞、二氧化硒、五氧化二钒等)，使样品中的有机物质被完全分解、氧化，呈气态逸出，而待测成分则转化为离子状态存在于消化液中，供测试用。常用的强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。第48页,共73页，星期六，2024年，5月微波消解第49页,共73页，星期六，2024年，5月微波消解当微波通过试样时，极性分子随微波频率快速变换取向，2450MHz的微波，分子每秒钟变换方向2.45×109次，分子来回转动，与周围分子相互碰撞摩擦，分子的总能量增加，使试样温度急剧上升。同时，试液中的带电粒子（离子、水合离子等）在交变的电磁场中，受电场力的作用而来回迁移运动，也会与临近分子撞击，使得试样温度升高。第50页,共73页，星期六，2024年，5月微波消解的优点密闭微波消解可通过提高温度／压力协助反应，使反应物在需要的特定温度下发生快速分解，减少分解所需的时间，提高工作效率，对传统方法这是不可能的。挥发元素如：As，Hg等可以被保留在溶液中，防止挥发造成结果的偏差和对环境的污染。同时也使操作人员避免接触酸雾和有害的气体。由于微波消解试剂用量少，且无环境对样品的污染，因此有较低的空白样品的分解可以进行的更精确、彻底。能够实现从功率选择到消解反应的自动控制，避免了人为操作产生的错误和误差。通过温度、压力参数的控制可以保证消解的质量，保证反应完全一致的平行性和重复性第51页,共73页，星期六，2024年，5月微波消解方法食品样品的微波消解一般为取0.1～0.5g样品，加入5～8mLHNO3和0～2mLH2O2选取适当的温度和压力参数，一般消化时间为10-40min。第52页,共73页，星期六，2024年，5月4.食品中重金属分析检测技术紫外-可见分光光度法（金属离子）原子吸收分光光度法（可测定70多种元素，检出限：10-2mg/L

）原子荧光光谱法（As、Bi、Pb、Sn、Se、Sb、Te、Zn、Cd（

g/L））

电感耦合等离子体－原子发射光谱(ICP-AES)(70多种元素)电感耦合等离子体－质谱(ICP-MS)多元素同时分析检出限：10-3

g/L

（形态分析，联用技术：HPLC-ICP-MS，CE-ICP-MS）第53页,共73页，星期六，2024年，5月ICP-MS、ICP-AES和AAS方法的比较（1）ICP-MSICP-AES火焰AAS 石墨炉AAS检测限多数元素非常好多数元素很好部分元素很好部分元素非常好样品通量所有元素2-6分钟/样品1-20元素/分钟/样品15秒/元素/样品4分钟/元素/样品线性范围105105103102精密度短时间长时间（4小时）1-3%＜5%*0.3-2%＜5%*0.1-1%1-5%*加入内标可提高精密度第54页,共73页，星期六，2024年，5月ICP-MS、ICP-AES和AAS方法的比较（2）干扰因素ICP-MSICP-AES火焰AAS 石墨炉AAS光谱很少一般几乎没有很少化学基体中等几乎没有很大很大离子化低低中等低质谱影响低浓度时大无无无同位素有无无无第55页,共73页，星期六，2024年，5月ICP-MS、ICP-AES和AAS方法的比较（3）ICP-MSICP-AES火焰AAS 石墨炉AAS溶解固体量0.1-0.4%2-25%0.5-3%>20%分析元素数量>75>73>68>50进样量低高非常高非常低半定量分析是是否否同位素分析是否否否第56页,共73页，星期六，2024年，5月ICP-MS、ICP-AES和AAS方法的比较（4）ICP-MSICP-AES火焰AAS 石墨炉AAS日常操作容易容易容易容易方法学研究技术要求高技术要求高简单技术要求高自动化操作可行可行不可行可行可燃气体不需要不需要需要不需要实验费用高高低一般设备费用非常高高低一般第57页,共73页，星期六，2024年，5月ICP：InductiveCoupledPlasma，电感耦合等离子体。电感耦合：两电感线圈在同一介质中，相互的电磁场通过该介质传导到对方，形成耦合。什么是等离子体？4ICP和ICP-MS法4.1ICP第58页,共73页，星期六，2024年，5月等离子体？？？？三态：固态、气态、液态，第四态：电离的气态如果对气体持续加热，使分子分解为原子并发生电离，就形成了由离子、电子和中性粒子组成的气体，这种状态称为等离子体。为何叫等离子体：正负离子带电量相等，整体呈电中性，所以成为等离子体。低温等离子体和高温等离子体第59页,共73页，星期六，2024年，5月第60页,共73页，星期六，2024年，5月等离子体的产生

当高频发生器接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场(绿色)。开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流，粉色），其电阻很小，电流很大(数百安)，产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。图4-1ICP产生示意图第61页,共73页，星期六，2024年，5月4.2ICP-MS法原子质量：

质荷比：指带电粒子的质量与所带电荷之比值。第62页,