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3微量元素分析检测方法

• 活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。活性高的污染物质,在环境中或在处理过程中易发生化学 反应,毒性降低,但也可能生成比原来毒性更强的污染物,构成二次污染。如汞可转化成甲基汞,毒性更强。
• 持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性,如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解, 并可产生生物蓄积,长期威胁人类的健康和生存。
• 部分等离子体经过不同的压力区进入真空系统,在真空 系统内,正离子被拉出并按照其质荷比分离。
• 在负载线圈上面约10mm处,焰炬温度大约为8000K,在这 么高的温度下,电离能低于7eV的元素完全电离,电离能 低于10.5ev的元素电离度大于20%。
• 大部分重要的元素电离能都低于10.5eV,因此都有很高 的灵敏度,少数电离能较高的元素,如C,O,Cl,Br等 也能检测,只是灵敏度较低。
• 在国标中,食品中砷、汞等元素的测定标准中已将原子荧光光 谱法定为第一法。
(四)电化学法—阳极溶出伏安法
• 电化学法是近年来发展较快的一种方法,它以经典极谱法为依托,在此基础上又衍生 出示波极谱、阳极溶出伏安法等方法。电化学法的检测限较低,测试灵敏度较高,值 得推广应用。如国标中铅的测定方法中的第五法和铬的测定方法的第二法均为示波极 谱法。
三、微量元素分析方法
(一)原子吸收光谱法(AAS)
• 原子吸收光谱法是20世纪50年代创光谱法相辅相成, 已成为对无机化合物进行元素定量分析的主要手段。
• 原子吸收分析过程如下: • 1、将样品制成溶液(同时做空白); • 2、制备一系列已知浓度的分析元素的校正溶液(标样); • 3、依次测出空白及标样的相应值; • 4、依据上述相应值绘出校正曲线; • 5、测出未知样品的相应值; • 6、依据校正曲线及未知样品的相应值得出样品的浓度值。
(二)紫外可见分光光度法(UV)
• 其检测原理是:重金属与显色剂—通常为有机化合物,可于重金属发 生络合反应,生成有色分子团,溶液颜色深浅与浓度成正比。在特定 波长下,比色检测。
• 分光光度分析有两种, • 一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定; • 另一种是生成有色化合物,即“显色”,然后测定。
东海经济鱼类的多元素分析产地判别研究
• 采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和原子吸收 光谱(AAS)测定了东海四种经济鱼类中25种矿物 元素,多元统计分析元素组成并判断经济鱼类的地 理起源。结果显示,主成分分析(PCA)可以判别 鱼类的产地并揭示在地理多样性中起着重要作用的 元素。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和概率神经 网络(PNN)建立的判别模型可以准确的判别鱼类 的产地。进一步分析显示,PLS-DA和PNN建立的判 别模型在不考虑鱼种的情况下,准确率分别达到 97.92%和100%。结果表明,基于矿物元素指纹信息 的产地判别技术可有效地应用于近海三个产地的四 种经济鱼类的产地判别。
• 第二步为“溶出”,即在富集结束后,一般静止30s或60s后,在工作电极上施加一个 反向电压,由负向正扫描,将汞齐中金属重新氧化为离子回归溶液中,产生氧化电流, 记录电压-电流曲线,即伏安曲线。曲线呈峰形,峰值电流与溶液中被测离了的浓度成 正比,可作为定量分析的依据,峰值电位可作为定性分析的依据
•。
• • 湿法消化处理 • 湿法消化处理又称氧化分解法。用液体或液体和固体的混合物作为氧
化剂,在一定温度下分解样品中的有机物,此过程称为湿法灰化。此法 与干法灰化的不同在于它不是依靠温度的提高,而主要依靠氧化剂的 氧化能力分解有机物。常用的氧化剂有HNO3、H2SO4、HClO4、H2O2、 KMnO4等。有时为了加快有机物的分解,常加入催化剂如MgO、V2O5、 AgNO2等。该法的优点是适应性强、简便快速、挥发损失和附着损失 小;缺点是试剂用量较大,在消化过程中会产生大量有害气体,危险性较 大,空白值偏高。
年,发生在日本的水俣病事件,无机汞在海水中转化成甲基汞,被鱼类、贝类摄入累积,经过食物链的生物放大作用,当地居民食用后 中毒。
• (六)对生物体作用的加和性:
• 多种污染物质同时存在,对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类:一类是协同作用,混 合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重;另一类是拮抗作用,污染物共存时使危害互 相削弱。
• x射线荧光法不仅可以分析块状样品,还可对多层镀膜的各层镀 膜分别进行成分和膜厚的分析。
• 当试样受到x射线,高能粒子束,紫外光等照射时,由于高能粒 子或光子与试样原子碰撞,将原子内层电子逐出形成空穴,使 原子处于激发态,这种激发态离子寿命很短,当外层电子向内 层空穴跃迁时,多余的能量即以x射线的形式放出,并在教外层 产生新的空穴和产生新的x射线发射,这样便产生一系列的特征 x射线。特征x射线是各种元素固有的,它与元素的原子系数有 关。所以只要测出了特征x射线的波长λ,就可以求出产生该波 长的元素。即可做定性分析。
• (四)生物不可分解性:
• 大多数重金属都不易被生物分解,因此重金属污染一但发生,治理更难,危害更大。
• (五)生物累积性:
• 有两个方面:一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积;二是污染物在人体某些器官组织中 由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积,造成各器官组织的损伤。又如1953年至1961
• 在微波消解法中,微波使酸与样品充分接触,最大限度地发挥酸的作用, 同时由于消解罐是密封的,避免了由于酸的挥发而造成的损失,故消耗 酸量小,既节省试剂又减少了酸雾对环境造成的污染。
• 微波能直接穿透样品的内部,里外同时加热,不需传热过程,瞬时可达到 较高温度,缩短了消化时间,给快速分析创造了良好条件;且具有取样量 少、节省试剂、精密度高、污染机会少、回收率高、消解速度快等优 点,因此微波消解法在国内外的元素分析中得到了广泛的应用
• 才能准确的测定这些元素。 • 食品在其进行微量元素检验之前需要进行样品处理,也
称作预处理、前处理或样品消化,目的在于破坏样品中的 有机成分,消除干扰成分,使样品符合分析要求。 • 样品前处理的效果,往往是决定分析成败的关键。 • 目前常见的食品样品处理方法
• 干法 • 湿法 • 微波消解法
• 干法灰化处理 • 干法灰化处理是先去除样品中杂物,称取一定克数样品置于瓷坩埚中,
食品中微量元素分析方法
• 微量元素=微量营养元素+有毒的重金属元素
一、重金属的危害
• (一)环境:
• 铅、镉、汞、砷等重金属,是由于工业活动的发展,引起在人类周围环境中的富集,通过大气、水、食品 等进入人体,在人体某些器官内积累,造成慢性中毒,危害人体健康。污染物进入环境后,随着水和空气 的流动,被稀释扩散,可能造成点源到面源更大范围的污染,而且在不同空间的位置上,污染物的浓度和 强度分布随着时间的变化而不同。
• X射线荧光光谱法是利用样品对x射线的吸收随样品中的成分及 其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的一种方法。
• 它具有分析迅速、样品前处理简单、可分析元素范围广、谱线 简单,光谱干扰少,试样形态多样性及测定时的非破坏性等特 点。其检出限多数可达10-6。与分离、富集等手段相结合,可 达10-8。测量的元素范围包括周期表中从F-U的所有元素。多道 分析仪,在几分钟之内可同时测定20多种元素的含量。
• 阳极溶出伏安法是将恒电位电解富集与伏安法测定相结合的一种电化学分析方法。这 种方法一次可连续测定多种金属离子,而且灵敏度很高,能测定10-7-10-9mol/L的金属 离子。此法所用仪器比较简单,操作方便,是一种很好的痕量分析手段。
• 阳极溶出伏安法测定分两个步骤。
• 第一步为“电析”,即在一个恒电位下,将被测离子电解沉积,富集在工作电极上与 电极上汞生成汞齐。对给定的金属离子来说,如果搅拌速度恒定,预电解时间固定, 则m=Kc,即电积的金属量与被测金属离了的浓度成正比。
• 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10000k 的等离子焰炬。
• 被分析样品通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中, 然后进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等离子体 中心区,等离子体的高温使样品去溶剂化,汽化解离和 电离。
二、微量营养元素的检测方法
• 紫外可分光光度法(UV) • 原子吸收法(AAS) • 原子荧光法(AFS) • 电感耦合等离子体法(ICP) • X荧光光谱(XRF) • 电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)。
样品处理
• 食品中的微量元素多数以结合态的形式存在于有机物中 检测这些元素,首先要将元素从有机物中游离出来,或者 将有机物尽可能的破坏之后,
(六)电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)
• ICP-MS的检出限给人极深刻的印象,其溶液的检出限大 部份为ppt级,实际的检出限不可能优于你实验室的清 洁条件。必须指出,ICP-MS的ppt级检出限是针对溶液 中溶解物质很少的单纯溶液而言的,若涉及固体中浓度 的检出限,由于ICP-MS的耐盐量较差,ICP-MS检出限的 优点会变差多达50倍,一些普通的轻元素(如S、 Ca、 Fe 、K、 Se)在ICP-MS中有严重的干扰,也将恶化其检 出限。
先在微火上干燥目的是除去其中的水分和易挥发性组分。然后移入高 温炉中灰化成白色灰烬,灼烧后所得的灰分加入盐酸溶液加热煮沸,经 冷却移入容量瓶中混匀备用。该法的优点是能分解大量样品,方法简 单,无试剂污染,空白低;缺点是对于低沸点的元素常有损失,损失程度取 决于灰化温度和灰化时间,以及元素在样品中的存 • 在状态。
物一般是稳定的螯合物。显色反应的选择性和灵敏度都较高。有些有 色螯合物易溶于有机溶剂,可进行萃取浸提后比色检测。
(三)原子荧光法(AFS)
• 原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐 射能激以下所产生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量 的方法。
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