檢測植物樣品中重金屬含量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種檢測植物樣品中重金屬含量的方法，具體地，在樣品預(yù)處理步驟中使用稀酸來處理待測樣品。稀酸法比國標(biāo)法更具有廣泛使用的價(jià)值，稀酸法操作簡便，快速，國標(biāo)法提取時(shí)間長，易污染，損失，稀酸法更易廣泛推廣。本發(fā)明的方法分析測定蔬菜中重金屬元素，對(duì)蔬菜重金屬元素快速檢測具有重要意義。
【專利說明】檢測植物樣品中重金屬含量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及分析化學(xué)領(lǐng)域，具體地涉及植物樣品，尤其是蔬菜樣品中檢測重金屬 含量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 食品安全是當(dāng)前人們普遍關(guān)注的重要問題，重金屬污染又是食品安全的重要問題 之一。是構(gòu)成環(huán)境、蔬菜、食品污染及對(duì)人體健康有很大威脅的有害物質(zhì)。監(jiān)測和防治重金 屬的污染已經(jīng)成為世界各國普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的到來，城市生 活廢棄物和工業(yè)"三廢"的排放日益增多，農(nóng)藥、化肥的不合理使用等，嚴(yán)重的污染了區(qū)域內(nèi) 的水、土、氣，致使菜區(qū)生態(tài)環(huán)境日益惡化，造成蔬菜品質(zhì)下降。且重金屬污染物不斷積累， 并通過食物鏈的傳遞放大作用，不可逆轉(zhuǎn)地對(duì)城鄉(xiāng)人民生活產(chǎn)生重大影響，從而對(duì)整個(gè)生 態(tài)環(huán)境及人群健康帶來極大危害。分析植物樣品中重金屬含量，尤其是分析蔬菜等食用植 物中的重金屬含量，有助于人們對(duì)環(huán)境中的重金屬污染程度進(jìn)行評(píng)估，有助于食品衛(wèi)生的 控制。
[0003] 分析樣品中的重金屬含量，一般采用火焰原子吸收光譜法來進(jìn)行。是基于氣態(tài)的 基態(tài)原子外層電子對(duì)紫外光和可見光范圍的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線的吸收強(qiáng)度來定量被 測元素含量為基礎(chǔ)的分析方法，是一種測量特定氣態(tài)原子對(duì)光輻射的吸收的方法。此法是 上世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)并在以后逐漸發(fā)展起來的一種新型的儀器分析方法，它在地質(zhì)、冶 金、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)、食品、輕工、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 該法主要適用樣品中微量及痕量組分分析。
[0004] 目前，使用火焰原子吸收光譜法來分析植物樣品，尤其是蔬菜樣品中的重金屬含 量，一般采取濃硝酸-高氯酸加熱的方法來進(jìn)行樣品前處理。在我國的蔬菜重金屬含量檢 測相關(guān)國標(biāo)中，采用消解法來進(jìn)行蔬菜樣品的前處理。然而，消解法提取時(shí)間長、容易污染 樣品、容易導(dǎo)致樣品損失等缺點(diǎn)。與此同時(shí)，在樣品前處理過程中采用高氯酸將有可能導(dǎo) 致火焰原子吸收光譜法測量中空白值受到影響，進(jìn)而直接影響到測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種用于火焰原子吸收光譜法測量植物樣品中重金屬含量 的樣品前處理方法尤其是測量蔬菜樣品中的重金屬含量中的樣品前處理方法，以克服以上 的技術(shù)問題。
[0006] 如本文所使用的，術(shù)語"蔬菜"是指可以做菜、烹飪成為食品的，除了谷物以外的其 他植物（多屬于草本）。生活中所指的的蔬菜，常和"水果"分開討論。不過也常和水果合 稱為"蔬果"。
[0007] 我國普遍栽培的蔬菜雖約有20多個(gè)科，但常見的一些種或變種主要集中在8大 科，其包括但不限于：（1)十字花科包括蘿卜、蕪菁、白菜（含大白菜、白菜亞種）、甘藍(lán)（含 結(jié)球甘藍(lán)、苤藍(lán)、花椰菜、青花菜等變種）、芥菜（含根介菜、雪里蕻變種）等；（2)傘形花科 包括芹菜、胡蘿卜、小茴香、芫等；（3)茄科包括番茄、茄子、辣椒（含甜椒變種）；(4)葫蘆科 包括黃瓜、西葫蘆、南瓜、筍瓜、冬瓜、絲瓜、瓠瓜、苦瓜、佛手瓜以及西瓜、甜瓜等；（5)豆科 包括菜豆（含矮生菜豆、蔓生菜豆變種）、豇豆、豌豆、蠶豆、毛豆（即大豆）、扁豆、刀豆等； (6) 百合科包括韭菜、大蔥、洋蔥、大蒜、韭蔥、金針菜（即黃花菜）、石習(xí)柏（蘆筍）、百合等； (7) 菊料包括萵苣（含結(jié)球萵苣、皺葉萵苣變種）、萵筍、茼蒿、牛蒡、菊芋、朝鮮薊等；(8)藜 科包括菠菜、甜菜（含根甜菜、葉甜菜變種）等。 (0008) 從食用的植物器官上來看，蔬菜包括以下的類別：
[0009]⑴根菜類：以肥大的根部為產(chǎn)品器官的蔬菜屬于這一類，如：①肉質(zhì)根--以種 子胚根生長肥大的主根為產(chǎn)品，如蘿卜、胡蘿卜、根用芥菜、蕪菁甘藍(lán)、蕪菁、辣根、美洲防風(fēng) 等；②塊根類--以肥大的側(cè)根或營養(yǎng)芽發(fā)生的根膨大為產(chǎn)品，如牛蒡、豆薯、甘薯、葛等。
[0010] (2)莖菜類：以肥大的莖部為產(chǎn)品的蔬菜，如：①肉質(zhì)莖類一一以肥大的地上莖為 產(chǎn)品，有萵筍、茭白、莖用芥菜、球莖甘藍(lán)（苤藍(lán)）等；②嫩莖類--以萌發(fā)的嫩芽為產(chǎn)品，如 石刁柏、竹筍，香椿等；③塊莖類--以肥大的塊莖為產(chǎn)品，如馬鈴薯、菊芋、草石蠶、銀條 菜等；④根莖類一以肥大的根莖為產(chǎn)品，如蓮藕、姜、襄荷等；⑤球莖類--以地下的球莖 為產(chǎn)品，如慈姑、芋、荸薺等。
[0011] ⑶葉菜類：以鮮嫩葉片及葉柄為產(chǎn)品的蔬菜，如：①普通葉菜類--小白菜、葉 用芥菜、烏塌菜、薹菜、芥蘭、薺菜、菠菜、莧菜、番杏、葉用甜菜、萵苣、茼蒿、芹菜等；②結(jié)球 葉菜類--結(jié)球甘藍(lán)、大白菜、結(jié)球萵苣、包心芥菜等；③辛香葉菜類--大蔥、韭菜、分蔥、 茴香、芫荽等；④鱗莖類--由葉鞘基部膨大形成鱗莖，如洋蔥、大蒜、胡蔥、百合等。
[0012] (4)花菜類：以花器或肥嫩的花枝為產(chǎn)品，如金針菜、朝鮮薊、花椰菜、紫菜薹、芥 藍(lán)等。
[0013] (5)果菜類：以果實(shí)及種子為產(chǎn)品，如：①瓠果類--南瓜、黃瓜、西瓜、甜瓜、冬 瓜、絲瓜、苦瓜、蛇瓜、佛手瓜等；②漿果類--番茄、辣椒、茄子；③莢果類--菜豆、豇豆、 刀豆、豌豆、蠶豆、毛豆等；④雜果類--甜玉米、草莓、菱角、秋葵等。
[0014] 具體地，本發(fā)明提供了以下的技術(shù)方案：
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種檢測植物樣品中重金屬含量的方法，其特征在 于，該方法包括將蔬菜樣品進(jìn)行預(yù)處理的步驟，且所述的預(yù)處理步驟包括將稱重后的植物 樣品剪碎，加入稀鹽酸，加熱至全部溶解后冷卻并進(jìn)行定容；優(yōu)選地，所述的植物樣品選自 植物的根、莖、葉、花、果實(shí)和種子；更優(yōu)選地，所述的植物樣品選自莖和葉。
[0016] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的植物樣品是蔬菜樣品；優(yōu)選地，所述的蔬菜選自 小白菜、花菜和韭菜；更優(yōu)選地，所述的蔬菜是小白菜；再更優(yōu)選地，所述的蔬菜樣品是新 鮮蔬菜樣品。
[0017] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的稀鹽酸的濃度為2?8mol/L;優(yōu)選地，所述的稀 鹽酸的濃度為6mol/L。
[0018] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，植物樣品與稀鹽酸的質(zhì)量體積比為1 :5?20克/毫 升；優(yōu)選地，所述的質(zhì)量體積比為1 :10克/毫升。
[0019] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的加熱步驟為為煮沸加熱5?30分鐘，例如10-20 分鐘，具體地15分鐘；優(yōu)選地，所述的加熱步驟在可調(diào)式封閉電爐或電熱板上進(jìn)行。
[0020] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的定容按照每1?10克植物樣本定容到100mL 來進(jìn)行；優(yōu)選地，按照每2克植物樣本定容到lOOmL來進(jìn)行。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案中，2.Og蔬菜樣品加入20ml稀鹽酸提取，煮沸 后，定容100ml，離心取上清液。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，定容的重量體積比主要根據(jù)樣品 重金屬濃度大小決定，如果發(fā)現(xiàn)重金屬濃度過高，還可作一定稀釋。
[0022] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，其特征在于，所述方法包括使用火焰原子吸收分光度 計(jì)進(jìn)行元素測定的步驟，待測重金屬元素是Cu、Cd和Zn的一種或多種；優(yōu)選地，火焰類型為 空氣-乙炔。
[0023] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的元素測定的條件為：重金屬為Cu時(shí)，測量波長 為324. 8nm，燈電流為4mA，狹縫寬度為0. 5nm、燃?xì)饬髁繛?. 1L/分鐘，燃?xì)飧叨葹?厘米； 重金屬為Cd時(shí)，測量波長為228. 8nm，燈電流為4mA，狹縫寬度為0? 5nm、燃?xì)饬髁繛?. 2L/ 分鐘，燃?xì)飧叨葹?厘米；以及重金屬為Zn時(shí)，測量波長為213. 9nm，燈電流為8mA，狹縫寬 度為0. 5nm、燃?xì)饬髁繛?. 2L/分鐘，燃?xì)飧叨葹?厘米。
[0024] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的方面，所述的方法還包括使用重金屬標(biāo)準(zhǔn)樣品液用火焰原子 吸收分光度計(jì)得到標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程，并按照標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程計(jì)算樣品中的重金屬 含量。
[0025] 本發(fā)明的技術(shù)方案帶來了以下的優(yōu)點(diǎn)：
[0026] (1)通過稀酸法和國標(biāo)法測定蔬菜中重金屬元素的比較，可看出稀酸法比國標(biāo)法 更具有廣泛使用的價(jià)值，稀酸法操作簡便，快速，國標(biāo)法提取時(shí)間長，易污染，損失，稀酸法 更易廣泛推廣。
[0027] (2)本發(fā)明的方法分析測定蔬菜中重金屬元素，對(duì)蔬菜重金屬元素快速檢測具有 重要意義。
[0028] (3)稀酸法測定結(jié)果的精密度比國標(biāo)法測定結(jié)果的精密度更高，有些重金屬如 Cu、Cd等的測定結(jié)果精密度要遠(yuǎn)高于國標(biāo)法。
[0029] (4)通過重金屬元素加標(biāo)樣測回收率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，稀酸法的回收率比國標(biāo)法 高，說明稀酸提取法是可行的，可以代替國標(biāo)法測定蔬菜中某些重金屬元素的含量。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 實(shí)施例1蔬菜樣品的前處理
[0031] 化學(xué)試劑：
[0032] 重鉻酸鉀（光譜純，購自北京化工廠）；
[0033] 硫酸錳（分析純，購自北京化工廠）；
[0034] 硫酸鋅（分析純，購自北京化工廠）；
[0035] 硫酸鎘（分析純，購自北京化工廠）；
[0036]硫酸銅（分析純，購自北京化工廠）；
[0037]濃鹽酸（分析純，購自北京化工廠）；
[0038]濃硝酸（分析純，購自北京化工廠）；
[0039]高氯酸（優(yōu)級(jí)純，購自北京化工廠）。
[0040] 蔬菜樣品：
[0041] 新鮮小白菜（不結(jié)球白菜，十字花科植物青菜BrassicachinensisL.的幼株）， 合肥市二里街菜市場隨機(jī)購得。
[0042] 實(shí)驗(yàn)儀器
[0043] 不銹鋼調(diào)溫電熱板（山東省龍口市先科儀器公司生產(chǎn)，型號(hào)：TP_3,功率為 700W)；
[0044] 可調(diào)式封閉電爐（功率為1KW);
[0045] 電子天平（型號(hào)：FA1104型，上海天平儀器廠）；
[0046] 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（型號(hào)：DHG_9070A型，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）。
[0047] 用水把新鮮蔬菜上的泥土雜質(zhì)洗凈，擦干表面水分。
[0048] 試驗(yàn)組（稀酸法）1:準(zhǔn)確稱取2. 0g鮮樣剪碎于50ml錐形瓶中，加入20ml6mol/ L的鹽酸，在可調(diào)式封閉電爐上加熱煮沸15分鐘取下冷卻，過濾移入100ml容量瓶中，定容 之后離心取上清待測。重復(fù)3次。
[0049] 其中，所述的鮮樣為去除根部后的全部可食部分，將整株小白菜剪碎后準(zhǔn)確稱取 2. 0g鮮樣于50ml錐形瓶中。
[0050] 本發(fā)明以下的實(shí)施例，如非特別說明，所使用的稀酸法蔬菜樣品均為按照試驗(yàn)組 (稀酸法）1的方法制備的蔬菜樣品。
[0051] 空白組1:取20ml6N鹽酸置于50ml錐形瓶中，在可調(diào)式封閉電爐上加熱15分鐘， 取下冷卻，過濾移入l〇〇ml容量瓶中，定容。
[0052] 對(duì)照組（按照國標(biāo)方法）：準(zhǔn)確稱取2g新鮮樣品（制備方法與前文相同）于50ml 錐形瓶中，加入20ml濃硝酸，在電熱板上加熱沸騰消解約2個(gè)小時(shí)至溶液呈淡黃色，再加入 5ml高氯酸。繼續(xù)加熱，蒸發(fā)至近干，有大量白煙冒出，取下冷卻，定容到100mL并過濾。重 復(fù)3次。
[0053] 空白組2:取20ml濃硝酸置于50ml錐形瓶中，在電熱板上加熱消解約2個(gè)小時(shí)至 溶液呈淡黃色，再加入5ml高氯酸。繼續(xù)加熱，蒸發(fā)至近干，有大量白煙冒出，取下冷卻，移 入100ml容量瓶中，定容，過濾
[0054] 按照以下的試驗(yàn)參數(shù)制備試驗(yàn)組（稀酸法）2-5,來測試其他試驗(yàn)條件下的稀酸法 的效果。
[0055] 試驗(yàn)組（稀酸法）2:準(zhǔn)確稱取2. 0g鮮樣剪碎于50ml錐形瓶中，加入20ml2mol/ L的鹽酸，在可調(diào)式封閉電爐上加熱煮沸30分鐘取下冷卻，過濾移入100ml容量瓶中，定容 之后離心取上清待測。重復(fù)3次。
[0056] 試驗(yàn)組（稀酸法）3:準(zhǔn)確稱取2. 0g鮮樣剪碎于50ml錐形瓶中，加入10ml6mol/ L的鹽酸，在可調(diào)式封閉電爐上加熱煮沸20分鐘取下冷卻，過濾移入100ml容量瓶中，定容 之后離心取上清待測。重復(fù)3次。
[0057] 試驗(yàn)組（稀酸法）4:準(zhǔn)確稱取2. 0g鮮樣剪碎于50ml錐形瓶中，加入40ml8mol/L 的鹽酸，在可調(diào)式封閉電爐上加熱煮沸5分鐘取下冷卻，過濾移入100ml容量瓶中，定容之 后離心取上清待測。重復(fù)3次。
[0058] 試驗(yàn)組（稀酸法）5:準(zhǔn)確稱取2. 0g鮮樣剪碎于50ml錐形瓶中，加入20ml6mol/ L的鹽酸，在可調(diào)式封閉電爐上加熱煮沸10分鐘取下冷卻，過濾移入100ml容量瓶中，定容 之后離心取上清待測。重復(fù)3次。
[0059] 實(shí)施例2 :蔬菜樣品的原子吸收光譜分析
[0060] 使用的原子吸收分光光度計(jì)為美國ThermoElenentSOLAARM5型。
[0061] 將處理樣品與原子吸收分光度計(jì)上處理，火焰類型：空氣-乙炔，條件如下
[0062] 表1:元素儀器測量條件
[0063]

【權(quán)利要求】
1. 一種檢測植物樣品中重金屬含量的方法，其特征在于，該方法包括將蔬菜樣品進(jìn)行 預(yù)處理的步驟，且所述的預(yù)處理步驟包括將稱重后的植物樣品剪碎，加入稀鹽酸，加熱煮沸 后冷卻，并進(jìn)行定容；優(yōu)選地，所述的植物樣品選自植物的根、莖、葉、花、果實(shí)和種子；更優(yōu) 選地，所述的植物樣品選自莖和葉。
2. 權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的植物樣品是蔬菜樣品； 優(yōu)選地，所述的蔬菜選自小白菜、花菜和韭菜； 更優(yōu)選地，所述的蔬菜是小白菜； 再更優(yōu)選地，所述的蔬菜樣品是新鮮蔬菜樣品。
3. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的稀鹽酸的濃度為2?8mol/L ;優(yōu)選 地，所述的稀鹽酸的濃度為6mol/L。
4. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，植物樣品與稀鹽酸的質(zhì)量體積比為1 :5? 20克/暈升； 優(yōu)選地，所述的質(zhì)量體積比為1 :1〇克/毫升。
5. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的加熱步驟為煮沸加熱5-30分鐘，例 如10-20分鐘，具體地15分鐘； 優(yōu)選地，所述的加熱步驟在可調(diào)式封閉電爐或電熱板上進(jìn)行。
6. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的定容按照每1?10克植物樣本定 容到100mL來進(jìn)行；優(yōu)選地，按照每2克植物樣本定容到100mL來進(jìn)行。
7. 權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用火焰原子吸收分光度計(jì) 進(jìn)行元素測定的步驟，待測重金屬元素是Cu、Cd和Zn的一種或多種； 優(yōu)選地，火焰類型為空氣-乙炔。
8. 權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的元素測定的條件為： 重金屬為Cu時(shí)，測量波長為324. 8nm，燈電流為4mA，狹縫寬度為0. 5nm、燃?xì)饬髁繛? 1. 1L/分鐘，燃?xì)飧叨葹?厘米； 重金屬為Cd時(shí)，測量波長為228. 8nm，燈電流為4mA，狹縫寬度為0. 5nm、燃?xì)饬髁繛?1. 2L/分鐘，燃?xì)飧叨葹?厘米；以及 重金屬為Zn時(shí)，測量波長為213. 9nm，燈電流為8mA，狹縫寬度為0. 5nm、燃?xì)饬髁繛?1. 2L/分鐘，燃?xì)飧叨葹?厘米。
9. 權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括使用重金屬標(biāo)準(zhǔn)樣品液 用火焰原子吸收分光度計(jì)得到標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程，并按照標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程計(jì)算樣品 中的重金屬含量。
【文檔編號(hào)】G01N21/31GK104458605SQ201410612590
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】曹德菊, 劉程, 張千, 劉儒梟, 劉仁京, 謝盼盼 申請(qǐng)人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)