限量元素的测定.ppt

第六章 限量元素的测定第一节 概述第二节 铅的测定第三节 镉的测定第四节 砷的测定第五节 硒的测定第六节 汞的测定第七节 铬的测定第一节 概述 食物中各种元素对人体来说，分为：必需元素必需元素非必需元素非必需元素有毒元素有毒元素营养的角度存在的化学形式有机元素有机元素矿物质（无机盐 ）元素常量元素常量元素微量元素微量元素人体对其需要量第一节 概述一．常量元素：每日膳食需要量在100mg以上的，如钙、磷、 镁、钾、钠、氯、硫……二．微量元素：在代谢上同样重要，但含量相对较少，是人体 必需的，缺乏或过多摄入这类元素都会对人体健康造成危 害的元素1）人体必需微量元素，共有8种：碘、锌、硒、铁、铜、钼、铬、钴2）可能必需的元素共有5种：锰、硅、硼、钒、镍3）具有潜在毒性，但低剂量时可能是人体必需的元素7种：氟、铅、镉、汞、砷、铝和锡第一节 概述微量元素的特点：（1）在机体组织中的作用浓度很低，往往以 mg/kg 或 μg/kg的含量来描述2）有限量标准，如人体对硒的每日安全摄入量为50～ 200μg3）功能受化学形式影响：如Cr 6+ 有害，而 Cr 3+ 有益4）不能盲目补，要适量、适宜。

有益量与有害量相差很小第一节 概述有毒元素：目前未发现对人体有生理功能 、且人体耐受力极小、进入体内量稍大就中 毒的元素如Hg、Cd、Pb、As、Sn、Cr等， 这些元素在体内不易排出，有积蓄性，半衰 期都很长 例： ① 甲基汞：在体内半衰期为70天② 铅：在体内半衰期为1460天 在骨骼中为10年③ 镉在体内半衰期为16—31年微量元素与有毒元素合称限量元素在人体代谢过程中起着重要作用，但需求量极低，缺乏或过多摄入这类元素都会对人体健康造成危害，在食品中存在量也较低的微量元素和有毒元素的合称第一节 概述什么是限量元素？限量元素进入农产品的途径：（一）环境污染工业“三废”植物人体动物食物链第一节 概述• （二）农用化学物质的使用农药、化肥等• （三）自然环境中的高本底值和元素富集中心的扩散土壤中元素的自然含量与成土母岩密切相关，有些地区自然地质条件比较特殊，成土母质中某些有害元素的含量高，则土壤中该元素的本底值也高• （四）农产品加工过程中的污染农产品加工过程中使用金属机械、管道、容器以及加入的食品添加剂等可能造成不同程度的污染限量元素检测方法• 原子吸收分光光度计法（火焰、石墨炉）选择性好、灵敏度高、简便、快速、可同时测定 多种元素。

• 比色法（溶剂萃取）设备简单、价廉、灵敏度可满足要求 • 荧光光度法 • 极谱法 • 离子选择电极法原子吸收分光光度计原子吸收光谱分析仪器包括四大部分：• 光源 • 原子化系统 • 分光系统 • 检测系统1）光源 • 光源的作用是发射待测元素的特征谱线（一般是共振线 ，基态到第一激发态）半宽小、高强度、低背景的光 源是取得良好分析效果的基础 • 目前最常用的光源是空心阴极灯：空心阴极灯的阴极由 高纯待测金属制成，当在外加电源作用下惰性气体被电 离，其中阳离子飞向阴极，阴极的原子受激产生出窄而 强的该元素特征谱线，由灯头前面的石英窗射出原子吸收分光光度计空心阴极灯结构图 1－阳极，2－石英窗，3－气体（Ar或 Ne），4－空心阴极，5－玻璃封套 （2）原子化器• 原子化器的作用是将样品中的元素转化为自由态原子蒸气， 并处于基态• 火焰原子化器包括雾化器、雾化室和燃烧器三个部分• 样品溶液经雾化器喷成细雾状，进入雾化室经撞击球的作用 后形成稳定的小雾滴，借助于助燃气可使溶液样品形成气溶 胶，然后气溶胶与燃气混合，点火引起燃烧，最终获得一个 稳定火焰吸收层。

• 常用的火焰有空气－乙炔和氧化亚氮（N2O）－乙炔火焰 燃烧器通常为一条5～10cm的缝槽状原子吸收分光光度计（2）原子化器• 火焰式——仪器内有燃烧的火焰，提供一定能量让含有限量元素的溶液雾化后，经过火焰获得能量，热离解为原子状态 就可吸收特定波长的光，由基态→激发态• 无火焰原子化法（石墨炉法）：让样品溶液在石墨管小空间 内完成干燥、灰化、原子化三步，仪器提供高温，原子再去 吸收特定波长光灵敏度比火焰原子化法高• 冷原子化法：让溶液进行化学反应，使元素为原子态，再喷 入原子吸收分光光度计测定原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计（3）分光系统• 分光系统包括单色器和外光路两部分，其核心部 件为单色器，包括入射狭缝、准直光镜色散元件 、成像物镜和出口狭缝等国内外仪器普遍采用 光栅作为色散元件• 仪器的光路系统有单光束和双光束两种类型，后 者可以消除由于光源不稳定引起的漂移，并可降 低信噪比原子吸收分光光度计（4）检测器• 检测系统包括检测器、放大器和读数显示器等• 光电倍增管使用最普遍• 光二极管（约有60 多个光二极管）是一种新型的固体检测器岛津原子吸收分光光度计岛津原子吸收分光光度计AA-6300CAA-6300C二、元素的提取与分离• 限量元素一般都存在于食品中，要测定必须进行 提取和分析，主要方法有：1. 用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉，释放 出被测元素，以不丢失要测的成分为原则。

2. 待测元素浓度很低，另外还有其它元素的干扰 ，所以要浓缩和除去干扰二、元素的提取与分离• 浓缩与分离？• 处理方法与测定方法有关 • 例： • 比色法测定：用合适的金属螯合剂在一定条件下与 被测金属离子生成金属螯合物，然后用有机溶剂进 行液液萃取，使金属螯合物进入有机相从而达到分 离与浓缩 • 原子吸收分光光度法：测痕量元素则用离子交换法 分离、提纯金属离子或除去干扰离子• 螯合萃取① 金属离子+螯合剂=金属螯合物（金属螯合物溶于有机溶 剂，如果有色可进行比色测定） —— 有机相 ② 水+其它组成 ——水相优点：较高的灵敏度，选择性，分离效果好，设备简单，操作快速缺点：工作量较大，耗用试剂，溶剂较高，有的易挥发，易燃，有毒等二、元素的提取与分离螯合萃取常用的螯合剂：• 双硫腙（HDZ）• 二乙基二硫代甲酸钠（NaDDTC）• 丁二酮肟• 铜铁试剂 CuP （N—亚硝基苯胲铵） 二、元素的提取与分离双硫腙比色法干扰离子的消除一种螯合剂往往同时和几种金属离子形成螯合物 ，控制条件可有选择地只萃取一种离子或连续萃 取几种离子，使之相互分离 方法： • ⑴控制酸度：控制溶液的pH值 • ⑵使用掩蔽剂：KCN 可掩蔽 Zn2+、Cu2+柠檬酸铵可掩蔽 Ca2+、Mg2+、AL3+、Fe3+EDTA可以掩蔽除 Hg2+、Au2+ 以外许多金属离子二、元素的提取与分离第二节 农产品中铅的测定1．铅在自然界中存在形态及其分布• 自然界中通常以＋2价状态存在。

在自然界中铅多以 硫化物和氧化物存在，少数以金属状态存在，常与 锌、铜等元素的矿物共存.• 地壳中铅的平均含量约为16mg/kg我国大多数土 壤含铅量在10~80mg/kg之间，平均含铅量为 25mg/kg.• 植物中的自然含铅量变化范围较大，多数植物含铅 量生于0.2~3.0mg/kg之间一、概述一、概述2．铅的污染• 铅的环境污染随着人类的活动和工业的发展而日 趋加重，当今人们铅摄入量的增加与环境污染密 切相关• 含铅矿物的开采、冶炼、含铅制品的应用，含铅 物质的燃烧（如含铅汽油、燃煤）等是造成铅污 染的主要原因第二节 农产品中铅的测定3．铅对人体健康的影响• 铅是对人体有害的元素，其毒性作用主要是损害骨髓造血 系统和神经系统，引起贫血、末梢神经炎、运动和感觉障 碍等 • 血铅浓度达到60－80 ｇ/mL时，就会出现头痛、头晕、疲 乏、记亿力减退和失眠、食欲不振、便秘、腹痛等消化系 统的症状 • 四乙基铅对脑组织的毒性作用很大, 是一种强烈的神经毒物 第二节 农产品中铅的测定第二节 农产品中铅的测定铅中毒铅中毒4．铅的限量标准• 1993年联合国粮农组织（FAO）与世界卫生组织（WHO）食品添加剂专家委员会建议所有人群每周铅摄入量不超过 25 g/kg体重。

• 我国规定饮用水中铅最高容许浓度为0.05mg/L 第二节 农产品中铅的测定第二节 铅的测定二、测定• 世界各国关于食品中铅的限量标准中一般是指总铅含量，所以食品中铅的测定一般是测定其总铅含量• 目前铅的测定方法主要有原子吸收分光光度法（包括石墨炉原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法）、氢化物原子荧光光度法、二硫腙比色法和极谱法等GB 500912-2010GB 500912-2010 食品中铅的测定食品中铅的测定第二节 铅的测定1、试样预处理• 在样品的采集和制备过程中，应注意不要使试样 受到污染 • （1）粮食、豆类去杂物后，磨碎，过20目筛， 储于塑料瓶中，保存备用 • （2）蔬菜、水果、鱼类、肉类及蛋类等水分含 量高的鲜样，用食品加工机或匀浆机打成匀浆匀浆， 储于塑料瓶中，保存备用2、试样消解目的：从样品中分离出Pb2+方法： • 压力消解（微波消解法） • 湿消解（硫酸、硝酸、高氯酸等） • 干灰化法第二节 铅的测定（1）压力消解罐消解法用分析天平准确称取1-2g试样（干样、含脂肪高的试样 <1g，鲜样＜2g或按压力消解罐使用说明书称取试样于聚四 氟乙烯内罐，加硝酸2-4mL浸泡过夜。

再30%加过氧化氢2- 3mL（总量不能超过罐容积的三分之一）盖好内盖，旋紧 不锈钢外套，放入恒温干燥箱，120-140℃保持3-4h，在箱内自然冷却至室温，用滴管将消化液洗入或过滤入（视消化 后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多次洗涤罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用同时作 试剂空白第二节 铅的测定高压消解罐第二节 铅的测定（2）干灰化法• 用分析天平准确称取1-5g（根据铅含量而定）试样于瓷坩埚中，先小火在可调式电热板上炭化至无烟，移入马福炉500℃灰化16h时，冷却若个别试样灰化不彻底，则加5mL混合酸（硝酸-高氯酸3:1）在可调式电炉上小火加热，反复多次直到消化完全，放冷，用硝酸（0.5mol/L）将灰分溶解，用滴管将试样消化液洗入或过滤入（视消化后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多次洗涤瓷坩埚，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用同时作试剂空白第二节 铅的测定参考参考P379P379（3）过硫酸铵灰化法• 用分析天平准确称取1-5g试样于瓷坩埚中，加2-4mL硝 酸浸泡1h以上，先小火炭化，冷却后加2.0-3.0g过硫酸铵（有强氧化性 ）盖于上面，继续炭化至不冒烟，移入 马福炉，500℃恒温 2h，再升至800℃，保持20min， 冷却，加2-3mL 1.0mol/L硝酸，用滴管将试样消化液洗 入或过滤入（视消化后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多次洗涤瓷坩埚，洗液合并于容量瓶中 并定容至刻度，混匀备用。

同时作试剂空白第二节 铅的测定（4）湿式消解法• 用分析天平准确称取试样1-5g于三角瓶中，放数粒玻璃 珠，加10-15mL混合酸，于通风橱内，加盖浸泡过夜， 在三角瓶口上加一小漏斗于电炉上加热消解，若变棕黑 色，再加混合酸，直至冒白烟，消化液呈无色透明或略 带黄色，放冷用滴管将试样消化液洗入或过滤入（视消 化后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多 次洗涤锥形瓶或高形烧杯，洗液合并于容量瓶中并定容 至刻度，混匀备用同时作试剂空白混合酸：硝酸+高氯酸（4:1），体积比第二节 铅的测定参考参考P390P390（一）石墨炉原子吸收光谱法1. 基本原理• 试样经消解（干灰化或酸消解），所有形态的铅转化为 溶解状态无机铅离子（Pb 2＋ ），形成待测试液，取一定体积的待测试液注入石墨炉中，电热原子化将无机铅离 子（ Pb 2＋ ）转化为基态铅原子蒸气，由铅阴极灯发射出的特。