專利名稱：一種依次測定稻谷中鉛和鎘元素含量的前處理及定標方法
技術領域：
本發明屬于檢測技術領域，特別涉及一種依次測定稻谷中鉛和鎘污染元素含量的前處理及定標方法。
背景技術：
目前，利用原子吸收分光光度計石墨爐法測定糧食中重金屬元素采用的前處理方法有濕法消解、干法消化、壓力消解罐消化和微波消解等幾種消化方式。干法消化是先將樣品稱于坩堝中，在電爐上燒至無煙，炭化完全，再置于馬弗爐中于550到600攝氏度灰化完全，大約持續5個小時，最后將坩堝拿出馬弗爐，冷卻后加硝酸溶解，再轉移定容。該方法的優點是在上機測定時具有空白低，干擾小的優點，但其缺點是消化過程不易受操作者的控制，其過程可能會導致測量元素受損失，導致測量結果偏低；壓力消解罐消化是將樣品稱至約100毫升的壓力消解內杯中，加混合酸約至內杯的五分之一到四分之一，套上金屬制的外杯，旋緊密閉，放到烘箱中，控制80到160攝氏度的溫度烘烤約4小時，取出，冷卻，于低溫電熱板趕酸，完全后轉移定容。該方法原理與簡單的濕法消解法類似，因體系密閉所以具有更不易損失的優點，但是因壓力消解罐本身質量重，體積大，成本相對較高，所以不易同時處理大量的樣品，因加混合酸較多，趕酸時間長，過程不易把握，且壓力消解罐使用時間過長放至烘箱后有爆炸的危險；微波消解法過程與壓力消解罐消化類似，先將樣品稱至設計好的密閉容器后，放至微波消解爐中，利用電腦控制程序升溫，緩慢消化，取出冷卻，趕酸，轉移定容。此方法的優點與壓力消解罐消化一樣，消化過程不易受損失，但微波消解爐設備成本高，國產的約需五至八萬不等，而進口儀器需三四十萬，如過程控制不好，依然會有爆炸的風險存在。
目前，有關重金屬測定標準中對特定樣品(例如稻谷原糧樣品)的前處理方法描述比較籠統粗略，本專利的消化技術是屬濕法消解的一種，規定了測量樣品從除雜、脫殼到制作標準曲線等各項環節的處理方法。與其它三種方法相比，本發明的方法具有很明顯的優勢具有原理簡單，成本低，過程易控制，損失率小，可同時處理大批量樣品，耗費時間可大大縮短等優點。本發明方法針對稻谷這種樣品，并能將樣品的損失降至最低，數據表明，本方法是當前最適合依次測定稻谷中鉛、鎘含量的方法，鉛鎘元素損失率少，回收率高。
發明內容
為了克服現有樣品消化技術存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種同時測定稻谷中重金屬元素鉛(Pb)和鎘(Cd)含量的前處理和定標方法；該方法更具準確性，體現更好的重復性，達到更好的測定回收率。
本發明的目的通過下述技術方案實現一種依次測定稻谷中鉛和鎘元素含量的前處理及定標方法，包括以下操作步驟 (一)鉛的測定 (1)將稻谷除雜、脫殼，得到糙米；將糙米粉碎，得到糙米粉樣品； (2)將步驟(1)所得糙米粉樣品各稱取0.5g和1g若干份，作為平行樣品，分別置于容器中，注入優級純(GR.)濃硝酸，覆蓋樣品，加蓋凹面玻片，浸泡過夜；次日，移至電熱板上加熱消化，同時加蓋凹形表面皿，溫度控制在100～200℃；當消化液快變成黑色時，補充添加濃硝酸，直至消化液體積剩下約0.5mL并呈黃色澄清狀的液體時，加1mL去離子水趕盡濃硝酸，繼續蒸發至近干，再加1mL水溶解約2分鐘，取出，冷卻，轉移定容至5mL比色管中，得到系列試樣溶液A； (3)使用1000μL/mL鉛標準儲備液，用質量百分數為0.5％的稀硝酸配制成濃度為0，20，40，60，80，100ng/mL的鉛標準系列溶液，用原子吸收分光光度計石墨爐法測定鉛的吸光值，以鉛標準溶液的濃度為橫坐標，以吸光值為縱坐標，作出鉛校正曲線； (4)將步驟(2)所得系列試樣溶液A采用原子吸收分光光度計石墨爐法測定鉛的吸光值，從步驟(3)所得鉛校正曲線計算得到系列試樣溶液A中鉛濃度，計算平均值，得到糙米粉樣品中鉛含量，雙試誤差要求小于20％； (二)鎘的測定 (5)將步驟(2)所得系列試樣溶液A用去離子水稀釋5～10倍(稀釋倍數根據樣品的含量高低而定，稀釋的濃度要落于標準曲線的線性范圍，否則通過改變稀釋倍數重新測量)得到系列試樣溶液B； (6)使用鎘國家標準儲備液，用質量百分數為0.5％的稀硝酸配制成濃度為0、0.5、1、3、5ng/mL的鎘標準溶液，用原子吸收分光光度計石墨爐法測定標準系列的吸光值，以鎘標準溶液的濃度為橫坐標，以吸光值為縱坐標，作出鎘校正曲線； (7)將步驟(5)所得系列試樣溶液B用原子吸收分光光度計石墨爐法測定吸光值，從步驟(6)所得鎘校正曲線計算得到系列試樣溶液B中鎘濃度，計算平均值，得到糙米粉樣品中鎘含量，雙試誤差要求小于20％。
步驟(1)所述粉碎是將糙米粉碎至100目(0.154mm粒度)。
步驟(2)所述糙米粉樣品優選稱取0.5g和1g各兩份。
步驟(3)所述鉛校正曲線的相關系數≥0.995。
步驟(6)所述鉛校正曲線的相關系數≥0.995。
對技術原理的說明稻谷礱成糙米后，糙米中除鉛、鎘元素存在外還有淀粉，蛋白質和糖類等有機物存在，粉碎的樣品中加入氧化劑硝酸，一方面硝酸可將有機物氧化分解成二氧化碳、水等物質除去，另一方面鉛、鎘金屬元素，溶解于硝酸而留在消化液當中，鉛、鎘元素沸點高，本濕法消解控制的最高溫度不超過200攝氏度，鉛、鎘元素不會因加熱而損失。
本發明相對現有技術，具有如下的優點及有益效果 (1)干法消化全過程碳化需0.5小時，灰化過程至少5個小時，加上用酸溶解全程至少要6小時以上；壓力消解罐消化法和微波消解法的樣品放至烘箱處理至少3小時，但酸用量較大，所以低溫趕酸的過程與濕法消解相當需3小時，全程也需要6小時。與其它方法相比，本方法全程只需3小時便可將0.5克的糙米粉樣品消化完全，與其它3種方法相比節約了一半的消化時間，大大提高了樣品鉛鎘測定分析效率；(2)低溫濕法消化稻谷中糙米樣品有樣品損失率低的優點，在樣品消化過程中除硝酸外不必要求加入硫酸(缺點含硫元素，去除不盡時影響吸光值)、高氯酸(缺點含氯元素，易與鎘元素反應生成氯化鎘，而氯化鎘加熱易升華損失)或過氧化氫(缺點生產過氧化氫時使用金屬催化劑，易帶來污染)等其它氧化劑，因硝酸氧化性強，且易分解，引進的外界干擾少，并且在轉移定容時容易趕盡，而其它物質不具備這樣的優點，因而避免了氧化劑所帶來的測定誤差；(3)實驗證明本發明方法稻谷中鉛鎘測定回收率在95～105％之間。
圖1是鉛校正曲線圖。
圖2是鎘校正曲線圖。
具體實施例方式 下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但發明的實施方式不限于此。
實施例1 (1)根據糧食、油料扦樣分樣法，把早秈稻(產地湖南長沙)樣品混合均勻，采用鐘鼎式分樣器分出2Kg原始樣品，再逐級依次分樣，最終分得各50g的兩份平行樣，平行樣同時進行處理，將樣品置于托盤，挑去無機或有機類的雜質，取凈稻谷采用礱谷機脫殼成糙米，糙米再用無水分損失旋風磨粉機粉碎，使糙米粉全部能通過100目篩(粒徑0.154mm)，置于密封袋，混勻，稱取0.5g雙試樣品于30mL小燒杯中，編號樣品a和樣品b，同時做試劑空白； (2)將上述樣品a和樣品b加1mL優級純濃硝酸(濃度為65％的濃硝酸)浸泡過夜，次日，移至溫度為電熱板上加熱消化，同時加蓋玻璃片，溫度控制在100～200℃之間；當消化液快變成黑色時，補充添加濃硝酸，直至消化液體積只剩下0.3mL并呈黃色澄清狀的液體時，加1mL去離子水趕盡酸，繼續蒸發至近干，再加1mL，用去離子水轉移定容至5mL比色管中，得到試樣溶液a和試樣溶液b； (3)取1000μg/mL鉛國家標準溶液1mL定容至100mL容量瓶，再分別依次取0mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1mL稀釋液用0.5％(質量分數)稀硝酸定容至100mL，得到0、20、40、60、80和100ng/mL鉛標準系列，用原子吸收分光光度計石墨爐的扣背景方式測鉛標準系列的吸光值，以鉛標準溶液的濃度為橫坐標，以吸光值為縱坐標，作出鉛校正曲線(見表1和圖1)； (4)將步驟(2)所得試樣溶液a和試樣溶液b用原子吸收分光光度計石墨爐法測定鉛的吸光值，計算得到樣品a中鉛含量0.26mg/Kg，樣品b中鉛含量0.28mg/Kg，雙試誤差7.4％，小于20％，取平均值0.27mg/kg，則該糙米粉中鉛含量為0.27mg/kg； 表1標準系列吸光值及樣品
(5)將步驟(3)所得試樣溶液a和試樣溶液b各用去離子水稀釋5倍，得到各試樣溶液的稀釋液，分別為試樣溶液c和試樣溶液d； (6)使用鎘國家標準儲備液，用0.5％(質量分數)稀硝酸制成濃度為0、0.5、1、3和5ng/mL的鎘標準溶液，用原子吸收分光光度計石墨爐法測定鎘的吸光值，以鎘標準溶液的濃度為橫坐標，以吸光值為縱坐標，得鎘校正曲線，見表2和圖2； (7)將試樣溶液c和試樣溶液d用原子吸收分光光度計石墨爐法測定鎘的吸光值，從所得鎘校正曲線查得各試樣溶液中鎘濃度，計算得到樣品a中鎘含量為0.054mg/Kg，樣品b中鎘含量為0.058mg/Kg，雙試誤差7.1％，小于20％，取平均值0.056mg/kg，則該糙米粉中鉛含量為0.27mg/kg。
表2樣品吸光值及其Cd含量
實施例2 另取早秈稻樣品(產地湖南長沙)編號e，按實施例1所述方法測定其中鉛含量為0.20mg/Kg，鎘含量為0.15mg/Kg，按表3方法在樣品中加標，測定回收率，實驗數據表明采用本方法稻谷中鉛鎘測定回收率均達95～105％之間。
表3利用本發明消化樣品中加標回收率測試結果
實施例3 再取一早秈稻樣品(產地湖南長沙)編號為f-1、f-2和f-3，按實施例1所述方法稱取若干個平行樣，分別加入不同的氧化劑，編號f-1只加入硝酸作為氧化劑，f-2加入硝酸和高氯酸(體積比4比1)混合酸，f-3加入硝酸和高氯酸(體積比4比1)混合酸同時，加入少量過氧化氫，每個樣品測3個平行樣，測量結果見表4，結果發現，在樣品中加入高氯酸或過氧化氫后，測得值均比只加入硝酸的低。說明高氯酸或過氧化氫會對測定稻谷中的鎘元素帶來損失。
表4在同一樣品中加入不同強氧化劑測量結果比較
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種依次測定稻谷中鉛和鎘元素含量的前處理及定標方法，其特征在于包括以下操作步驟
(一)鉛的測定
(1)將稻谷除雜、脫殼，得到糙米；將糙米粉碎，得到糙米粉樣品；
(2)將步驟(1)所得糙米粉樣品各稱取0.5g和1g若干份，作為平行樣品，分別置于容器中，注入優級純濃硝酸，覆蓋樣品，加蓋凹面玻片，浸泡過夜；次日，移至電熱板上加熱消化，同時加蓋凹形表面皿，溫度控制在100～200℃；當消化液快變成黑色時，補充添加濃硝酸，直至消化液體積剩下約0.5mL并呈黃色澄清狀的液體時，加1mL去離子水趕盡濃硝酸，繼續蒸發至近干，再加1mL水溶解2分鐘，取出，冷卻，轉移定容至5mL比色管中，得到系列試樣溶液A；
(3)使用1000μL/mL鉛標準儲備液，用質量百分數為0.5％的稀硝酸配制成濃度為0，20，40，60，80，100ng/mL的鉛標準系列溶液，用原子吸收分光光度計石墨爐法測定鉛的吸光值，以鉛標準溶液的濃度為橫坐標，以吸光值為縱坐標，作出鉛校正曲線；
(4)將步驟(2)所得系列試樣溶液A采用原子吸收分光光度計石墨爐法測定鉛的吸光值，從步驟(3)所得鉛校正曲線計算得到系列試樣溶液A中鉛濃度，計算平均值，得到糙米粉樣品中鉛含量；
(二)鎘的測定
(5)將步驟(2)所得系列試樣溶液A分別用去離子水稀釋5～10倍，得到系列試樣溶液B；
(6)使用鎘國家標準儲備液，用質量百分數為0.5％的稀硝酸配制成濃度為0、0.5、1、3、5ng/mL的鎘標準溶液，用原子吸收分光光度計石墨爐法測定標準系列的吸光值，以鎘標準溶液的濃度為橫坐標，以吸光值為縱坐標，作出鎘校正曲線；
(7)將步驟(5)所得系列試樣溶液B用原子吸收分光光度計石墨爐法測定吸光值，從步驟(6)所得鎘校正曲線計算得到系列試樣溶液B中鎘濃度，計算平均值，得到糙米粉樣品中鎘含量。
2.根據權利要求1所述的一種依次測定稻谷中鉛和鎘元素含量的前處理及定標方法，其特征在于步驟(1)所述粉碎是將糙米粉碎至100目。
3.根據權利要求1所述的一種依次測定稻谷中鉛和鎘元素含量的前處理及定標方法，其特征在于步驟(2)所述糙米粉樣品稱取0.5g和1g各兩份。
4.根據權利要求1所述的一種依次測定稻谷中鉛和鎘元素含量的前處理及定標方法，其特征在于步驟(3)所述鉛校正曲線的相關系數≥0.995。
5.根據權利要求1所述的一種依次測定稻谷中鉛和鎘元素含量的前處理及定標方法，其特征在于步驟(6)所述鉛校正曲線的相關系數≥0.995。
全文摘要
本發明公開了一種依次測定稻谷中鉛和鎘污染元素含量的前處理及定標方法。該方法包括步驟(1)將稻谷除雜、脫殼、粉碎；(2)加入濃硝酸中，浸泡過夜；移至電熱板上加熱消化；加去離子水趕酸，用去離子水轉移定容得試樣溶液A；(3)使用鉛國家標準儲備液制成系列鉛標準溶液，測定鉛的吸光值，作出鉛校正曲線；(4)測定試樣溶液A的吸光值，從鉛校正曲線查得試樣溶液A中鉛濃度，計算得到樣品中鉛含量；(5)將試樣溶液A用去離子水稀釋得到試樣溶液B；(6)使用鎘國家標準儲備液制成系列鎘標準溶液，測定鎘的吸光值，作出鎘校正曲線；(7)測定試樣溶液B的吸光值，從鎘校正曲線查得試樣溶液B中鎘濃度，計算得到樣品中鎘含量。
文檔編號G01N21/31GK101762560SQ201010104520
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者陳嘉東, 王亞軍, 潘傳榮, 鐘國才, 朱春敬 申請人:廣東省糧食科學研究所