基于差分脉冲阳极溶出伏安法的土壤重金属铜检测研究
重金属不仅污染土壤、水体及大气环境,还污染畜产品、水生生物及农作物等,因此,在环境、食品、药物、农药残留等方面,检测分析重金属一直是分析工作者关注和研究的课题之一,基于传统检测重金属的方法往往存在仪器设备大型昂贵、实验步骤操作复杂、需要有经验的操作者操作等问题,本研究尝试采用电化学分析方法中的差分脉冲阳极溶出伏安法,利用修饰液修饰过的丝网印刷金电极来检测土壤重金属铜的含量,具体工作如下：(1)为了改善电极表面的电化学特性,本研究将原丝网印刷金电极放入稀硫酸溶液中进行循环伏安扫描活化处理,然后观察分析其在铁氰化钾溶液中的循环伏安曲线图,得出：较未活化的丝网印刷金电极,活化后的电极其氧化峰和还原峰电位差值变小,峰电流变大,表明活化后的丝网印刷金电极其电化学性能增强。(2)为了提高测定土壤重金属的灵敏度,适应定量、快速的测定要求,本研究观察分析了丝网印刷金电极,铋修饰的丝网印刷金电极,Nafion (0.1%)修饰的丝网印刷金电极,铋/Nafion修饰的丝网印刷金电极在铁氰化钾溶液中的循环伏安扫描曲线,得出：较未修饰的丝网印刷金电极,修饰液修饰过的电极其电化学性能均有增强,并且铋/Nafion修饰的丝网印刷金电极电化学性能明显增强,其氧化峰与还原峰的电压差值最小,峰电流值也最大。
(3)为了获得实验的最优参数,本研究采用差分脉冲阳极溶出伏安法,铋
/Nafion修饰的丝网印刷金电极测量一定浓度的标准铜溶液。基于前人研究的基础,据测得的重金属铜含量大小,通过控制变量法设置实验的各个参数,得出实验的最佳沉积时间360s、沉积电势-0.7 V、静止时间10s、溶出电位0.6V、清洗电位0.8 V、清洗时间30 s、电解质HAc-NaAc溶液PH=2、铋溶液浓度6000 ug/L、Naf ion溶液体积4ul,并绘制了铜浓度-电流的标准曲线图,其线性回归方程为
Y=6.54833+0.00505x,线性相关系数大于0.9926。
(4)为了实现对实际土壤样本重金属铜的测量,本研究首先将实际土样经过湿法消解,过滤配置成相应的土壤溶液,然后利用最优参数结合标准曲线图,应用差分脉冲阳极溶出伏安法测量实际土壤样本中的重金属铜的含量,最后将测得的土壤重金属铜含量与采用国际标准法原子分光光度计测量的相同土壤中的重金属铜含量进行比较分析,发现两者检测结果基本一致,说明该电化学检测方法具有较好的准确性,抗干扰能力强,分析速度快,成本低、对环境无污染,适合于土壤重金属的检测。
重金属污染与检测方法探讨 更新时间：08-4-30 16:46 摘要：在109种化学元素中，金属就有83种，重金属是指比重大于4或5的金属，约有45种，如铜、锌、铅、镉、铁、锰、钾、钠、钙、镁、铬、汞、砷、镍等。由重金属造成的环境污染称为重金属污染，重金属污染主要指铅、镉、铬、汞、铊以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。 关键字：重金属检测 1 重金属的污染 重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤，引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。 水体中的金属元素按其对人体健康的影响可分为三类：一是人体健康必须的常量元素如：钠、钾、钙、镁和微量元素如：铁、锰、铜、锌、镍、钴、硒、钒、钼、硅、锡，他们的缺乏或过量都于人体健康不利。二是对人体健康有害的金属元素如：铅、镉、汞、砷、铬、铍、铊、钡等。三是在人体中确有存在，但生理功能尚不明的元素如：锂、硼、铝、钛、锆等。 水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属有机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬比三价铬毒性要大等等。 重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性
三种土壤重金属快速检测仪的检测原理及方法 土壤重金属污染目前是我国面临非常严峻的问题，所以市场上检测土壤重金属仪器层出不穷。 测量土壤重金属目前主要是有下面几种方法： 1、原子吸收光谱法 这种方法是相对比较传统的测量重金属的方法，先将土壤风干，再经过消解处理、定容，之后制备标准溶液，之后上机操作测量。测量原理是利用待测元素的共振辐射，通过其原子蒸汽，测定其吸光度；它有单光束，双光束，双波道，多波道等结构形式。其基本结构包括光源，原子化器，光学系统和检测系统。这种原理测出来相对精度较高，只是测量的时间上相对过长，通常整个过程需要24小时出结果。 2、伏安极谱法 这种方法也是先将土壤风干，再经过消解处理，然后将浸提液放入极谱仪中，直接测量。其原理是通过将一个变化的电压信号施加到电极上，而后测量电极的响应电流来测量重金属的含量，这种方法与原子吸收光谱法相比，测量精度更高，运行成本低，可以做形态分析等。 3、X射线荧光光谱法 X射线荧光光谱分析法利用初级X射线光子或其他微观离子激发待测物质中的原子，使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析和化学态研究的方法。这种方式测量土壤重金属无需将土壤进行前处理，测量速度快，精度也能达到ppm 级。非常适合拿到野外走哪儿测哪儿，测量结果还能保存，有些还可以进行GPS 定位，记录什么地方土壤测量的结果是多少。并且测量时不存在任何耗材，无需任何使用成本。目前做的比较好的品牌有托普云农的土壤重金属快速检测仪，设备小巧，配有专门分析土壤模块，所以相对测量精度高。非常适合野外快速测量土壤重金属。 以上介绍的这些测量土壤重金属的方法都是目前市场上相对成熟的测量土壤重金属的方法，也是比较常规的方法。可以根据自己的需要选择合适的土壤重金属检测仪。 仪器名称：托普云农土壤重金属快速检测仪仪器型号：TPJS-B 金属检测仪、便携式重金属检测仪
土壤重金属检测方法汇总 摘要：土壤重金属检测是土壤的常规监测项目之一。采用合理的土壤重金属检测方法，能快速有效地对土壤重金属检测和污染评价，并满足土壤的管理和决策需要。本文介绍了几种常用的土壤重金属检测方法，原子荧光光谱法，原子吸收光谱法，电感耦合等离子体发射光谱，激光诱导击穿光谱法和X射线荧光光谱，在介绍各个检测方法特性的同时，就灵敏度，测试范围，精确度，测试样品的数量等优缺点进行了对比。 关键词：土壤；重金属；检测方法 1. 前言 许多研究表明，种植物的质量安全与产地的土壤环境关系密切。重金属一般先进入土壤并积累，种植物通过根系从土壤中吸收，富集重金属，有时也通过叶片上的气孔从空气中吸收气态或尘态的重金属元素[1]。近几年，种植地因农药、肥料、生长素的大量施用及工业“三废”的污染，土壤重金属含量超标较严重且普遍，这不仅毒害土壤-植物系统，降低种植物品质，而且还会通过径流和淋洗作用污染地表水，尤其重要的是通过食物链的方式进入人体内，对于重金属的富集人体难以代谢，最终直接或间接危害人体器官的健康[2]。为此，解决这一难题，建设绿色食品和无公害食品生产基地，要求我们从土壤中的重金属检测分析抓起。本文介绍了土壤重金属的检测方法、并且对比各种方法优缺点。2．土壤中重金属检测方法 2.1 原子荧光光谱法 原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律[3]，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。 原子荧光光谱法具有原子吸收和原子发射两种分析方法的优势[4]，并且克服了这2种方法在某些地方的不足。该法的优点是灵敏度高，目前已有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法；谱线简单；在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3~5个数量级，特别是用激光做激发光源时更佳，但其存在荧光淬灭效应，散射光干扰等问题[5]。该方法主要用于金属元素的测定，在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用[6]。突出在土壤中的应用如何，以下各方法均是这个问题，相比之下2.5写的比较好
随着我国经济的快速发展，不规范、超常的工业生产造成了严重的环境污染。人们日常生活中充斥着大量含重金属的废弃物（如电池、电器设备等），这些废弃物没有得到有效的管理和处置，进一步加剧了重金属的污染和危害。当重金属通过土壤-植物系统迁移转化，并经过食物链的积累和放大作用，就会对生物产生更大的毒害[1]。重金属主要通过污染食品、饮用水及空气等途径最终威胁人类健康的。其中，经食物和饮水方式是重金属危害广大普通民众健康的最主要途径。为了保证食品和饮用水的安全，确保人们的身体健康，食品安全保障人员需要开展大量的监测和检测工作，而适用的方法和检测手段显得尤为重要和迫切。 传统的重金属检测方法有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法和阳极溶出伏安法等，这些方法和技术灵敏度高、特异性强，但存在着样品前处理较为复杂、仪器费用高和需要专业人员进行操作等缺陷，难以用于重金属的现场检测。随着经济的发展和人们生活水平的改善，人们对食品安全的要求不断提高，待测样品量迅速增加，传统的检测技术已无法满足这种需求。因此，食品污染物的快速检测技术越来越受到关注。近年来，酶已被用于测定环境介质（水、土和废弃物）和食品中的痕量有害物质。酶抑制法作为一种快速检测有害物质残留的方法，与传统分析方法相比，具有简便、快捷和成本低廉等优点。它直接利用酶的抑制率大小来表示有害物质残留程度的高低，能在较短时间内快速、灵敏的筛选出大量超标样品[2]。本文综述了国内外学者利用酶抑制法快速检测重金属的研究成果，以期引起国内同行对食品重金属快速检测技术的关注。 1酶抑制法测定重金属原理 酶是维持生物体新陈代谢的重要催化剂，进入生物体内的重金属离子与体内某些酶的活性中心具有特别强的亲和力，使酶失去活性。（酶抑制法测定重金属的基本原理就是进入生物体内的重金属离子与体内某些酶的活性中心具有特别强的亲和力，使酶失去活性。重金属离子与形成酶活性中心的巯基或甲巯基结合后，）改变了酶活性中心的结构与性质，引起酶活力下降，从而使底物—酶系统产生一系列变化，诸如使显色剂的颜色、pH、电导率和吸光度等发生改变，这些现象 酶抑制法快速检测食品中重金属研究进展 谢俊平，卢新 （广州绿洲生化科技有限公司，广东广州510663） 摘要：综述酶抑制法快速检测重金属的原理和方法，介绍脲酶、葡萄糖氧化酶、蛋白酶和磷酸酯酶等检测用酶，以及与之相结合的酶传感器、试纸条、量热计、比色法等重金属快速检测新技术，提出今后的研究方向。 关键词：食品；酶抑制法；重金属；快速检测；检测用酶 Advances on the Technique of Raqid Determination of Heavy Metals by Enzyme Inhibition in the Contaminated Foods XIE Jun-ping,LU Xin （Oasis Biochemistry Technology Co．，Ltd．,Guangzhou510663，Guangdong,China）Abstract:In this paper,it summarizes the principle and method of enzyme inhibition of heavy metal rapid determination,introduces the determination enzymes including urease,glucose oxidase,proteinase and phosphatase,combined with the new technology of heavy metal rapid determination,such as,enzyme sensor,test strip,calorimeter and the disposable cuvette.At last,it puts forward the direction of future research. Key words:food;enzyme inhibition;heavy metal;rapid determination;determination enzyme 作者简介：谢俊平（1981—），男（汉），助理工程师，学士，主要从事食 品理化检验研究。
重金属检测方法汇总 重金属检测方法及应用 一、重金属的危害特性 从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡等。我们从自然性、毒性、活性和持久性、生物可分解性、生物累积性，对生物体作用的加和性等几个方面对重金属的危害稍作论述。 （一）自然性： 长期生活在自然环境中的人类，对于自然物质有较强的适应能力。有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律，发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。但是，人类对人工合成的化学物质，其耐受力则要小得多。所以区别污染物的自然或人工属性，有助于估计它们对人类的危害程度。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。 （二）毒性： 决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。例如铬有二价、三价和六价三种形式，其中六价铬的毒性很强，而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1～10mg/L之间，而汞，镉等产生毒性的范围在0.01～0.001mg/L之间。 （三）时空分布性： 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。（四）活性和持久性： 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，毒性很强。与活性相反，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。 （五）生物可分解性： 有些污染物能被生物所吸收、利用并分解，最后生成无害的稳定物质。大多数有机物都有被生物分解的可能性，而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。 （六）生物累积性： 生物累积性包括两个方面：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。 （七）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。 二、重金属的定量检测技术
版本1： 土壤中铜锌镉铬镍铅六中重金属全量一次消解测定方法.用氢氟酸-高氯酸-硝酸消解法,国家标准物质检测值和标准值吻合性很好,方便可行.具体方法: 准确称取0.5克土壤样品(过0.15mm筛)于四氟坩埚中,加7毫升硝酸+3毫升高氯酸+10毫升氢氟酸加盖,放置过夜(不过夜效果同),电热板上高温档加热(数显的控制温度300~350度)1小时,去盖,加热到近干,冷却到常温,然后再加3毫升硝酸+2毫升高氯酸+5毫升氢氟酸,高温档继续加热到完全排除各种酸,既高氯酸白烟冒尽,加1毫升(1+1)盐酸溶解残渣,完全转移到25毫升容量瓶中,加0.5毫升的100g/L的氯化铵溶液,定容,然后原子吸收分光光度计检测,含量低用石墨炉,注意定容完尽快检测锌,且锌估计需要适当的稀释.其实放置几天没有问题,相对比较稳定拉. 版本2： 1)称量0.5000g样品放入PTFE（聚四氟乙烯）烧杯中（先称量样品，后称量标 样），用少量去离子水润湿； 2)缓缓加入10.0mLHF和4.0mLHClO4（如果在开始加热蒸发前先把样品在混合 酸中静置几个小时，酸溶效果会更好一些），加盖后在电热板上200℃下蒸发（蒸发至样品近消化完后打开坩埚盖）至形成粘稠状结晶为止（2～3小时）； 3)视情况而定，若有未消化完的样品则需要重新加入HF和HClO4，每次加入都 需要蒸发至尽干；若消化完全则直接进行下一步； 4)加入4.0mLHClO4，蒸发至近干，以除尽残留的HF； 5)加入10.0mL的5mol/L HNO3，微热至溶液清亮为止。检查溶液中有无被分解 的物料。如有，蒸发至近干，执行步骤4（此时可以酌情减半加酸）； 6)待清亮的溶液冷却后，转入容量瓶，用去离子水定容至50mL（此时所得溶 液中硝酸含量为1mol/L），然后立即转移到新聚丙烯瓶中储存。 附： 现在一般做法是,砷汞用1+1的王水在沸水煮2小时,加固定剂(含5g/l重铬酸钾的5%硝酸溶液),在50毫升比色管中,固定,然后用原子荧光光谱仪测定砷汞.
水质检验中的重金属测定方法分析探讨 发表时间：2017-09-25T15:59:15.860Z 来源：《医药前沿》2017年9月第27期作者：龙四新[导读] 疾控中心采用的多种重金属检测方法具有突出的效果，测定结果可靠性强，在水质检验中值得推广。 （华蓥市疾病预防控制中心四川广安 638600）【摘要】目的：对疾控中心水质检验中各种金属测定方法进行有效的分析。方法：选用疾控中心提供的水质样本，然后进行重金属检测的分析和探讨。结果：砷、铅、铁以及其他重金属的测定结果均为合格。结论：疾控中心采用的多种重金属检测方法具有突出的效果，测定结果可靠性强，在水质检验中值得推广。【关键词】疾控中心；水质检验；重金属测定方法【中图分类号】R123.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）27-0362-02在工业社会不断发展的今天，水污染情况越来越严重，所以积极的进行污水控制和净化成为了目前环境工作的一项重要内容。就水污染的治理来看，要实现治理效果的优化，首先需要对污染成分进行确定，而就目前的污水分析结果来看，重金属污染是水污染的重要类别。从具体危害来看，重金属污染的毒性比较大，生态效应和化学行为十分的复杂，而且污染的多源性和隐蔽性比较强，所以要想强化重金属污水的处理，必须要明确的检测其中的重金属元素，这样才好进行针对性方法和措施的利用。疾控中心的水质检验方法对于重金属的检验有着重要的参考意义，所以分析其检验重金属污染的方法现实意义巨大。 1.水质检验的概况 疾控中心要进行水质检验中的重金属测定方法分析，必须要有水质样本，当然还需要利用到专业的测定仪器，所以在此次测定分析的过程中，需要准备四方面的要素：第一是水质样本。为了保证水质样本的科学性和可靠性，此次测定中利用的样本是疾控中心自行培育控制的样本，样本的质量达标，可以保证测定结果的有效性。第二是测定分析需要用到的仪器。从具体检验来看，此次的水质检验应用了石墨炉原子吸收法、原子荧光光度法等多种方法，所以仪器使用也具有多样性。就目前准备的仪器来看，主要有石墨炉原子吸收仪器、火焰原子吸收仪器、原子荧光分光光度计等等。与此同时，还要准备其他的计量仪器等。第三是技术准备。技术准备主要是对测定技术和方法进行分析和研究，保证技术与方法利用的完善性。第四是人员准备。为了保证测定结果的可靠性，水质检验人员一方面要有系统的理论知识，另一方面要有专业的操作技术，理论和操作都达标的人员可以使水质检验结果更加的科学。 2.疾控中心水质检验中的重金属测定方法 2.1 电化学法 电化学法是目前测定重金属污染的一种有效方法。利用此种方法需要分为三个步骤：第一是进行水质的取样。第二是将样品防治在化学池当中然后进行各种参数项的设置。第三是进行实际的测定。从上文的分析中了解到，疾控中心的水质样本已经准备好，所以无需再进行水质样本的提取，所以直接将疾控中性提供的水质样本放入到化学池当进行各种参数项的设置即可。在设置好参数项当中，对各项参数所测出的数据进行记录，便可以综合分析水样中的金属元素以及具体的含量。就目前的应用实践来看，此方法的应用较为普遍，而且整体应用的完善性也在不断的加强，其对于铜、镍等元素的测定具有良好的效果。 2.2 原子吸收光谱法 原子吸收光谱法也是目前在水质检验当中利用的一种主要方法。这种方法的广泛利用与物理学科的光、电研究深入有着不可分割的关系。在这种方法的实际利用中，可以利用APDC和MIBK对水质中存在的铅进行螯合萃取，之后再利用光谱法和萃取技术完成对水中铅的检验工作。就目前的具体应用来看，此种方法对于水中的铅和汞有着突出的检验效果，但是其独立性比较弱，所以使用时往往需要搭配其他的技术或者是方法使用，这样，此价值才能得到充分的应用。 2.3 荧光分析法 荧光分析法在目前的水质检验当中利用也十分的普遍。在物理实验研究不断深入的情况下人们发现，在物质接受到光的普照后其内部会发生物理变化，比如电子的运动状态会更加的激烈，而在失去了光照之后，这种状态又会恢复。在这个变化又恢复的过程中，物质会发射出一定波长的光，而这种光就被称之为荧光。不同的金属物质其结构不同，元素的价态也不同，所以其发出的荧光波长、频率等存在着显著的差异。在水质检验的过程中，利用金属元素的这种差异性特点可以有效的判断水中的金属元素种类。此种方法的突出优势是利用简便，金属元素的种类判断清晰，但是在具体数据的测量方面，此种方法的精确度表现出了严重的不足。 2.4 分光光度法 分光光度法在目前的水质检验中也有比较重要的应用。从具体的物理实验可以得知，电子在进行跃迁的过程中，能够对一定的光谱进行吸收从而产生可见光。不同的物质在跃迁的过程中对光谱的吸收存在着差异，所以利用这种差异性的特点可以对重金属元素进行判断。这种方法就称之为分光光度法。在具体的利用中，此种方法的单独利用效果较差，所以一般在利用的时候，都是配合荧光分析法使用。这两种方法的组合有效的实现了优势互补，最终的测定结果会出现效率和质量的提升。 2.5 生物化学法 在进行水质检验的时候，化学手段和物理手段利用已经十分普遍。随着研究的深入发现这两种手段在水质检验方面的效用无法进一步的提升，所以需要借助其他学科来进行水质检验的进一步与发展。生物化学水质检验法作为将生物和化学进行结合的技术，理论日趋完善，但是具体的使用却相对较少。从理论研究的成果来看，此种方法就有高效性、准确性和绿色性的特点，所以其未来价值比较大。正是因为如此，积极的进行此种方法的实用性研究对于全面提升水质检验工作的效果意义重大。 3.结语 疾控中心强化水质检验有着重要的社会意义，为了提升水质检验中对重金属的检验分析，积极利用多样化的方法有着突出的价值。在总结了疾控中心水质检验中重金属检验的基本概况之后，对重金属测定方法进行系统的探讨能够有效的提升重金属检验的效率和质量，从而为水污染的治理和疾病预防控制提供参考。
Hans Journal of Food and Nutrition Science 食品与营养科学, 2018, 7(1), 12-16 Published Online February 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/5613768954.html,/journal/hjfns https://https://www.doczj.com/doc/5613768954.html,/10.12677/hjfns.2018.71002 The Harm and Rapid Detection Methods of Heavy Metals in Food Packaging Materials Liping Yao1, Defang Sun2, Linxiang Wang1* 1Institute of Physics and Electronic Engineering, Xinjiang Normal University, Urumqi Xinjiang 2School of Mathematics, Xinjiang Teacher’s College (Xinjiang Education Institute), Urumqi Xinjiang Received: Jan. 24th, 2018; accepted: Feb. 5th, 2018; published: Feb. 12th, 2018 Abstract For food, food packaging plays a very important role, which not only plays a role in publicity and beautification, but also plays a protective role in food. However, there are some heavy metals in food packaging materials, which have some hidden dangers to food safety. By laser induced breakdown spectroscopy combined with moving window partial least-squares method, atomic fluorescence spectrophotometry, X-ray fluorescence spectrum method, these heavy metals of packaging material can be rapidly detected. The rapid detection methods for the various heavy metals in materials were summarized, and the latest detection method was analyzed, which are of great significance to the understanding of the food packaging safety and detection. Keywords Packaging Material for Food, Heavy Metal Detection Methods, Food Safety 重金属的危害及其在食品包装材料上的快速检测方法 姚丽萍1，孙德方2，王林香1* 1新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆乌鲁木齐 2新疆师范高等专科学校(新疆教育学院)数学学院，新疆乌鲁木齐 收稿日期：2018年1月24日；录用日期：2018年2月5日；发布日期：2018年2月12日 *通讯作者。
化妆品重金属检测方法的现状研究 摘要：化妆品作为人们日常生活中常接触到的产品，其质量问题成为了关注的 焦点。为保证化妆品的使用效果达到最佳，需要在其中加入多样的成分，由此让 其功能充分体现。本文重点分析化妆品重金属检测方法的现状，结合重金属对人 体的危害，辨明其基本的来源，最后揭示检测方法，可以在预防中减轻化妆品重 金属对人体造成的伤害 关键词：化妆品；重金属；检测方法 在化妆品中经常会检测到铅、汞、砷等重金属元素，这些元素的使用对人体 是有一定的损害的，铅以及其他的重金属物质渗进肌肤中被人体吸收后会造成肠 胃损伤、肾脏衰竭、四肢无力、记忆力下降、致使女性不孕不育等危险。人们需 要通过对重金属检测方法的探究，降低其对人身健康损害的概率。 1.化妆品中重金属及其来源 化妆品中重金属的出现来自于多方面的原因，具体的原因有三：第一，化妆 品研制环节中的处方添加；第二，化妆品生产商为了降低生产成本非法添加金属；第三，在化妆品生产环节中污染入有毒金属。 1.1处方添加 在化妆品中按照处方添加的金属对于人的身体有益，生理学家认为在化妆品 中增加相应的金属离子，能作为健康皮肤新陈代谢活动中的影响酶活动性的因素，如Fe具有保持微循环和完善微血管的作用，Fe元素与蛋白质相互配合融入到化 妆品中，能够预防脱发；Se-蛋白质作为防晒剂中的抗氧化剂，具有较强的生态性等。 1.2非法添加 在化妆品生产中包含着很多非法添加的金属元素，如，铅和汞。在化妆品中 添加铅能够促进皮肤吸收化妆品中的多种成分，并且阻止黑色素的形成，使得皮 肤变得雪亮。汞的化合 物在化妆品中应用，能够导致黑色素在短期内无法形成，使得毛孔变细。这 些金属物质虽然功能强大，但是却不是化妆品中的合法处方内容，在化妆品中的 非法添加，会对使用效果产生巨大的不良副作用。此外，还有很多重金属是化妆 品生产环节中由于生产工序复杂、环境不佳而污染到化妆品中。 2.化妆品中重金属的危害 重金属成为了化妆品中占据比重较大的成分，虽然能够起到一定的美白、美 容效果，但是其危害性不容忽视。根据调查结果显示，近112个化妆品中汞元素 所占据的比重已经超出了国家的有关规定，还存在着百分之十的化妆品铅含量严 重超标。 2.1铅的危害 众所周知，铅的毒性比较强烈。在正常的情况下，铅的性质其实还是相对稳 定的。不过，一旦被融进食物或扩散进空气，则会随着这些物质流进身体内，并 被人体快速吸收。想要将铅排除体外，一种方式是通过运动出汗，将其排除，但 是如果铅进入到血液中，不仅很难 被排除，还会影响人体的造血功能，短时间内就会造成人头晕目眩、倦怠、 四肢酸痛等现象。如果摄入过多的铅元素，还会造成动脉硬化、心衰等情况发生，严重危及人们的生命安全。 2.2砷的危害
水质环境监测中的重金属检测技术 随着我国工农业的快速发展，对环境也造成了很大的影响。在工农业的发展中，大量污染物排放到水中，污染物中所含的重金属不仅造成水质环境污染严重，对生物的生存以及人类的健康构成威胁，不利于我国的可持续发展。本文对目前我国的水质环境重金属污染状况进行分析，对重金属检测技术在水质环境监测中意义进行说明。 标签：水质环境；监测；重金属检测 在工农业的发展所排放的污染物中，铅、铜、铁等重金属的含量严重超标，水质环境自身无法对这些重金属物质进行净化。目前人类技术对这种状况处理也不是十分完善，久而久之，造成水质恶化，影响到水中鱼类等生物的正常生长，对人类的饮水、生活也造成极大的不便，产生消极影响。 1 水质环境监测重金属检测的意义 我国的饮用水运输现今已经十分发达，能够满足人们的日常所需。在进行引用水等日常用水的输送前，都要就行水质净化，通过过滤、消毒等方式，保证水质适用于人体健康。但是在水质净化的过程中，重金属的处理一直是难项所在。不同种类的重金属对人体所造成的伤害程度是不一样的。例如：水中含有铅的话，人们通过饮用这种水，就会造成铅在人体内的堆积，出现贫血现象；如果水中含有铝这种重金属，就会对人体的胃蛋白酶造成损坏等，并且水中所含的重金属并不仅仅会只含一种，而是多种并存的[1]。针对这种状况，我们就要结合实际，分析水中所含的重金属含量，加入适当的化学物质进行中和处理，要分析水中的重金属含量，就必须运用重金屬检测技术。 2 目前水质环境中重金属污染状况 目前我国的水质环境中重金属污染状况较为普遍，北到松花江，南到海南三亚，都出现了水质重金属污染状况。根据国家相关的水质标准，我国的水质污染多为复合型污染，不仅是一种重金属污染，还是多种重金属污染的混合体，这就使问题更加棘手。根据调查结果显示，水中重金属的含量与水的含盐度有关，也就是说，当水质的盐度较高时，水质中重金属的含量也会相对较高，水底沉淀物重金属含量就不会太高，盐度较低时则恰恰相反。水的pH值也会对水质的重金属含量造成影响，当pH值较高时，水质中重金属的含量相对较低，水底沉淀物的重金属含量较高，若pH值较低时则相反。在河流的受污染状况调查上，我们能发现靠近河岸的地方水质重金属含量较高，河流中部的水质重金属含量较低，例如松花江水质调查中，松花江的中下游重金属含量并没有达到国家制定的相关标准，松花江沉淀物的重金属含量却高于标准，并且主要为Cd和Hg。对长江水域的水质状况研究表明，长江口重金属含量不高，但如果不加紧管控，也会出现风险[2]。值得一提的是，水量的大小、季节的变化也会对水质环境中的重金属含量产生一定的影响。
水果蔬菜重金属快速检测仪各项重金属的检测原理及采用标准 重金属中特别是砷、汞、锡、铬、镉等具有显著的生物毒性，其危害性是空前的。重金属一旦进入土壤后，很难从土壤中移除。尽管土壤对重金属等有毒物质有一定的缓冲能力，但是大量重金属的存在会对土壤的理化性质、土壤微生物、土壤酶活性以及土壤生产能力产生明显的不良影响。重金属在土壤中的危害还具有长期性、隐蔽性和交互性的特点，所以土壤一旦被重金属污染，其危害性将是长远的。 如被某些重金属污染的土壤可能要100～200年才能恢复。土壤污染不仅导致土壤质量和生产力的降低，而且引起水、气环境质量的下降，严重的土壤污染将直接危及到生态安全、食品安全和人体健康，同时也影响着投资经商、对外贸易以及一些重要国际公约的履行，不利于我国的环境外交、全社会的稳定和经济增长，从而制约区域和国家的可持续发展。据报道，全国每年受重金属污染的粮食多达1 200万吨，因重金属污染而导致粮食减产高达1 000多万吨，合计经济损失至少200亿元。 从宏观来说，土壤受到重金属污染后，会影响植物生长状况，植物整体长势变差，根系发育不良，地上部生长矮小，叶片失色变形，果实畸形，最终产量下降，果实品质变差。土壤污染直接导致农产品品质不断下降，降低我国农产品的
国际市场竞争力。 食品、土壤、水质逐渐被工业废气、废水、废渣所污染，甚至有些人直接用工业废水浇灌庄稼，造成土壤耕作层内的镉、铜、砷、铬、汞等重金属大量富积、积累，特别是城市郊区现象更为严重;加上大量使用无机化学农药等致使蔬菜和鱼类体内的重金属含量严重超标的情况，不断在人体内积累，导致消费者重金属慢性中毒现象发生，国内已发生多起重金属集体中毒事件，已引起政府的高度重视和社会各界的广泛关注，但是当前重金属测定方法测定速度慢、步骤繁琐且仪器昂贵。基于这种形势，我们开发出了重金属快速测定方法，可对食品样品中的铅、砷、铬、镉、汞进行快速联合测定 现场测试 一、重金属快速检测仪检测原理： (一)、样品经消化后，所有形态的重金属(包括砷、铅、镉、铬、汞等)都转化为离子型态，加入相关检测试剂后显色，在一定浓度范围内溶液颜色的深浅与重金属的含量呈比例关系，服从朗伯--比尔定律，再通过仪器进行测定得出含量值，与国家标准农产品安全质量无公害蔬菜安全要求允许限量的标准进行比较，来判断蔬菜样品重金属含量是否超标。 (二)、各项重金属的检测原理及采用标准 1、重金属砷的检测原理及采用标准 采用国家标准(GB/T5009.11-2003)硼氢化物还原比色法，即样品经消化后，加入碘化钾-硫脲并加热，将五价砷还原为三价砷，在酸性条件下硼氢化钾将三
重金属检测仪器选择 从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡等。我们从自然性、毒性、活性和持久性、生物可分解性、生物累积性，对生物体作用的加和性等几个方面对重金属的危害稍作论述。通常认可的重金属分析方法有：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）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）分析等。 1. 原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry -AAS） 原子吸收光谱法是20世纪50年代创立的一种新型仪器分析方法，它与主要用于无机元素定性分析的原子发射光谱法相辅相成，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（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。 原子吸收分光光度计大概10-30万左右，可以作为重金属土壤修复的检测仪器。是重金属土壤修复研发试验中，定量、定性检测的精密仪器。而且国标中重金属的检测就是采用原子吸收分光光度计。 2. 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。虽然不少无机离子在紫外和可见光区有吸收，但因一般强度较弱，所以直接用于定量分析的较少。加入显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定，这是目前应用最广泛的测试手段。显色剂分为无机显色剂和有机显色剂，而以
精心整理 精心整理 版本1： 土壤中铜锌镉铬镍铅六中重金属全量一次消解测定方法.用氢氟酸-高氯酸-硝酸消解法,国家标准物质检测值和标准值吻合性很好,方便可行.具体方法: 准确称取0.5克土壤样品(过0.15mm 筛)于四氟坩埚中,加7毫升硝酸+3毫升高氯酸+10毫升氢氟酸加盖,放置过夜(不过夜效果同),电热板上高温档加热(数显的控制温度300~350度)1小时,去盖,加热到近干,冷却到常温,然后再加3毫升硝酸+2毫升盐酸溶题,版本1) 2) 3) 4) 5) 6) 附： 现在一般做法是,砷汞用1+1的王水在沸水煮2小时,加固定剂(含5g/l 重铬酸钾的5%硝酸溶液),在50毫升比色管中,固定,然后用原子荧光光谱仪测定砷汞. 1 土壤消化（王水+HClO 4法） 称取风干土壤（过100目筛）0.1 g （精确到0.0001 g ）于消化管中，加数滴水湿润，再加入3 ml HCl 和1 ml HNO 3（或加入配好的王水4~5mL ），盖上小漏斗置于通风橱中浸泡过夜。第二天放入消化炉中，80~90℃消解30 min 、100~110℃消解30 min 、120~130℃消解1 h ，取下置于通风处冷却。
精心整理 加入1 ml HClO4于100~110℃条件下继续消解30 min，120~130℃消解1 h。冷却，转移至20mL容量瓶中，定容，过滤至样品存储瓶中待测。 注：最高温度不可超过130℃。消化管底部只残留少许浅黄色或白色固体残渣时，说明消化已完全。如果还有较多土壤色固体存在，说明消化未完全，应继续120~130℃消化直至完全。 2植物消化（HNO3+H2O2法） 称取待测植物1~2g（具体根据该植物对重金属吸收能力的强弱而定）于消化管中，加入5ml HNO3，盖上小漏斗置于通风橱中浸泡过夜。第二天放入消化炉中，80~90℃消解30 min、100~110℃消解30 min、120~130℃消解1 h，取下置于通风处冷却。加入1 ml H2O2，于100~110℃条件下继续消解30 min，120~130℃消解1 h。冷却，转移至20mL容量瓶中，定容，过滤至样品存储瓶中待测。 精心整理
环境监测中的重金属元素分析方法探讨 发表时间：2018-09-12T11:20:21.837Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：李楚华[导读] 摘要：随着我国经济的不断发展，人民的生活水平日益提高。 深圳市华保科技有限公司 518000摘要：随着我国经济的不断发展，人民的生活水平日益提高。同时，重金属污染情况也逐渐加重。科学技术的进步使我国的监测技术不断发展和完善，重金属元素的分析方法呈多样化趋势。需要注意的是，在整治重金属污染的工作中，监测工作人员，不仅需要掌握正确的重金属元素的分析方法，还要根据具体的实际情况、重金属污染程度等因素，对重金属分析方法进行有效地选择。 关键词：重金属元素;环境监测;分析方法引言 随着我国绿色发展理念的深化，重金属污染防治工作越来越受到重视，防治重金属污染成为我国重要的环保工作之一。为了从根本上减少重金属污染给人民生活带来的种种危害，对环境监测中的重金属元素进行分析，是解决重金属污染的首要任务。本文将对污染源及危害进行概述，然后对重金属分析方法及注意事项进行论述。希望本文的探讨能给监测工作者带来一定的借鉴作用，使重金属元素的检测工作更加高效进行。 一、重金属污染源及其危害 1.1 重金属污染的来源 据研究，重金属污染主要来自工业、农业、城市和环境事故污染几个方面。工业方面，在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等生产环节都会产生大量的重金属污染，其排放的废水、废渣等污染物进入水体与土壤中，废气中的重金属沉降后也进入土壤、水体等环境中，从而导致环境受到重金属污染且重金属浓度超标。农业生产过程中，由于使用含重金属的污水进行灌溉或者施用含重金属的农药、化肥等都会直接造成土壤污染。城市重金属污染主要来源于污水处理厂污泥处置不当、垃圾渗滤液泄漏、含铅汽油的使用以及汽车轮胎等方面；由于污泥、垃圾焚烧物含有大量重金属，处理不当就会造成重金属污染；轮胎中含锌等重金属，所以一些繁忙的公路附近的土壤重金属严重超标。突发的环境污染事故也会造成严重的重金属污染，如一些地方发生的砷污染、血铅事件就是由于管理不当、交通事故以及长期积累等原因造成的环境污染事故。 1.2 重金属的危害 重金属排入土壤和水体后，严重危害土壤、水生生态环境。由于重金属在环境中不能被降解，通过大气、水和土壤等环境进入动植物体内，再经食物链富集后进入人体。进入人体的重金属，会与蛋白质、核酸等发生作用，引起酶活性下降或消失，导致核酸结构变化，进而引发基因突变，另外重金属积存在人体内脏中，损伤机体功能，医学已证明水俣病、骨痛病、阿尔滋海默氏病等都与重金属过量有关，所以重金属的危害是不容忽视的。 二、重金属元素的分析方法 2.1 分析方法概述 在进行重金属元素样本的选择上，主要包括固体样本和水体样本，在采集到的样本中，要做一定的处理，这样才能更好的进行之后的分析工作，这个环节也被称之为样本的预处理。在现阶段都是使用仪器方法来检验重金属，其中比较常用的有电化学法和光学分析法。就光学分析法而言，主要有原子吸收光谱法，以及原子荧光光度法，其中的电感耦合等离子体发射光谱法因为其速度快，操作简单等特点，逐渐被广泛的推广和使用。在电化学分析法中，主要包括极谱分析法。选择分析的方法主要是根据重金属的浓度，以及元素之间互相影响的关系。高浓度金属元素样本检测多用电化学法，中浓度金属元素样本检测多用原子吸收光谱法及原子荧光光度法，低浓度金属元素样本的检测多用电感耦合等离子体发射光谱法。 2.2分析样品的预处理方法 在对重金属污染分析中，对样品的预处理是非常重要的，其在很大程度上会直接影响分析的结果。在重金属样品中，通常其含有的重金属比较低，如果样品有严重的污染，那么样品处理的结果和实际情况会有很大的误差。在进行水样预处理过程中，其根本原则就是处理样本的干挠物质，最大程度减少干挠物质造成的误差。例如悬浮物、有机物就很可能存吸附的被测元素，在分析过程中如果对试液进行预处理就会造成误差。在预处理过程中，首先使用微孔滤膜除去悬浮物等杂质，然后酸化到 PH 值为 1 到 2，予以保存，再进行消解处理， 例如使用 NHO3、王水、HC1O4 等。如果样品在酸化后会挥发，那么就应该使用碱性来消解，或者是使用 Na OH-H2O2 进行消解。如果是对固体样本进行预处理，比如沉积物和土壤，主要方法有碱熔法，酸分解法，以及固体悬浮液进样法，直接固体进样法等。使用酸分解法，根据加热和敞闭方式可以分成高压密闭消解法，电热板法以及微波消解法。最经典的方式是电热板法，但是缺点是加热时间长，有些易挥发的元素容易损失掉。因此在很多地方都被高压密闭法和微波消解法所取代。这种方式的优点是可以加快加热的速度，同时还可以减少试剂的使用量，避免造成元素的损失。 2.3 重金属元素的分析方法 本文以 ICP-AES 方法，ICP-AES 是电感耦合等离子体原子发射光谱的简称，是以电感耦合等离子矩为激发光源的光谱分析方法，具有检测快速、检出限低、灵敏度高和线性范围宽等特点，尤其是它能够同时测定多种元素的优势，使其在重金属监测中成为重要的分析手段。 （1）按前述方法采集、消解水样；再以试样同样方法、体积的去离子水进行消解，制备空白溶液。（2）仪器参数。影响 ICP-AES 分析的特性因素很多，主要参数有高频功率、载气流量、观测高度、元素波长等，分析不同的项目应选择合适的参数。（3）试剂。使用分析纯或优级纯的试剂。分别配制单元素和多元素混合标准溶液。（4）水样测定。以选定的仪器参数，分别将试样和空白溶液按照规程进行操作。标准化后，做试样和空白测定。消除干扰采用背景去除法或干扰系数法。（5）进行结果分析，按照 ICP-AES 谱图分析结果，选择信号适中，或者干扰情况比较小的谱线进行分析，对于检出限而言，都是使用检出限的 5 倍作为方法定，最后加标回收率和精密度都要符合基本要求。 2.4液体样品预处理