（化学工程与技术专业论文）动物源食物中有害重金属残留分析测定方法的研究.pdf

学位论文数据集 删f f f f l f f f i i 川f f | f f f i f f f i | f f i f f f i | 删 y 18 7 7 4 6 1 中图分类号 0 6 岁2 牛 学科分类号 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 1 1 1 1 1 密级 学位授予单位代码 l 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名刘文博学号 2 0 0 8 0 0 1 1 1 l 获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码 课题来源研究方向食品安全 论文题目动物源食物中有害重金属残留分析测定方法的研究 关键词重金属，原子荧光光谱，微波消解法，原子吸收光谱 论文答辩日期 2 0 1 1 5 1 7论文类型 开发研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师 牡苡赶毅授 匕覃百秘戗 评阅人1 查1 釉、差又梭j 婊他太臣忌日佗孽 评阅人2 查憎南斟醒j 幽、他卞唾命衲耋 评阅人3 评阅人4 评阅人5 椭员糊 至融、磊滔 j 嗵叭冰宝忘靴葺 答辩委员1奄盏 撕萋棘细贡学令辆膀( fb 口 答辩委员2 妄蝴墨占1 毅擂掘北圭硝m 刚e 董 答辩委员3 酬欠求扫1 嗽 捐饥汰骘 劫肌噬 答辩委员4 琴兹割放礓掘汛驮嘎蔑刚七差 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t13 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中 查询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 北京化工大学硕士学位论文 摘要 随着民众生活质量的不断提升，动物源食品作为人们营养饮食中不可 或缺的重要组成部分，在食物中所占比重呈现逐年增长的趋势。而随着社 会工业化进程的加速，环境与健康成为普通大众十分关切的问题。因此， 动物源食物的重金属残留水平引起了国际社会的广泛关注。 重金属指比重大于5 的金属元素，约有4 5 种。除了铜、锌、锰等元 素为人体必需微量元素之外，大部分重金属元素如汞、镉、铅、砷、铬等 对人体没有任何积极作用，却易于在生命体中积累并产生毒性。当食物中 的重金属残留量超过一定的指标后，将对人体健康构成极大威胁。本文针 对全国范围的动物源食品，应用最新的微波消解法进行优化处理，建立了 原子荧光分光光度法、石墨炉原子吸收法及火焰原子吸收法等检测方法， 具有快速、高效、数值精确的特点。经过无数次的实验和方法论证，本文 所做的工作和结论如下： 1 针对动物源食品中的总汞的测定采用微波消解法进行处理，利用氢 化物一原子荧光分光光度法进行测定。开创性地解决了氮氧化物干扰的问 题，优化了还原剂、载流和消解液的配比条件。仪器的检出限为o 1 2 嵋l ， 标准曲线浓度在o 2 o “g l - 1 范围内呈现很好的线性关系。方法验证和质量 控制采用猪肉成分分析标准物质g b w 0 8 5 5 2 ，最后上机浓度在 1 7 1 9 嵋l - 1 之间，回收率在8 2 5 1 0 8 8 之间，相对标准偏差( r s d ) 为6 5 。采用此方法考察来源于全国若干个省市自治区的市售禽蛋类食 摘要 品和猪肉，发现均未超过食品中污染物限量g b 2 7 6 2 2 0 0 5 中总汞的限 定量。 2 针对动物源食品中的无机砷的测定采用酸解提取法进行处理，利用 氢化物一原子荧光分光光度法进行测定。对前处理中关键的反应时间、正 辛醇加入量和碘化钾硫脲浓度等条件都进行了类比选择，同时对仪器参 数进行了调整。经过测试，在测定无机砷的仪器精密度为3 2 ，标准曲 线浓度在o 5 “g l 1 范围内具有良好的线性关系。方法验证和质量控制采 用猪肝成分分析标准物质g b w 0 8 5 5 1 和鸡肉成分分析标准物质 g b w l 0 0 1 8 ，测得猪肝平均含无机砷4 7 1 昭k g 一，r s d 为2 4 ，回收率 在9 7 3 1 1 1 5 之间；鸡肉平均含无机砷为1 0 7 9 鹇埏，r s d 为5 3 ， 回收率在9 0 8 1 0 3 5 之间。采用此方法考察来源于全国若干个省市 自治区的5 6 个市售禽蛋类食品样本，其中有1 个咸蛋和1 个鲜鸡蛋的无 机砷含量分别超过食品中污染物限量g b 2 7 6 2 2 0 0 5 中蛋类的无机砷限 定量的5 7 和5 。 3 针对动物源食品中的铅、镉和铬的测定采用微波消解法处理样品， 并用石墨炉原子吸收分光光度法进行测定。对仪器测定参数和原子化程序 进行了调谐使达到最佳状态，并针对不同的待测元素选择适宜的基体改进 剂以增强吸光度和降低背景噪音。方法验证和质量控制采用猪肝成分分析 标准物质g b w 0 8 5 5l ，测得猪肝标物中铅的回收率在9 0 7 1 0 5 5 之间， 相对标准偏差为4 2 ；镉的回收率在9 1 o 9 7 o 之间，相对标准偏差为 3 2 ；铬的回收率在8 1 o 8 9 o 之间，相对标准偏差为4 。采用此方 t t 北京化工大学硕十学位论文 法考察来源于全国部分城市和地区市售禽蛋类食品和北京市售猪肝、羊肾、 牛肾等动物内脏，发现有部分样品超过了食品中污染物限量 g b 2 7 6 2 2 0 0 5 中的相应重金属限量标准。 关键词：重金属，原子荧光光谱，微波消解法，原子吸收光谱 i l i 摘要 t h es t u d yo fd e t e r m i n a t i o na b o u t d e l e t e l u o u sh e a y ym e t a li na n i 队l d e r i v e d f o o d a b s t r a ct a st h eq u a l i t vo fo u rl i f ec o n t i n u a l l yi m p r o v e da n dt h ea 血m a lf o o d sd i e t a st h es o u r c eo fi m t r i e n t si na ni m p o r t a l l tp a ni nt h ef o o dh a si n c r e a s e dy e a rb y y e a r a n dt h ea c c e l e r a t e di n d u s t r i a l i z a t i o np r o c e s sh a sm a d et h ee n v i r o n m e n t a n dh e a l t hi n t ot h ep u b l i c sc o n c e m t h eh e a v ym e t a ll e v e li na n i m a l d e r i v e d f o o da r o u s e de ) 【t e n s i v ec o n c e mi nt h ei n t e m a t i o n a lc o m m u n i h e a v ym e t a l i sm ep r o p o r t i o no ft h em e t a l l i ce l e m e m so fw h i c hd e n s i t ya r em o r et h a n5 e x c 印tf o rc o p p e r ，z i n c ，m a n g a n e s ea n do t h e re l e m e n t sa r en e c e s s a 拶m i n o r e l e m e n t sf o rh l m a nb o d y ，m o s to ft h em e t a le l e m e n t ss u c ha sm e r c u 珂， c a d m i u m ，l e a d ，a r s e n i ca n dc h r o m i u m ，t a k en oe f f e c tt oo u rb o d yw h i l e a c c u i n u l a t i n ga n dp r o d u c i n gt o x i c i t yi no u rb o d y i ft h eh e a 、嗲m e t a l l e v e li s a b o v et h em a x i m u m1 i i l l i t e dq u a i l t i t y i tw i l lb eas e r i o u st h r e a tt oh u m a n h e a l t h t h i sa n i c l et ot h es o u r c eo ff o o da n i m a l s ，h a so p t i m i z e dt h eu s eo f m i c r o w a v ed e c o m p o s i t i o nm e t h o d ，a n ds e tu pm en u o r e s c e n ts p e c t r o m e t 巧 a n dg r a p h i t e 如m a c ea t o ma b s o 印t i o ns p e c t r o m e t 巧，w h i c ha r et h ef a s t ， e 伍c i e n t ，a c c u r a t em e t h o d si nt o d a y sa n a l y s i sf i e l d a r e rc o u n t l e s st r i a l sa n d a r g u m e n t s ，t h i sm e t h o do fw o r kh a sb e e nc o n c l u d e da sf o l l o w s ： 1 f o rt h et o t a lm e r c u wi na n i m a ld e r i v e df o o d ，w eu s em i c r o w a v e d e c o m p o s i t i o nt op i o c e s st h es a n l p l e s i n n o v a t i v es o l u t i o n sa i ec 枷e do u tt o d i m i n i s ht h ei n t e r f e r e n c eo fn i t r o g e no x i d e sb yo p t i m i z i n gt h er e d u c i n ga g e n t ， c a m e r a n dt h er a t i oo ft h ed i g e s t i o ns o l u t i o nc o n d i t i o n s t h ei n s t r u m e n t a l d e t e c t i v el i m i ti so 12 “g l 1 t h ec o n c e n t r a t i o no fs t a n d a r dc u r v er a n g ef 如mo t o2 o u g l 1p r e s e m sag o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i p p o r ks t a n d a mm a t e r i a l g b w 0 8 5 5 2i su s e df o rm e t h o dv a l i d a t i o na n dq u a l i t yc o n t r o l ，c o n c e n t r a t i o n s o fm e r c u 哆o nt h em a c h i n er a n g e 讯) m1 7t o1 9 “g 。l 1 r e c o v e 巧r a n g ef 而m i v 北京化工大学硕士学位论文 8 2 5 t o1 0 8 8 t h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o ni s6 5 w i t ht h i sm e t h o dw e d e t e m i n e dan u i n b e ro fp o f ka n dc h i c k e ni ns e v e r a lc i t i e sa n dn oo n eh a s e x c e e d e dm ea m o u n to ft o t a lm e r c u r yl i m i t sa c c o r d i n gt o ”l i m i t e df o o d c o n t a m i n a n t sg b 2 7 6 2 2 0 0 5 ” 2 f o ri n o r g a n i ca r s e n i ci na n i m a l d e r i v e df o o dw eu s ea c i dt oh y d r 0 1 y s i s t h es 锄p l e sa i l dd e t e m i n et h e mb yh y d r i d eg e n e r a t i o n a t o m i cf l u o r e s c e n c e s p e c t r o m e t 巧 t h er a t i o n a lc o n d i t i o n si n p r o c e s s ， s u c ha sr e a c t i o nt i m e ， a d d i t i o no fn o c t a n o la n dt h ec o n c e n t r a t i o no fp o t a s s i u mi o d i d e 。t h i o u r e a ，h a v e b e e ns e l e c t e d t h ei n s t m m e n t a lp a r 锄e t e r sw e r ea l s oa d j u s t e d b e i n gt e s t e d ， t h ep r e c i s i o ni nt h ed e t e m l i n a t i o no fi n o r g a n i ca r s e n i ci s3 2 ，w h i l et h e s t a n d a r dc u r v er a n g e s 舶mot o5 肛g l 1w i t hg o o dl i n e 撕t y p i gl i v e ra n d c h i c k e ns t a r l d a 坩m a t e r i a l sa r eu s e df o rm e t h o dv a l i d a t i o na n dq u a l i t yc o n t r 0 1 b yd e t e r 玎 1 i n a t i o nt h ea v e r a g em e a s u r e dl i v e r sc o n t a i ni n o r g a l l i ca r s e m c 4 7 1 鹇埏，r s di s2 4 ，i t sr e c o v e 巧m g e 肋m9 7 3 t o1 11 5 ；t h e a v e r a g em e a s u r e dc h i c k e nc o n t a i ni n o r g a n i ca r s e n i c1 0 7 9 “g 埏，r s d i s 5 3 ，i t sr e c o v e 眄r a n g ef b m9 0 8 t ol0 3 5 w i t ht h i s m e t h o dw e d e t e m l i n e d5 6e g g st r a c e df 硒ms e v e r a lp r o v i n c e s ，i n c l u d i n go n e 丘i e s he g g c o n t a i n i n gm o r ei n o r g a n i ca r s e n i ct h a nt h e 1 i m i t e da m o u n ta c c o r d i n gt o l i m i t e df o o dc o n t a m i n a n t sg b 2 7 6 2 2 0 0 5 3 f o rl e a d c h r o m i u ma n dc a d m i u mi na n i i n a l d e r i v e df o o dw eu s e m i c r o w a v ed i g e s t i o nt op r o c e s st h es a i n p l e sa n dd e t e n n i n et h e mb yg r a p h i t e 如m a c ea t o m i ca b s o r p t i o ns p e c t r o m e t r y d e t e m i n a t i o np a r 锄e t e r so f i n s t 九l l m e n ta n dt h ea t o m i z a t i o n1 ) r o c e s sw e r et u n e dt oa c h i e v em eb e s t c o n d i t i o n ，a n dc h o o s et h em o s ta p p r o p r i a t em a t r i xm o d i f i e rt oe r l l l a n c e a b s o 巾t i o na n dr e d u c eb a c 埏r o u n dn o i s e p i gl i v e rs t a n d a r dm a t e r i a li su s e df o r m e t h o dv a l i d a t i o na n dq u a l i t yc o n t r 0 1 b yd e t e m l i n a t i o nt h er e c o v e r yo fl e a d i np i gl i v e rs t a n d a r dm a t e r i a lr a n g e 行o m9 0 7 t o10 5 5 a n dr s di s 4 1 ：t h er e c o v e 珂o fc a d m i u mr a n g e6 o m91 o t o9 7 o a n dr s di s 3 2 ：t h er e c o v e 珂o fc h r o m i u mr a n g ef 两m81 o t o8 9 o a n dr s di s 4 w i mt h i sm e t h o dw ed e t e r i n i n e dan u i n b e ro fe g g s ，s h e 印k i d l l e y sa n d c a t t l ek i d n e y s s o m eo ft h e s es a i n p l e sc o n t a i nm o r eh e a v ym e t a lt h a nt h e l i m i t e da m o u n ta c c o r d i n gt o”1 i m i t e df o o dc o n t 锄i n a n t sg b 2 7 6 2 2 0 0 5 ” r e s p e c t i v e l y v 摘要 k e yw o r d s ：h e a 、，ym e t a l ，a t o m i cn u o r e s c e n c es p e c t r o s c o p y ，m i c r o w a v e d i g e s t i o n ，a t o m i ca b s o 印t i o ns p e c t r o m e t 巧 目录 目录 第一章绪论1 1 1 重金属污染对人类的危害。1 1 1 1 铅的危害1 1 1 1 2 砷的危害2 1 1 3 铬的危害2 1 1 4 镉的危害2 1 1 5 汞的危害3 1 2 人体中有毒重金属的来源3 1 3 国内外对重金属检测方法的研究4 1 3 1 样品前处理技术介绍4 1 3 1 1 干法消解4 1 3 1 2 湿法消解5 1 3 1 3 微波消解6 1 3 2 常见的金属检测方法6 1 3 2 1 氢化物发生原子荧光光度法( h g a f s ) 6 1 3 2 2 原子吸收分光光度法6 1 3 2 3 电感耦合等离子体发射光谱法( i c p a e s ) 7 1 3 2 4 电感耦合等离子体质谱仪( i c p m s ) 8 1 4 研究课题的提出和意义8 第二章猪肉中总汞的测定9 2 1 前言9 2 2 实验仪器和试剂9 2 2 1 仪器9 2 2 2 试剂9 2 3 实验方法1 0 2 3 。l 样品的预处理及试样的制备1 0 2 3 2 样品的消解1 0 2 3 3 消解液处理方法1 1 v l l 北京化工大学硕：卜学位论文 2 3 4 仪器条件的设定1 1 2 3 5 标准曲线的配制1 l 2 4 结果与讨论1 1 2 4 1 影响样品测定的因素1 1 2 4 1 1 硼氢化钾浓度的影响1 1 2 4 1 2 载流酸度的选择1 2 2 4 1 3 消解液配比的选择。1 3 2 4 2 氮氧化物的去除1 3 2 4 3 仪器精密度实验1 4 4 2 4 4 标准曲线和检出限的测定1 4 2 4 5 计算公式15 2 4 6 猪肉标准物质中h g 的检测。1 5 2 4 7 禽蛋及禽蛋加工产品中h g 的检测1 6 2 4 8 结论1 7 第三章动物源食品中无机砷的测定1 9 3 1 前言1 9 3 2 实验部分2 0 3 2 1 仪器2 0 3 2 2 试剂2 0 3 3 实验方法2 1 3 3 1 样品的预处理2 1 3 3 2 仪器条件的设定2 1 3 3 3 载流酸度的选择。2 1 3 3 4 硼氰化钾浓度的比较2 l 3 3 5 反应时间的控制2 2 3 3 6 正辛醇加入量的比较。2 3 3 3 7 硫脲抗坏血酸的浓度对标准物质回收率的影响2 3 3 3 8 仪器精密度实验2 3 3 3 9 标准曲线和检出限的测定2 4 3 3 10 结果计算2 5 3 4 猪肝和鸡肉标准物质的无机砷含量的测定2 5 3 5 禽蛋及禽蛋加工产品中无机砷的检测2 5 v n i 目录 3 6 结论一2 7 第四章动物内脏和禽蛋类食品中铅、铬、镉等元素的测定2 9 4 1 前言2 9 4 2 实验仪器和试剂2 9 4 2 1 仪器2 9 4 2 2 试剂2 9 4 3 实验方法3 0 4 3 1 前处理操作方法3 0 4 3 1 1 微波消解法3 0 4 3 1 2 湿法消解法3 1 4 3 2 仪器条件的设定3 1 4 3 2 1 分析线的选择3 1 4 3 2 2 狭缝宽度3 3 4 3 2 3 灯电流3 3 4 3 2 4 石墨炉原子化条件3 3 4 3 2 5 进样量的影响3 5 4 3 3 标准系列的配制3 5 4 3 4 仪器精密度和检出限的测量3 7 4 3 5 结果的计算。3 8 4 3 5 1 铅的计算公式3 8 4 3 5 2 镉的计算公式3 8 4 3 5 3 铬的计算公式3 8 4 4 结果与讨论3 9 4 4 1 前处理方法对比实验3 9 4 4 2 干扰的消除3 9 4 4 2 1 基体改进剂的配制4 0 4 4 2 2 基体改进剂的对比实验4 0 4 4 3 样品的测定结果4 2 4 5 禽蛋及禽蛋加工产品中铅、镉、铬的检测4 4 第五章结论4 9 i x 北京化工大学硕十学位论文 参考文献 致谢 作者和导师简介 x 目录 co n t e n t s c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n 1 1 1t h eh a z a r d so f h e a v ym e t a l sp o l l u t i o no nh u m a n 1 1 1 1 r h eh a z a r d so f1 e a d 1 1 1 2t h eh a z a r d so fa r s e i l i c 2 1 1 3t h eh a z a r d so fc 1 1 r o m i u m 2 1 1 4t h eh a z 莉so fc a d m i u m 2 1 1 5t h eh a z a r d so f m e c u r v 3 1 2t h es o u r c eo f t o x i ch e a v ym e t a l si nt h eh l m l a nb o d y 3 1 3d o m e s t i ca 1 1 di m e n l a t i o n a lr c s e a r c ho nt l l ed e t e c t i o no f h e a 、7m e t a l s 4 1 3 1s a m p l ep r 印a r a t i o nt e d m i q u e sd e s c r i p t i o n 4 1 3 1 1d 巧d i g e s t i o n 4 1 3 1 2w e td i g e s t i o n 5 1 3 1 3m i c r o w a v ed i g e s t i o n 。6 1 3 2c o m m o nd e t e r m i l l a t i o nm e t h o d so f h e a v ym e t a l s 6 1 3 2 1h y d r i d eg e l l e r a t i o n - a t o m i cf l u o r e s c e n c es p e c 仃0 m e t i y 6 1 3 2 2a t o m i ca b s o r p t i o ns p e c 缸d m e n 了”6 1 3 2 3h id u c t i v e l yc o u p l e dp l a s m aa t o m i ce m i s s i o ns p e c t o m e t r y 7 1 3 2 4h d u c t i v e l yc 0 u p l e dp l a s m am a s ss p e c 咖m e t ) ，8 1 4m a i nr e s e a r c hc o n t e n t s 觚ds i 鲥f i c a i l c e 8 c h a p t e r2t h ed e t e r m i n a t i o n o ft o t a lm e r c u r yi na n i m a l d e r i v e df o o d s 9 2 1p r e f i a c e 9 2 2l a _ b o r a t o r ) ，i n s 饥m l e n t sa n dr e a g e n t s 9 2 2 1h l s t n l m e n t s 9 2 2 2r e a g e n t s 9 2 3e x p 商m e n t a lm 甜l o d s 1 0 2 3 1s a n l p l ep r c 讯组t i i l e n t 1 0 2 3 2s 觚1 p l ed i g e s t i o n 1 0 2 3 3d i g e s t i o ns o l u t i o n 印p r o c h 1 1 2 3 4h l s t u m e n ts e t t i n g s 。11 北京化工大学硕卜学位论文 2 3 5p r 印a r a t i o no fs t a i l d a r dc u r v er e a g e l l t 。“ 2 4r e s u l t sa n f d i s c u s s i o 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