固體進樣電熱蒸發(fā)原子阱捕獲光譜技術快速測定農(nóng)產(chǎn)品中鎘和汞的研究.pdf

1、當前，我國農(nóng)業(yè)環(huán)境中重金屬污染已經(jīng)到了非治理不可的程度，最直接的影響就是農(nóng)業(yè)產(chǎn)出品，特別是糧食、蔬菜、茶葉、動物內(nèi)臟、魚貝類等農(nóng)產(chǎn)品中Cd和Hg的污染問題十分突出，不僅對消費者健康造成了隱患，同時對我國食品安全管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、出口貿(mào)易、社會穩(wěn)定等各方面造成了極大的負面影響。但是，現(xiàn)階段在農(nóng)產(chǎn)品Cd和Hg污染監(jiān)測工作中起主要支撐作用的確證性檢測手段以液體進樣的光譜方法為主，不僅儀器設備難以小型化，而且需要耗時、費力的樣品消解前處理，并不適

2、用于農(nóng)產(chǎn)品的現(xiàn)場、快速、準確檢測，無法為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地準出、市場準入等環(huán)節(jié)提供有效的快速分析手段。
　　因此，本研究針對以上迫切需求，利用原子阱捕獲為核心技術，結合在線灰化、電熱蒸發(fā)(ETV)等技術，合作研制了用于測鎘和汞鎘同測的固體進樣(SS)裝置，并與原子熒光光譜儀(AFS)、電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)等串聯(lián)構建了儀器系統(tǒng)，建立了農(nóng)產(chǎn)品中Cd和Hg直接固體進樣快速檢測方法，該方法無需消解和基體改進劑及其他試劑，操作簡便

3、、靈敏、穩(wěn)定，包括樣品前處理的分析時間可以控制在10min之內(nèi)，可為農(nóng)產(chǎn)品中Cd和Hg污染的現(xiàn)場、快速檢測提供有效技術手段。本論文的主要內(nèi)容及相關研究結果如下:
　　1.合作構建固體進樣鎢阱AFS儀器系統(tǒng)。集成了在線灰化、多孔碳ETV和鎢阱技術，組裝了由進樣組件、灰化組件、ETV組件、鎢阱捕獲組件、彈性密封組件、氣路等構成的測鎘固體進樣裝置，與AFS實現(xiàn)了串聯(lián)。優(yōu)化了儀器分析條件:儀器線性范圍為0.3pg～800ng（AFS最低靈

4、敏度條件下），溶液標準曲線R2可以達到0.997以上，選擇含10％ H2(v∶v)的氬氫混合氣為載氣，儀器檢出限(LOD)為0.3pg，多次測定相對標準偏差(RSD)＜5％;開展了相關機理研究，證明了電熱蒸發(fā)以及鎢阱捕獲和釋放的Cd均為原子態(tài)。
　　2.利用固體進樣鎢阱AFS儀器系統(tǒng)，系統(tǒng)研究糧食、菠菜、茶葉、豬肝、扇貝等典型農(nóng)產(chǎn)品中Cd的SS-ETV-AFS快速檢測方法。首次將相對均勻度因子（HE）和Pauwels最小取樣量公式

5、用于菠菜、豬肝等新鮮樣品的評價。建立的方法定量限(LOQ)為1.6 pg，加標回收率在84‰113％，多次測定的RSD在10％（干粉樣品）和15％（新鮮樣品）以下，檢測結果與微波消解石墨爐原子吸收光譜(GFAAS)和ICP-MS方法無顯著性差異(p＞0.05)。同時，研究了各種樣品測Cd的最小取樣量，結果表明:過60目篩的糧食粉末樣品以及過80目篩的菠菜、茶葉、豬肝、扇貝等干粉樣品中Cd的均勻性良好（HE＜10），最小取樣量值可以達到1

6、～5 mg;新鮮樣品中Cd的均勻性較差（HE＞10），但菠菜、扇貝、豬肝樣品經(jīng)液氮冷凍粉碎后的最小取樣量可以低至20～25mg，滿足本方法樣品舟的最大承載量（30μL或30mm3）要求。
　　3.將在線灰化、多孔碳ETV和鎢阱捕獲等技術集成在固體進樣ICP-MS儀器系統(tǒng)。在測鎘固體進樣裝置基礎上，解決了最為關鍵的聯(lián)接接口、氣路設計和氣體成分選擇問題，選擇含4％ H2(v∶v)的氬氫混合氣，創(chuàng)新性地采用“載氣+輔助氣”雙氣路設計，提

7、高了ICP炬焰穩(wěn)定性和分析靈敏度。完成了SS-ICP-MS儀器的串聯(lián)和組裝，儀器線性范圍為0.1pg～800ng，溶液標準曲線R2可以達到0.996以上，儀器LOD為0.1 pg，多次測定RSD＜5％。
　　4.利用固體進樣鎢阱ICP-MS儀器系統(tǒng)，系統(tǒng)研究糧食、菠菜、豬肝等典型農(nóng)產(chǎn)品中Cd的SS-ICP-MS快速檢測方法。建立的方法LOQ為0.5 pg，加標回收率在88％～112％，多次測定的RSD在10％（干粉樣品）和15％（

8、新鮮樣品）以下，檢測結果與微波消解ICP-MS方法無顯著性差異(p＞0.05)。上述結果表明，以在線灰化、多孔碳材料ETV、鎢阱捕獲為核心技術的測鎘固體進樣裝置，同樣適用于ICP-MS的固體進樣快速檢測。
　　5.合作構建固體進樣金阱/鎢阱AFS儀器系統(tǒng)?；贖g和Cd的電熱蒸發(fā)溫度差，利用金絲捕Hg和鎢阱捕Cd的基體分離原理，設計了汞鎘同測固體進樣裝置，整個裝置由進樣組件、灰化組件、Cd蒸發(fā)與捕獲組件、催化劑組件（測Hg）、Hg

9、捕獲組件（金阱）、氣路以及檢測器等組成?；一M件可以在空氣載氣中順利完成Hg蒸發(fā)和樣品灰化，金阱在常溫空氣中捕Hg、并在600℃下(含10％ H2(v∶v)的氬氫混合氣）完全釋放，整體儀器運轉正常。
　　6.利用組裝的固體進樣金阱/鎢阱AFS儀器系統(tǒng)，系統(tǒng)研究糧食、蔬菜、茶葉、動物產(chǎn)品等典型農(nóng)產(chǎn)品中Hg和Cd同測（順序）的SS-AFS快速方法。建立的方法LOQ為4pg(Hg)和1.6pg(Cd)，Hg的加標回收率在95％～105％