一種用于谷類作物中重金屬鎘快速檢測的前處理試劑及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于重金屬檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種用于農(nóng)作物中重金屬鎘快速檢測的 前處理試劑及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，超常的工業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。人們?nèi)粘Ｉ?活中充斥著大量含重金屬的廢棄物（如電池、電器設(shè)備等），這些廢棄物沒有得到有效的管 理和處置，進(jìn)一步加劇了重金屬的污染和危害。當(dāng)重金屬通過土壤-植物系統(tǒng)迀移轉(zhuǎn)化，并 經(jīng)過食物鏈的積累和放大作用，會對生物產(chǎn)生更大的毒害。谷類作物作為三大糧食作物之 一，很容易富集重金屬鎘，在流入市場之前必須進(jìn)行快速有效的檢測，否則后果不堪設(shè)想。
[0003] 重金屬鎘的常規(guī)檢測方法主要有石墨爐原子化法、火焰原子化法、比色法、原子熒 光法。這些方法的前處理時間長，無法提高設(shè)備的利用效率。因此，如何在保證盡量提取出 農(nóng)作物中的重金屬鎘并縮短前處理時間是目前重點(diǎn)研究的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多問題，本發(fā)明公開了一種快速檢測谷類作物中重 金屬鎘的前處理試劑及方法，從而在較短的提取時間內(nèi)，最大程度地提高谷類作物待檢樣 品中鎘的提取率，進(jìn)而提高谷類作物重金屬快速檢測時的準(zhǔn)確度。
[0005] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種用于谷類作物中重金屬鎘快速檢測的前處理試劑，所述前處理試劑是由離子液 體、雙氧水及檸檬酸溶液混合組成，所述離子液體結(jié)構(gòu)式如下所示：
上式中R為C2H5或C4H9，Min3iuu現(xiàn)rr6，R|」/7丨迎兩丁fll體為N-乙基吡啶醋酸鹽、N- 丁基吡啶醋酸鹽、N-乙基吡啶六氟磷酸鹽、N- 丁基吡啶六氟磷酸鹽。
[0006] 作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述前處理試劑中離子液體：30%的雙氧水：檸檬酸溶液 的體積比為3~6:1~3:2~6,所述檸檬酸溶液的濃度為200g/L。
[0007] 與傳統(tǒng)的前處理試劑相比，本發(fā)明中采用雙氧水、檸檬酸和離子液體相互結(jié)合的 方式，避免使用傳統(tǒng)的無機(jī)強(qiáng)酸，具有綠色環(huán)保的特色，前處理試劑中添加的雙氧水與該特 定離子液體和檸檬酸共同作用，提高谷類作物中淀粉的消耗，減少谷類作物中淀粉對檢測 重金屬鎘的影響，同時本前處理試劑顯著地增加了對谷類作物中重金屬鎘的提取回收率， 從而利用非常短的提取時間就可以獲得較高的提取回收量，為谷類作物中重金屬鎘的現(xiàn)場 快速檢測提供了基礎(chǔ)。
[0008] 本發(fā)明還公開了一種與前處理試劑配套的谷類作物重金屬鎘的快速檢測的方法， 包括以下步驟： 1) 秤取適量谷類作物進(jìn)行粉碎后，置于容器中； 2) 向容器中加入上述的前處理試劑后微波處理3min~10min; 3) 再加入堿液調(diào)節(jié)pH值至6~8。
[0009] 本發(fā)明為谷類作物中重金屬鎘的快速檢測提供了有效的前處理方法，保證了谷類 作物中重金屬鎘的快速檢測的可實(shí)施性和快速檢測的準(zhǔn)確性，加快谷類作物中淀粉的消 耗，可顯著提高谷類作物中重金屬的提取回收率，為谷類作物中鎘的快速檢測和現(xiàn)場檢測 提供了可能，有效阻礙了鎘含量超標(biāo)的谷類作物進(jìn)入市場流通，為人們食用健康谷類作物 提供保障。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0011] 所用儀器：原子吸收分光光度計（型號AA-7000附石墨爐及鉛空心陰極燈)、馬弗 爐、恒溫干燥箱、瓷坩堝、壓力消解罐、可調(diào)式電爐、微波消解儀。
[0012] 所用試劑：硝酸、硫酸、過氧化氫（30%)、高氯酸 硝酸（1+1):取50mL硝酸慢慢加入50mL水中； 硝酸（0. 5mol/L):取3. 2mL加入50mL水中，稀釋至100mL; 鹽酸（1+1):取50mL鹽酸慢慢加入50mL水中； 氫氧化鈉溶液（15mol/L):稱取60g氫氧化鈉，加水稀釋至100mL; 檸檬酸溶液（200g/L):稱取20g檸檬酸，加水溶解稀釋至100mL; 磷酸銨溶液（20g/L):稱取2. 0g磷酸銨，以水溶解稀釋至100mL; 混合酸：硝酸+高氯酸（4+1 )。取4份硝酸與1份高氯酸混合； 鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液：準(zhǔn)備稱取1. 〇〇〇克金屬鎘（99. 99%)分次加20mL鹽酸（1+1)溶解，加2 滴硝酸移入l〇〇〇mL容量瓶，加水至刻度?；靹?，此溶液每毫升含1.Omg鎘； 鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液：每次吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液10. 〇mL于100mL容量瓶中，加硝酸（0. 5mol/l) 至刻度。如此經(jīng)多次稀釋成每毫升含100. 〇ng鎘的標(biāo)準(zhǔn)使用液。
[0013] 儀器測定條件：波長228. 8nm，狹縫0. 7nm，燈電流10mA，干燥溫度120°C，20s;灰 化溫度350°C，15~20s;原子化溫度2000°C，4~5s;背景矯正為氘燈。
[0014] 以下實(shí)施例中分別以大米、小麥、玉米為谷類作物代表進(jìn)行測試。
[0015] 實(shí)施例1不同前處理試劑對鎘提取回收率的對比 本實(shí)驗(yàn)樣品為富鎘大米，將大米用硝酸鎘溶液浸泡15天后得到，將樣品曬干后進(jìn)行粉 碎處理，放入冰箱中保存。
[0016] 1. 1國標(biāo)前處理方法測定谷類作物中鎘含量 稱取1.OOOg樣品于聚四氟乙稀內(nèi)罐，加硝酸2~4mL浸泡12h，再加入2mL過氧化氫后 蓋好內(nèi)蓋，放入恒溫干燥箱，于130°C保持4h，冷卻到室溫后將消化液移入25mL容量瓶中進(jìn) 行定容；同時做全程空白對照試驗(yàn)。
[0017] 1. 2本發(fā)明公開前處理試劑及方法測定谷類作物中鎘含量 稱取l.OOOg樣品置于聚四氟乙烯罐內(nèi)，向其中加入本發(fā)明處理試劑(如下表)，加入試 劑后微波處理lOmin，處理完畢后向其中添加一定量15mol/LNaOH溶液中和至近中性，將 其轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中并加水稀釋定容。
[0018] 通過以上數(shù)據(jù)可以得出，本發(fā)明處理液處理效果與國標(biāo)接近復(fù)合痕量分析準(zhǔn)確度 要求。
[0019] 實(shí)施例2 將小麥用硝酸鎘溶液浸泡15天后得到富鎘谷類作物，將其曬干后進(jìn)行粉碎處理，準(zhǔn)確 秤取谷類作物樣品l.〇〇〇g置于25mL聚四氟乙烯消解罐中，加入lmL30%雙氧水，3mLN-乙 基吡啶六氟磷酸鹽、6mL200g/L檸檬酸。加入上述處理試劑后微波處理3min，然后向其中 加入一定量的NaOH溶液中和到近中性，冷卻后轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，加入去離子水定容至 25mL。同時按照國標(biāo)方法（GB/T5009. 15-2003)處理樣品：取l.OOOg粉碎后的樣品置于聚 四氟乙稀內(nèi)罐，加3mL硝酸浸泡過夜，再加入2mL30%過氧化氫。蓋好內(nèi)蓋，放入130°C的 烘箱中保持4h，冷卻到室溫后將其轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，加去離子水將其定容至刻度。同 時兩個樣品做空白對照。本快速方法得到含鎘量21. 105mg/Kg，國家標(biāo)準(zhǔn)方法測得含鎘量 為21. 352mg/Kg，本方法的提取回收率為98. 84%，由此可見本方法符合痕量分析準(zhǔn)確度要 求。其它條件不變，將N-乙基吡啶六氟磷酸鹽，分別更換為N-丁基吡啶六氟磷酸鹽、N-乙 基吡啶醋酸鹽、N- 丁基吡啶醋酸鹽其所測定的鎘含量分別為21. 085mg/Kg、21. 206mg/Kg 21. 115mg/Kg，提取回收率分別為98. 75%、99. 32%、98. 89%，都符合痕量分析準(zhǔn)確度要求。
[0020] 實(shí)施例3 將玉米用硝酸鎘溶液浸泡15天后得到富鎘谷類作物，將其曬干后進(jìn)行粉碎處理，準(zhǔn)確 秤取谷類作物樣品l.OOOg置于25mL聚四氟乙烯消解罐中，加入3mL30%雙氧水，6mLN-乙 基吡啶醋酸鹽、2mL200g/L的檸檬酸。加入上述處理試劑后微波處理7min，然后向其中加 入一定量的NaOH溶液中和到近中性，冷卻后轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，加入去離子水定容至 25mL。同時按照國標(biāo)方法（GB/T5009. 15-2003)處理樣品：取l.OOOg粉碎后的谷類作物樣 品置于聚四氟乙稀內(nèi)罐，加3mL硝酸浸泡過夜，再加入2mL過氧化氫。蓋好內(nèi)蓋，放入130°C 的烘箱中保持4h，冷卻到室溫后將其轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，加去離子水將其定容至刻度。 同時兩個樣品做空白對照。本快速方法得到含鎘量21. 228mg/Kg，國家標(biāo)準(zhǔn)方法測得含鎘量 為21. 352mg/Kg，本方法的提取回收率為99. 42%，由此可見本方法符合痕量分析準(zhǔn)確度要 求。其它條件不變，將N-乙基吡啶醋酸鹽，分別更換為N-乙基吡啶六氟磷酸鹽、N- 丁基吡 啶六氟磷酸鹽、N- 丁基吡啶醋酸鹽其所測定的鎘含量分別為21. 212mg/Kg、21. 108mg/Kg 和21. 182mg/Kg，提取回收率分別為98. 86%、99. 34%和99. 20%，都符合痕量分析準(zhǔn)確度要 求。
[0021] 本發(fā)明的目的是提供一種用于谷類作物中重金屬鎘快速檢測的前處理試劑及方 法，縮短重金屬鎘的提取時間，從而為提高其檢測效率提供保障。
[0022] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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【主權(quán)項】
1. 一種用于谷類作物中重金屬儒快速檢測的前處理試劑，其特征在于：所述前處理試 劑是由離子液體、雙氧水及巧樣酸溶液混合組成，所述離子液體結(jié)構(gòu)式如下所示：上式中R為C2H5或C化，M為C&COO或PF6。2. 如權(quán)利要求1所述的前處理試劑，其特征在于：所述前處理試劑中離子液體：30%的 雙氧水：巧樣酸溶液的體積比為3~6:1~3: 2~6,所述巧樣酸溶液的濃度為200g/L。3. -種用于谷類作物中重金屬儒快速檢測的方法，其特征在于： 1) 砰取適量谷類作物進(jìn)行粉碎后，置于容器中； 2) 向容器中加入如權(quán)利要求1~2中任一所述的前處理試劑后微波處理3min~lOmin; 3) 再加入堿液調(diào)節(jié)抑值至6~8。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于谷類作物中重金屬鎘快速檢測的前處理試劑，屬于重金屬檢測領(lǐng)域，所述前處理試劑是由離子液體、雙氧水及檸檬酸溶液混合組成的，并介紹了用所述前處理試劑快速檢測的方法。保證了谷類作物中重金屬鎘的快速檢測的可實(shí)施性和快速檢測的準(zhǔn)確性，可顯著提高谷類作物中重金屬的提取回收率，為谷類作物中鎘的快速檢測和現(xiàn)場檢測提供了可能，有效阻礙了鎘含量超標(biāo)的谷類作物進(jìn)入市場流通，為人們食用健康谷類作物提供保障。
【IPC分類】G01N1/44
【公開號】CN105004597
【申請?zhí)枴緾N201510435854
【發(fā)明人】孫志華
【申請人】山西省分析科學(xué)研究院
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月23日