蔬菜中重金属含量测量Word文档下载推荐.docx
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关键词：
火焰原子吸收光谱法；
铅；
镉；
蔬菜
Analysisofheavymetalsinvegetables
ABSTRACT
ThepresentsituationofheavymetalpollutioninChinesevegetablesandtheharmsofleadandcadmiumwereintroduced.Flameatomicabsorptionspectrophotometrywasusedtodeterminecontentsofleadandcadmiuminseasonalvegetables.Theadditionstandardrecoveriesare93.9%~98.6%.Conclusionshavebeendrawnasfollows:
1.Thecontentsofleadandcadmiuminthesoil-exposingpartare0.24mg/kgand0.12mg/kgrespectively;
thecontentsintheundergroundpartare0.22mg/kgand0.17mg/kgrespectively.Theformerishigherthanthelatter.Andthecontentsofleadarelargerthanthoseofcadmium.Thelevelsofleadinternipsampleshavenotreachedthedegreeofpollution,butthelevelsofcadmiumhavebeenfarbeyondtheGBstandards.
2.Thecontentsofleadinpakchoi,spinachandChineselittlegreensare2.18mg/kg,1.56mg/kgand0.605mg/kgforcommonlevel,1.62mg/kg,0.635mg/kgand0.276mg/kgforfinelevel,respectively.Thecadmiumcontentsare0.0780mg/kg,0.118mg/kgand0.0386mg/kgforcommonlevel,0.0382mg/kg,0.0446mg/kgand0.0220mg/kgforfinelevel,respectively.ThedatashowthatthecontentsofPbandCdincommonvegetablesarehigherthanthoseinfinevegetables.AndtheamountsofleadinthreecommonvegetablesamplesarebeyondGBstandard.OnlytheamountofleadinfineChineselittlegreensisbelowGBstandard.AndonlytheordinarypakchoiandspinachhavecadmiumlevelsbeyondGBstandard,whileothersarenormal.
3.Asforpotatoesofdifferentorigins,theorderofleadcontentsis:
Shanghai（1.14mg/kg）>
Suzhou（0.682mg/kg）>
Nantong（0.621mg/kg）;
theorderofcadmiumcontentsis:
Nantong（1.00mg/kg）>
Shanghai（0.101mg/kg）>
Suzhou（0.220mg/kg）.Theleadandcadmiumcontentforpotatofromthreeoriginwereoverweight.
Keywords:
Flameatomicabsorptionspectrometry；
lead；
cadmium;
vegetables
目录
1绪论1
1.1研究背景1
1.1.1我国蔬菜的重金属污染现状1
1.1.2蔬菜中重金属的污染来源3
1.1.3蔬菜的分类3
1.1.4研究意义4
1.2重金属铅4
1.2.1铅的简介4
1.2.2铅的理化性质4
1.2.3铅对人类健康的危害5
1.3重金属镉5
1.3.1镉的简介5
1.3.2镉的理化性质6
1.3.3镉对人类健康的危害6
1.4蔬菜中铅、镉的测量方法7
2实验部分9
2.1实验原理9
2.2主要实验仪器与试剂9
2.3实验步骤10
2.3.1标准溶液的配制10
2.3.2样品溶液的配制10
2.3.3火焰原子吸收分光光度计测定Pb、Cd含量10
3结果与讨论12
3.1标准曲线的绘制12
3.2白萝卜样品中Pb、Cd的测定结果13
3.2.1不同部位中同种元素含量比较14
3.2.2不同元素的含量比较15
3.3不同等级蔬菜中Pb、Cd的测定结果15
3.4不同产地土豆中Pb、Cd的测定结果17
3.5铅、镉回收率实验19
结论22
致谢23
参考文献24
附件A外文文献译文25
附件B外文文献原文31
1绪论
1.1研究背景
1.1.1我国蔬菜的重金属污染现状
20世纪90年代以来，我国蔬菜产业迅速发展，成为世界上最大的蔬菜生产国。
目前，我国受重金属污染的耕地近2000万hm2，约占总耕地面积的1/5。
每年因土壤污染而导致的粮食减产高达1000万吨，直接经济损失100亿元以上[1]。
近年来，对蔬菜重金属污染已有很多研究，监测和防治重金属的污染已成为世界各国普遍关注的热点问题。
伴随着现代工业的迅猛发展，环境污染日渐加剧，生活质量也受到了很大影响。
工业“三废”的排放、城市产生的生活垃圾、污泥和农药、化肥的不合理使用，导致蔬菜重金属污染越来越严重，蔬菜的品质也得到了质疑。
蔬菜是人们生活中离不开的重要农产品，其品质的高低，特别是蔬菜中积累性和持续性危害的重金属含量的多少，将直接影响到人们的健康和生活质量。
20世纪80年代以来，国内外专家愈来愈重视环境中被生物吸收的污染物在生物体内累积和分布规律的研究。
目前关于植物特别是蔬菜对重金属污染物吸收以及重金属在蔬菜体内的累积和分布的研究为数不多，且研究涉及蔬菜和重金属种类较少[2]。
长期食用那些重金属含量超标蔬菜,会产生急性或慢性毒性反应,还有致畸、致癌和致突变的等潜在危害。
蔬菜在餐饮中扮演重要的角色，也是人体所需营养的重要来源，因此对蔬菜中的重金属铅、镉的研究很有必要，具有极大的现实意义。
蔬菜中含有丰富的矿质元素、维生素和膳食纤维等多种营养物质。
一直以来,人们比较关心过量使用农药所引起的蔬菜安全性和化肥所引起品质下降，以及对环境的污染问题,而重金属污染却没有引起人们太多的重视。
从目前情况分析来看，我国蔬菜重金属元素污染状况还算可观，尚未达到十分严重的程度。
但从局部地区来看，特别是城郊这块区域，污染情况还是比较严重的，所以重金属污染有待高度重视，这方面的研究也就显的相当重要。
由于城郊和城市接壤，交通相对来说比较方便，是蔬菜生产的重要区域，但是城郊又往往和工业生产区、污灌区（灌溉水源受到污染的区域）、交通干线接近，因此也同时成为重金属污染的重要区域。
北京、上海、杭州、天津、广州、沈阳、成都、南京、重庆、西安等大中城市都曾比较系统地对郊区菜园土壤及蔬菜中的重金属污染状况作过一些详细的检测和调查研究工作，基本摸清了蔬菜重金属污染现状。
从1982年开始，北京市曾先后后在市郊的朝阳区高碑店乡、丰台区南苑乡、石景北区的衙门口等处主要污染菜区布点采样进行调查研究，调查结果显示：
各区的白菜、萝卜和茄子3个种类蔬菜在As、Hg和Cr的检测中，其含量大致是处在相同水平，唯茄子含Hg浓度稍高，但还未超过有关的食品卫生标准[3]。
辽宁省农业环保监测站调查表明，各种蔬菜已受到不同程度的重金属污染，蔬菜综合超标率为36.1％，受污染面积达到惊人的3600hm2。
1984年，天津市开展了无公害蔬菜生产基地选址的环境调查和主要蔬菜中重金属含量状况的调查研究，结果表明，各采样点蔬菜重金属含量的平均值均没有超过食品卫生标准，但不同蔬菜品种、不同的采样地点的样品中重金属含量有较大的差异，其中尤其是Hg的含量差异最为明显[4]。
1994年，上海市报道了“上海地市主要蔬菜中重金属元素背景水平”，并在国内较早利用蔬菜的重金属背景含量水平，把蔬菜中重金属元素分为“未污”、“可疑”和“污染”三级，分级评价标准见。
在我国的北方地区，沈阳市近郊的l万多hm2菜田的土壤已受到污染，对这些菜田上生产的大白菜进行了详细的重金属检测，结果显示铅的超标率为100％，镉的超标率为58.3％；
黄瓜，镉的超标率为72.7％，汞的超标率为27.2％，铅为18.2％。
天津市也对市郊的大白菜、芹菜、水萝卜、小白菜4种蔬菜36个样品进行了检测，重金属的检出率为达到了100％，镉超标40％。
在华中地区，以邵阳市为例，其市郊的部分蔬菜中，Cd的污染最为严重，各区所产的黄芽白、萝卜叶、大蒜的含Cd量都超过了限定标准。
长沙市郊的小白菜叶含镉量也均超过标准的1.4倍，莴笋叶的含镉量超过标准标1.8倍。
在我国的南部地区，南宁市蔬菜中重金属污染以Cd超标最为严重。
调查表明，在l2个目标样点中有11个样点Cd都超标了，占91％；
其次是Pb，有1／2以上样点超出相关标准。
上海宝山区青菜中6种重金属除铜、锌外，都受到了不同程度的污染，以镉最为严重，超标率14.5％。
宁波市各类蔬菜中的锌、镉、铬3种元素超标率都在60％以上，其中镉最高为85％，铬次之为72.3％。
蔬菜的污染面积和产量均占总量的70％以上[5]。
综合各调查研究结果来看，如果按照中国的蔬菜食品卫生标准，中国的各主要大、中城市郊区的蔬菜都已受到一定程度的重金属污染。
尽管各城市采用的评价分析标准不一样，但重金属元素在蔬菜中的积累是相当明显的，部分已达到了比较高的残留水平，且有的甚至已远远超过了食品卫生标准。
从以上我国几个主要城市郊区蔬菜重金属含量调查结果可见，蔬菜存在较为严重的污染问题，尤其是铅和镉污染还是比较惊人的，应当引起重视。
1.1.2蔬菜中重金属的污染来源
蔬菜生产基地遭受农业生态环境中重金属污染、蔬菜生产过程中不合理使用化肥、农药，均可使蔬菜受到重金属污染。
蔬菜收获后，不合理保鲜、储藏、加工而遭受二次污染现象也有一定程度的存在。
蔬菜中重金属、硝酸盐、农药等有害物质，将影响到广大消费者的身体健康乃至威胁到消费者的生命安全。
因此，蔬菜污染如何预防是现实生活中迫切需要解决的问题。
我们需要深度地去了解这些已经存在的问题，然后商量出对策和采取措施去解决这些问题。
蔬菜生产环境中的重金属污染物主要来自哪里呢？
归纳一下：
过量、频繁的使用农药；
城市垃圾不经任何处理即当作肥料直接施用；
污泥、污水在农业中的利用，磷肥的施用以及采矿也会造成不同程度的土壤重金属污染，导致蔬菜重金属含量超标；
此外，汽车尾气的排放也会使得沿路两旁的菜地和蔬菜受到铅的污染。
重金属经各种途径一般首先进入土壤并积累，蔬菜在通过根系从土壤中吸收富集重金属，有时候也可以通过叶片从大气中吸收气态或尘态铅、汞等重金属。
1.1.3蔬菜的分类
蔬菜分类有很多标准，这边我们就按照蔬菜的器官分类的方法分类。
该种分类方法有利于产品的采后应用。
蔬菜植物的产品器官可分为根、茎、叶、花、果实五类，因此，也把蔬菜植物分为如下5类。
（1）根菜类 这类蔬菜的食用器官为肉质根或块根。
肉质根类包括萝卜、胡萝卜、大头菜（根用芥菜）、芜菁、根用甜菜等。
块根类最常见的有豆薯、萝卜等。
（2）茎菜类 这类蔬菜食用部位为茎或变态茎，可分为地下茎类和地上茎类。
地上茎有肉质嫩茎（如莴笋、菜薹、茭白、石刁柏、竹笋等）、肉质茎（如榨菜、球茎甘蓝等）和鳞茎类（如洋葱、百合、大蒜等）；
地下茎类有地下块茎（如马铃薯、菊芋等）、根状块茎（如藕、姜等）和球茎类（如荸荠、慈姑、芋等）。
（3）叶菜类 这类蔬菜最为常见，相对来说生活中需求量也比较大，以普通叶片或叶球、叶丛、变态叶作为产品器官。
普通叶菜类常见的有小白菜（不结球白菜）、叶用芥菜、菠菜、芹菜、苋菜、茼蒿等。
结球叶菜类（如结球甘蓝、大白菜、结球莴苣、包心芥菜等）。
香辛叶莱类常见的有葱、韭菜、芫荽、茴香等。
鳞茎菜类（形态上是由叶鞘部膨大形成）包括洋葱、大蒜、胡葱、百合等。
（4）花菜类 这类蔬菜种类不多，常见的有花椰菜、金针菜、朝鲜蓟等。
（5）果菜类 这类蔬菜的食用器官为果实或种子，包括瓠果类、浆果类、荚果类等。
瓠果类包括南瓜、黄瓜、西瓜、甜瓜、冬瓜、瓠瓜、丝瓜、苦瓜等瓜类蔬菜。
浆果类包括茄子、番茄、辣椒、香瓜茄、酸浆等。
荚果类常见的有菜豆、豇豆、刀豆、毛豆、豌豆、眉豆、蚕豆、扁豆等。
杂果类包括甜玉米、菱角等。
1.1.4研究意义
随着21世纪的到来，科技进步了，环境污染也成了全球性的问题，日益严重。
工业生产和石油等化石燃料的不合理燃烧使环境中的铅、镉等重金属的含量大大增加，这些重金属通过蔬菜的根、叶等组织吸收后在它们体内积累、富集。
人们食用这些被污染的蔬菜后，其中的重金属也随之被人体吸收，这些重金属就会在人体内累积，不断的富集，使人体内的重金属含量不断的提高，到达一定的程度后引发一系列的健康问题。
所以说要维系人类的健康，就要测定这些蔬菜中重金属的含量，一旦发现其重金属超标，就要将其处理掉，禁止人们食用。
无论多大成果，本人觉得为人们的健康努力是一件很有意义的事。
目前，蔬菜产品已由卖方市场转为买方市场，出现了结构性、季节性、地区性的过剩，有些地区的蔬菜生产仍按数量规模型的发展模式惯性增长，所以蔬菜供大于求的矛盾日益突出。
因此，向质量要效益是蔬菜行业的当务之急。
1.2重金属铅
1.2.1铅的简介
铅是化学元素，其化学符号是Pb，原子序数为82。
铅在地壳中含量不大，自然界中存在很少量的天然铅。
但由于含铅矿物聚集，熔点又很低，使铅在远古时代就被人们所利用了。
方铅矿（PbS）直到今天都是人们提取铅的主要来源。
远古时代人们偶然把方铅矿投进篝火中，它首先被烧成氧化物，然后受到碳的还原，形成了金属铅。
世界上，铅消费主要集中在铅酸蓄电池、化工等领域，而铅酸蓄电池则是铅消费的主要领域。
1.2.2铅的理化性质
铅为带蓝色的银白色重金属，在空气中会很快氧化，从而表面被一层暗灰色的氧化物覆盖，所以我们一般看到的铅是灰暗色的。
熔点327.502°
C，沸点1740°
C，密度11.3437g/cm3，硬度1.5，质地柔软，延展性强，没有氧化层的铅色泽光亮，抗腐蚀性能很高，因此它往往用来作为装腐蚀力强的物质（比如硫酸）的容器。
加入少量锑或其它金属可以更加提高它的抗腐蚀力（类似于合金）。
金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用，其表面会很快氧化生成保护薄膜；
在加热条件下，铅能很快与氧、硫、卤素化合；
铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用，能与热或浓盐酸、硫酸反应；
铅与稀硝酸反应，但与浓硝酸不反应；
铅能缓慢溶于强碱性溶液。
1.2.3铅对人类健康的危害
铅因为具有毒性，它可以破坏儿童的神经系统，它可以导致血液循环系统和脑的疾病。
长期接触铅和它的盐（尤其是可溶的和强氧化性的PbO2）可以导致肾病和类似绞痛的腹痛。
看看历史，许多人认为古罗马皇帝的老年痴呆是由于当时铅被用来作为水管（以及铅盐被用来作为加入酒中的甜物）造成的。
而且，铅在人体里积蓄后是不会自动排除，只能通过某些药物来清除，所以少量铅进入身体不会被感知到，富集一定程度就会对身体造成很大的危害。
摄入过多的铅及其化合物会导致心悸，易激动，并会使神经系统受损，甚至会致癌和致畸。
铅含量的超标会对儿童产生非常大的负面影响，影响发育或者发育不良。
在日常生活中，把报纸等印刷品作为食物包装、家居装饰中使用含铅油漆、汽车尾气排放等均会引起铅中毒。
铅进入人体后会阻碍血液的合成，导致人体贫血;
或经血液侵入大脑神经，造成脑组织损伤;
或通过胎盘，影响胎儿发育。
适量补充维生素C能补足因体内摄取铅而引起的VC损耗，减缓铅中毒症状，并且促进铅的排出。
此外，VE、VB1、VB2等均对改善铅吸收沉积的症状和促进生理功能恢复有一定的效果。
含有铅盐的陶瓷制品也有可能间接导致中毒，尤其是当容器内的溶液是酸性的（比如果汁），这些酸性溶液可以溶解陶瓷中的铅离子,从而饮用这些果汁就会就会把铅带入身体，对身体造成危害，尤其对女孩子和年轻妇女，铅的害处可能非常大，甚至会影响到下一代[6]。
1.3重金属镉
1.3.1镉的简介
镉，由德国革丁根大学化学兼药学教授斯特罗迈尔在1817年发现。
化学符号是Cd，原子序数是48，原子量112.41，元素名来源于拉丁文，原意是“菱锌矿”。
镉是较稀有的元素，在地壳中的含量约为十万分之二，但这似乎并没有影响到它作为常见污染重金属的地位。
镉在自然界都以化合物形式存在，最为常见的是硫镉矿。
镉是一种毒性很强的重金属，有“五毒之首”之称，是人体非必需的有毒元素。
镉元素半衰期长达20～30年，且具有富集作用，不宜生物降解。
含镉废水污染了土壤。
农产品通过生物富集作用积累了大量的镉。
这些镉经食物链转移至人体内，受害者的初期症状为腰、背、下肢疼痛，以后疼痛逐渐加剧，步行时象鸭子般臀部左右摇摆，容易发生病理性骨折。
日本人称之为“骨痛病”或“疼疼病”。
2005年北江镉污染事件、2006年湘江镉污染事件、2012年广西龙江镉污染事件及2013年镉大米事件让镉污染成为关注的热点之一。
1.3.2镉的理化性质
镉是蓝白色质地柔软的有毒过渡金属，密度8.642g/cm³
，比锡稍硬，比锌软，有韧性和延展性。
镉在干燥空气中很稳定，潮湿空气中会氧化，从而表面覆盖一层氧化膜，红热时形成褐色氧化物，燃烧时会产生红色的火焰；
镉与卤素在高温下能发生剧烈反应，形成卤化镉；
可与硫直接化合成硫化镉；
能溶于酸形成相对应的盐，但不溶于强碱。
1.3.3镉对人类健康的危害
镉进入人体后，在体内形成镉硫蛋白，通过血液传输到达全身，并有选择性地蓄积于肾、肝中。
肾脏可蓄积吸收量的1/3，是镉中毒的主要器官。
此外，在脾、胰、甲状腺、睾丸和毛发也有一定的蓄积。
镉的排泄途径主要通过粪便，也有极少量的可从尿液中排出。
在正常人的血液中，镉的含量是非常低的，一旦接触镉后就会迅速升高，但停止接触后可立即恢复正常。
镉与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合，能使许多酶系统受到抑制，从而影响到肝、肾器官中酶系统的正常功能。
镉还会损伤肾小管，使人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状，并使尿钙和尿酸的排出量大大增加。
镉可通过呼吸道和消化道进入人体，长期过量接触镉会引起慢性中毒，会对肾造成一定的损害，晚期病例则会出现肾功能不正常，并可伴有骨骼病变；
短时间内吸收大量的镉可引起急性中毒，会出现恶心、呕吐、腹痛等不良症状。
急性镉中毒，大多数是由于在生产环境中一次吸入或摄入大量镉化物引起的。
大剂量的镉是一种局部强刺激剂。
含镉气体通过呼吸道会引起呼吸道刺激症状，如出现肺炎、肺水肿、呼吸困难等。
镉从消化道进入人体，则会出现呕吐、胃肠痉挛、腹泻等症状，严重的可因肝肾综合症死亡。
从动物实验和人群的流行病学调查研究中发现，镉还能使温血动物和人的染色体发生畸变[7-8]。
预防镉中毒的营养摄入：
蛋白质应充足，减少血红蛋白含量下降和低蛋白血症，应食低脂肪，因为膳食脂肪会增加镉的吸收；
钙摄入量不低于800毫克，高钙膳食对镉中毒有保护作用；
摄入适量的锌，补锌能促进金属硫蛋白的合成，减少肝肾损害，促进恢复；
摄入足够的抗坏血酸可对镉的毒性产生拮抗作用。
1.4蔬菜中铅、镉的测量方法
1、光度法：
国家标准中第三标准法双硫腙比色法测食品中铅含量。
主要是利用pH=8.5~9.0时，硫离子与双硫腙生成红色配合物，溶于三氯甲烷，加入柠檬酸铵，氰化钾与盐酸羟铵等，排除铁、铜、锌等杂质离子的干扰，与标准系列比较定量。
国际中测镉的第三法则是用在碱性溶液中镉离子与6-溴苯并噻唑偶氮萘酚形成红色络合物，溶于三氯甲烷，氰化钾等剧毒物质，故应用具有一定的局限性[9]。
2、原子荧光光谱法：
基本原理是基态原子（一般蒸汽状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。
准确配制铅镉系列的标准溶液，在实验工作条件下，测定这两个元素的荧光强度，得到线性回归方程，再将待测样品的荧光强度代入方程即可得到样品中铅镉的浓度。
该法快速、简便、准确且灵敏度高，校正曲线的线性范围宽，能进行多元素同时测定[10]。
3、火焰原子吸收光谱法（FAAS）：
火焰原子吸收光谱法具有较高的灵敏度，相对费用较低，易实现在线分析等优点。
在重金属元素的分析中应用很广泛。
FAAS是标准检验方法中的一种，最低检出限为4μg/ml。
FAAS操作简单，分析速度快，测定高浓度元素时干扰小、信号稳定，但该方法也存在一些缺点，测定每种元素均需要相应的空心阴极灯，这对检测工作带来不便。
且样品预处理步骤复杂，时间长，易受污染，空白值高，灵敏度低，试剂用量大，分析结果易受影响等[11,12]。
4、石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）：
与FAAS相比，GFAAS样品预处理简单、灵敏度高、测量精度好，可分析固体或气体试样。
试样经灰化或酸消解后，注入原子吸收分光光度计石墨炉中，电热原子化后吸收283.3nm共振线，在一定浓度范围，其吸收值与铅含量成正比，与标准系列比较定量。
分别准确量取一定量的铅镉储备液，配置一系列标准溶液后按所选工作仪
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