火焰原子吸收光譜法測量蔬菜及土壤環(huán)境中的微量元素

劉藝　曾衛(wèi)娣　陳男　張　歡　張叢蘭

摘 要 本文使用的火焰原子吸收光譜法，對(duì)蔬菜以及其土壤環(huán)境中的4種元素進(jìn)行了檢測。利用干法對(duì)待測樣品進(jìn)行預(yù)處理，再利用空氣—乙炔對(duì)其進(jìn)行測量。本文采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)其進(jìn)行測量蔬菜以土壤環(huán)境中的鈣，鎂，鐵，錳的含量，選取的待測樣品為蠶豆，大蒜，圓白菜，小白菜及生菜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明5種蔬菜中的4種元素都符合國家現(xiàn)有的檢測標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 火焰原子吸收光譜法 蔬菜 鈣 鎂 鐵 錳 土壤

中圖分類號(hào)：S151.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著人類飲食觀念的提升，越來越重視我們的飲食安全問題。例如：“綠色食品”，“無公害”等等這一類詞語的出現(xiàn)給人類一個(gè)安心。但是現(xiàn)代化的工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致了大量的“三廢”，有一些工廠為了避免高額廢物處理費(fèi)，隨意的排放，導(dǎo)致水土流失，魚類死亡，酸雨等現(xiàn)象。為了讓我們使用時(shí)蔬菜更加有保障，所以對(duì)5種常見的蔬菜進(jìn)行了檢測，檢測其是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。因此我們采用火焰原子吸收光譜法（FAAS）對(duì)其進(jìn)行測量，得到4種微量元素的含量。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原理

火焰原子吸收光譜法是利用氣態(tài)基態(tài)原子吸收特征波長的光輻射，使原子中外層的電子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)的現(xiàn)象而建立的。由于各種原子中電子的能級(jí)不同，將有選擇性地共振吸收一定波長的輻射光，這個(gè)共振吸收波長恰好等于該原子受激發(fā)后發(fā)射光譜的波長。當(dāng)光源發(fā)射的某一特征波長的光通過原子蒸氣時(shí)，即入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需要的能量頻率時(shí)，原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發(fā)射的特征譜線，使入射光減弱。特征譜線因吸收而減弱的程度稱吸光度A，在線性范圍內(nèi)與被測元素的含量成正比。

1.2實(shí)驗(yàn)試劑與材料

硝酸分析純，1000 g·mL-1的鈣，鎂，鐵，錳的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，UP水。

1.3實(shí)驗(yàn)儀器

原子吸收光譜儀（TAS-990型號(hào)儀器），鈣，鎂，鐵，錳的空心陰極燈，馬弗爐，50mL和100mL容量瓶若干，編號(hào)坩堝若干，電熱板，烘箱等諸多常見玻璃儀器。

1.4測量條件

在25？.5℃的條件下，打開測量軟件（AAWin2.0），選擇對(duì)應(yīng)的元素?zé)?，在?duì)應(yīng)的波長下預(yù)熱20min以上。在各元素合適的條件下制作相應(yīng)的測量曲線，檢測樣品中各元素的含量（1.5.3）。

1.5實(shí)驗(yàn)步驟

1.5.1實(shí)驗(yàn)的預(yù)處理

選取已經(jīng)編號(hào)的坩堝，用20%的HCl煮沸，冷卻后，用UP水洗干凈后，放置在烘箱內(nèi)烘干。將待測蔬菜剪碎，待測土壤烘干。稱取2g左右的蔬菜和土壤置于坩堝內(nèi)，用電熱板（100℃-150℃）加熱碳化，至沒有白色煙霧時(shí)為止。然后將坩堝置于馬弗爐（550℃）內(nèi)灰化5h。將得到的礦物質(zhì)用1：3的硝酸溶解，定量轉(zhuǎn)移至50mL的容量瓶中，待檢測。

1.5.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度梯度

本文選取的標(biāo)準(zhǔn)濃度梯度為鈣，鐵使用的是1，2，3，4，5 g·mL-1濃度梯度。對(duì)于含量較少的鎂，錳使用的是0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 g·mL-1的濃度梯度

1.5.3實(shí)驗(yàn)步驟

按上述的1.5.2的標(biāo)準(zhǔn)溶液梯度配制標(biāo)準(zhǔn)容溶液應(yīng)用液，使用毛細(xì)管將溶液吸入燃燒器中，采用空氣—乙炔火焰，記錄其吸光值，依次進(jìn)樣，讀取吸光值待進(jìn)樣完畢后，將待測標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度和測得吸光值建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。將待測樣品按上述方法進(jìn)行檢測，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見2.2。

1.5.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制（見表1、表2）

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1計(jì)算公式

2.2蔬菜以及土壤中各元素的含量

見表3

3結(jié)論

利用TAS—990火焰原子吸收光譜儀測得實(shí)驗(yàn)結(jié)果為上述2.2中，根據(jù)不同的元素空心陰極燈可以測定不同元素。該方法操作簡便，靈敏度高，線性范圍好，可以檢測蔬菜土壤等物質(zhì)中金屬元素含量。根據(jù)上述的是實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比國有標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由于蔬菜和土樣樣品在不同地方采集得到，所測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所區(qū)別，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果都在現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)含量范圍內(nèi)?，F(xiàn)有的“綠色食品”標(biāo)準(zhǔn)中，部分元素的含量在結(jié)果中有超標(biāo)現(xiàn)象，可能由于在蔬菜的種植過程中加入了大量化肥和除草劑導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中部分元素含量的超標(biāo)。所以在選取的蔬菜時(shí)還是要看蔬菜包裝上的“綠色食品”的標(biāo)簽。

（通訊作者：張叢蘭）

基金項(xiàng)目：湖北大學(xué)知行學(xué)院院級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新課題。

作者簡介：第一作者：劉藝（1999—至今）湖北大學(xué)知行學(xué)院生物與化學(xué)工程系學(xué)生；張叢蘭（1975—至今）湖北大學(xué)知行學(xué)院生物與化學(xué)工程系講師。

參考文獻(xiàn)

[1] NY/T 1117—2010，水溶肥料鈣，鎂，硫，氯含量的測定（中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）[S].

[2] NY/T 1974—2010，水溶肥料銅，鐵，錳，鋅，硼，鉬含量的測定（中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）[S].