蔬菜中重金属含量测定

华南师范大学实验报告

学生姓名学号

专业）年级、班级

课程名称仪器分析实验实验项目蔬菜中重金属（Pb、Cd）含量的测定实验类型□验证□设计□综合实验时间 2011年月日

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实验题目：蔬菜中重金属（Pb、Cd）含量的测定

引言：

蔬菜中含有丰富的维生素、矿质元素和膳食纤维等多种营养成分，是人们日常生活中必不可少的食物，但随着工业化进程，工业“三废”的排放、农药、化肥的不合理使用等，严重污染了水、土、气，致使菜区生态环境日益恶化，造成蔬菜品质下降，污染物积累，并通过食物链的传递放大作用，从而对整个生态环境以及人类健康带来极大危害。因此对蔬菜中的重金属铅、镉研究具有极大的现实意义。

经查阅文献，发现目前有关铅、镉的测定方法主要有以下几种：

一、光化学法

1、光度法：如国家标准中第三标准法双硫腙比色法测食品中铅含量。它主要是利用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，防止铁、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。因此应用有一定局限性。

2、原子荧光光谱法：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

中铅镉浓度。该法快速、简便、准确且灵敏度高。

3、石墨炉原子吸收光谱法：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

作仪器条件用原子吸收分光光度计测出各溶液吸光度并制作A-C标准曲线，得出其一元线

性回归方程。再测出一定量试样溶液吸光度，代入回归方程中即可得到铅镉含量。

4、火焰原子吸收法(标准加入法)：分别移取适量样品于容量瓶中，分别加入一系列不同体积相同

浓度的铅镉标准溶液，用盐酸定容。使用空气-乙炔火焰，于原子吸收光谱仪波长

283.30nm,228.85nm处分别测量铅镉的吸光度，以标准系列浓度为横坐标，以扣除空白溶

液的吸光度值为纵坐标作图，根据所绘制的直线外延与横轴的交点求出铅镉元素浓度。

5、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）法：精密吸取铅镉标准储备溶液，用稀硝酸稀释配成含铅

镉的混合标准系列溶液。另精密吸取Re溶液适量并用水稀释，即得到内标溶液，按照实

验测试条件操作，绘制标准曲线，最后对样品溶液进行测定。该法快速、准确、灵敏度

高，但运行成本较高，可同时测定多种元素，只测定铅镉两种元素较浪费。

二、极谱分析法：

1、二次导数极谱法：在PH=4.5的HAc-NaAc介质中，铅离子与镉离子分别于-0.46V与-0.64V电位

处产生一良好的极谱波。峰电流与铅离子和镉离子的浓度分别在1*10-5—3*10-1g/L和

3*10-5—6*10-1g/L范围内呈线性关系。采用标准曲线法计算铅镉含量。本法准确、简便、

快速、选择性高。

2、催化极谱分析法：测铅：于消化好的样品中趁热加入1:2HCl，湿润残渣，加6%乙醇溶液，钒溶

液及10%碘化钾溶液适量，混匀后于原点电位-0.3V作阴极化导数扫描测定，分别记录样

品、空白试剂、铅标准的波高，采用直接比较法计算结果。测镉：于消化好的样品中趁热

加入6mol/L HCl，15%乙二胺溶液适量，放置一段时间后加入10%碘化钾溶液与2%四丁基

碘化铵溶液适量，混匀后于原点电位-0.5V作阴极化导数扫描测定，分别记录样品、空白

试剂，镉标准的波高，采用标准系列回归方程计算样品结果。用此方法测定蔬菜中铅镉含

量，具有快速、高效、准确、简便、样品用量少、仪器价格便宜、方法干扰因素少的优点。

3、示波极谱法：分别准确移取处理好的样品、标准液、试剂空白适量，各加入适量表面活性剂，

底液（0.5mol/L的碘化钾溶液，此时可获得最大的铅、镉的络合吸附波，峰电流最大）于

-533mV,-688mV测定铅离子，镉离子极谱波高，扣除空白，按此标准比较法计算样品中铅

镉含量。

目前来说，以上几类方法较多也较为常用，但每一种方法都有其优缺点。我们此次使用微分脉冲法测定蔬菜中铅、镉含量。脉冲极谱法是1960年由Barker提出的，脉冲极谱法按照施加脉冲电压及记录电流的方式不同，可分为常规脉冲极谱（NPP）和微分（汞差）脉冲极谱（DPP）两种。微分脉冲极谱法是在缓慢线性变化的直流电压上，于每一滴汞生长时的末期叠加一个等振幅ΔE为5-100mV,持续时间为4-80ms的矩形脉冲电压，在脉冲加入前20ms和脉冲终止前20ms内测量电流，而记录的是这两次测量的电流差值Δi，能很好地扣除因直线电压引起的背景电流。微分脉冲极谱的极谱波是对称的峰状，分辨力很强，两个物质的峰电位只要相差25mV就可以分开，前放电物质的允许量大，前放电物质的浓度比被测物质高5000倍，亦不干扰。

实验部分：

1、仪器

极谱分析仪（单扫描示波极谱仪，最好能坐倒数或微分）；工作电极：滴汞电极、玻碳电极；参比电极：银氯化银电极或饱和甘汞电极；铂辅助电极；电解池。

100ml烧杯、电炉、马弗炉、台秤、、10ml量筒、100ml容量瓶、1ml移液管等

2、试剂

新鲜蔬菜、盐酸、铅标准溶液（2.477 mg/L）、镉标准溶液（0.10355mg/L）、1:1盐酸、1:1硝酸、1%的稀硝酸

1.0mol/L氨性支持电解质（PH=10）、1.0mol/L盐酸支持电解质、1.0 mol/L高氯酸支持电解质 1.0mol/L(PH=4.5) 醋酸铵-醋酸支持电解质、1.0mol/L（PH=3.0）柠檬酸铵支持电解质、0.2mol/L酒石酸铵缓冲溶液(pH9.0)、HAc-NaAc缓冲液

实验内容与操作步骤：

1）样品处理

称取6g新鲜小白菜的菜叶，尽量剪碎后放入坩埚中，盖上盖子于电炉中炭化。炭化完全后置于马弗炉中600℃下灰化2小时。灰化后冷却，加入适量1:1盐酸溶解。

溶解完全后过滤，滤液转入100mL容量瓶，用1%硝酸洗涤烧杯和沉淀3次，洗液也一并流入容量瓶。最后用1%硝酸溶液定容，摇匀待用。

2）参数的设置

在伏安极谱软件操作界面选择“Determination mode”，通过“Edit parameters”选项输入加入标准后测量池的体积、样品体积、自动除气时间等数值。也可通过切换，采用“Exploratory mode”的伏安法参数。

可通过“Substances”选项保存自动峰型编辑参数。当设置测定参数时，必须准确切换输出格式，依据峰电流高度进行测定。

3)标准加入法测定蔬菜中Pb、Cd的含量

量取10ml试样溶液，加入5ml去离子水和1ml缓冲溶液，记录样品的测定曲线后，依序2次加入100ｕL铅和镉标准溶液，分别测定峰电流，利用标准加入法自动计算蔬菜中铅和镉的含量。

数据记录及结果分析

a)菜叶的由电压-电流曲线可看到，铅和镉的峰在加标后峰高比原来的高度几乎高出