蔬菜中Ca含量的LIBS快速检测研究

蔬菜中矿质元素含量是评价其质量安全的一项重要指标。为了实现对蔬菜中矿质元素的快速检测,采用激光诱导击穿光谱(LIBS)装置对国家标准成分蔬菜样品中的Ca元素进行分析,获取样品的LIBS图谱,并分别建立样品Ca元素真实浓度与其LIBS特征谱线Ca II 315.887和Ca II 317.933强度之间的关联模型。结果表明,LIBS能清晰探测出样品中高浓度的元素;但对于低浓度的重金属元素,检测灵敏度达不到要求。可以看出,Ca元素定量分析模型线性相关性较好;对于高浓度的叶菜类蔬菜,Ca元素含量的预测准确度较高;但对于低浓度的根茎类和果实类蔬菜,模型预测准确度较差。该试验说明,LIBS用于检测具有复杂基体的蔬菜样品时,对元素的检测效果较好,是否单纯检测某类别(比如叶菜类)的蔬菜样品受基体效应的影响更小,从而提高检测精度,有待于进一步研究。     

激光诱导击穿光谱快速检测奶粉中重金属Cr的定量分析研究

[目的]探索激光诱导击穿光谱(LIBS)在食品安全检测中应用的可行性.[方法]以实验室配置的含Cr婴幼儿奶粉为研究对象,为提高LIBS检测奶粉中重金属Cr元素的精准性,采用集成ICCD光谱仪的3个不同分辨率光栅分别对样品LIBS光谱信号进行采集,并对LIBS检测稳定性、灵敏度、定量分析准确度进行了综合比较分析.[结果]试验表明,3个光栅检测样品LIBS强度的平均相对标准偏差(RSD)均在10％以下,整体上系统稳定性比较好.对3个光栅LIBS信号采集结果进行定量分析,拟合曲线的线性相关系数R2分别为0.248 87、0.903 12、0.992 81,真实值与预测值的平均相对误差分别为38.23％、8.84％、7.43％,说明高分辨率光栅的拟合曲线线性相关系数和检测精确度明显更优.[结论]研究表明,高分辨率光谱仪能显著提高LIBS检测奶粉中Cr元素的精确性,说明随着LIBS核心器件性能的提高,LIBS技术应用于食品重金属的快速检测具有一定的可行性.     

激光诱导击穿光谱分析新鲜桔叶重金属元素铬

为使激光诱导击穿光谱技术(LIBS)能实际应用于环境污染相关的领域,选择新鲜桔叶片样品作初步实验研究。该实验用纳秒级Nd:YAG激光器(波长:1 064 nm)为光源,在实验室自然大气环境下诱导新鲜桔叶片产生等离子体,研究了延时时间和激光能量对新鲜桔叶片中铬元素激光诱导击穿光谱特性的影响,综合评价其信背比和信号强度得到了相应的最佳检测条件:最佳延时1.6μs,最佳激光能量120 mJ。建立了Cr元素的定标曲线,并且定量分析了在最佳实验条件下样品中铬元素浓度。结果表明Cr元素浓度在50～800μg/mL范围内,Cr元素含量和光谱相对强度之间有较好的线性关系。实验也表明LIBS技术是一种快速检测新鲜植物叶片中重金属元素含量的有效工具。     

高精度便携式X射线荧光光谱仪在污染农田土壤重金属速测中的应用研究

针对便携式X射线荧光光谱(PXRF)法中的高精度便携式X射线荧光光谱(HDXRF)法进行检出限(Cd元素)、稳定性和土壤标准物质准确性的测试,同时对农田土壤中主要重金属元素Cu、Zn、Pb、Cd和类金属As进行快速测定,并将测定结果分别与原子吸收光谱(AAS)法、原子荧光光谱(AFS)法及电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法的测定结果建立线性回归方程,以期分析土壤粒径、水分、有机质及土壤类型对测定结果的影响。结果表明:HDXRF法测定土壤中重金属的稳定性高、准确度高、检测限低,对Cd元素的检测下限为0.27 mg·kg-1。颗粒粒径对土壤重金属浓度测定结果有一定影响,样品过100目筛时的测定结果较理想;土壤含水量对HDXRF法的测定结果影响较大,应保证测试土壤样品干燥;有机质对HDXRF法的测定结果存在影响,但可通过调整方程的常数进行校准。HDXRF法测定值更接近实验室ICP-AES法的测定结果,Cu、Zn、Pb和Cd的决定系数分别为0.997 5、0.996 7、0.961 4和0.995 4;HDXRF法与实验室AFS法测定As的决定系数最高可达0.979 8。相比于实验室测定方法,HDXRF法只需简单的前处理,如风干、研磨等,且HDXRF法测定范围宽,适用于土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd和类金属As的快速测定,是一种简单、快速、准确、可靠的分析方法。     

仁怀市农业基地土壤重金属污染及风险评价

选取贵州省仁怀市农业基地土壤为研究对象,采集土壤样品146个,对土壤p H和As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb 6种重金属元素含量进行测定和分析。采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法,结合相关性分析、主成分(PCA)分析和聚类分析对仁怀市农业基地土壤重金属污染及其潜在生态风险进行综合评价。结果表明,仁怀市农业基地土壤重金属元素As、Hg、Cu、Cr、Cd、Pb平均含量未超过国家食用农产品产地环境质量评价标准。但Cd、Pb平均含量超过了遵义市土壤背景值,分别是背景值的1.05、2.14倍。地累积指数法评价表明,仁怀市农业基地土壤各样点除Pb元素Igeo值达到1级外,其他重金属元素均未受到污染,土壤环境整体处于无污染状况。Hakanson潜在生态风险评价表明,仁怀市农业基地土壤整体处于轻度潜在生态风险,Cd和Hg是该区域农业基地土壤潜在生态风险的主导因子。主成分(PCA)分析、聚类分析和相关性分析表明,对重金属Pb、Cr、Cu、As污染贡献较大的乡镇为JC、LJ镇,对Hg污染贡献较大的乡镇为LB、TC镇;对Cd污染贡献较大的乡镇为SH、ST镇,重金属Pb和Cr、Cu,As和Hg、Cu之间存在复合污染,当引起相关部门重视。     

非预增菌可视化快速检测食品中肠毒素大肠杆菌K88的研究

本研究运用肠毒素大肠杆菌K88(E.coli K88)特异的适配体结合纳米金和银增强技术,建立了E.coli K88一种可视化快速检测技术,实现约2 h检测E.coli K88达10 CFU/反应的灵敏度。通过人工模拟E.coli K88污染25 g蔬菜、牛奶或猪肉等食品原料,采用该可视化快速检测技术进行非预增菌直接检测,结果显示检测灵敏度达100 CFU/m L(或g),检测需时约2 h,在1.0×102~1.0×105CFU/m L(或g)的E.coli K88污染浓度范围内,样品A630nm吸光值与目标菌污染浓度对数值呈线性关系,相关系数R20.97以上。研究结果表明,E.coli K88可视化检测方法可用于食品样品E.coli K88污染非预增菌的快速、灵敏检测分析。     

基于SD-SVD-Burg的玉米叶片铜铅污染甄别与程度诊断

为研究一种快速甄别作物受重金属污染的元素类别和所受污染程度的方法,于2017年设置不同梯度铜(Cu)、铅(Pb)胁迫下的玉米盆栽实验,对玉米的紫谷、绿峰和红边3个光谱特征区间的高光谱数据进行光谱一阶微分和奇异值分解处理,并结合Burg算法绘制功率谱密度曲线,同时利用2014年采集的光谱数据作为验证组检验该模型的稳定性。结果表明:健康玉米叶片与不同浓度Cu、Pb胁迫下玉米叶片光谱信号的功率谱密度曲线的波峰数及波峰坡度均不相同。功率谱曲线平均功率和玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数最高可达0.9958,证明该方法在对玉米进行污染元素种类辨别和污染程度诊断方面具有可行性,不同年份Cu与Pb胁迫下绿峰功率谱曲线平均功率与玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数分别为0.9213和0.9915,进一步验证该算法在玉米Cu、Pb污染诊断方面具有稳定性与普适性。     

牛奶中活沙门氏菌BCAC-EMA-Rti-LAMP快速检测方法的研究

研究以沙门氏菌的invA基因序列设计特异性引物,结合蒙脱石封闭的活性炭(BCAC)吸附、叠氮溴化乙锭(EMA)前处理牛奶样品,建立了一种基于实时荧光环介导等温扩增法(Rti-LAMP)非预增菌快速检测牛奶中低浓度活沙门氏菌的方法。以每份25 mL牛奶样品,人工模拟不同浓度沙门氏菌污染,用4.0 g蒙脱石封闭的活性炭吸附处理样品,然后对回收精制的细菌样品用4.0μg/mL EMA终浓度作用处理,提取细菌样品DNA用于RtiLAMP扩增检测,该方法检测灵敏度为1×10~1CFU/mL活沙门氏菌,整个检测过程约5 h。以沙门氏菌国标检测法为参照,采用BCAC-EMA-Rti-LAMP检测生鲜牛奶样品27份,结果显示:2种方法均检测到同一份沙门氏菌阳性牛奶样品,而BCAC-EMA-Rti-LAMP另检测到3份牛奶样品沙门氏菌阳性。研究表明,建立的BCAC-EMARti-LAMP检测方法较国标检测法更灵敏、快速,可用于牛奶沙门氏菌污染的快速检测。     

广西大厂矿区某屯玉米重金属污染评价

[目的]对广西大厂矿区某屯玉米重金属污染进行评价。[方法]从广西大厂矿区某屯采集玉米样品及相应的土壤样品各10个,分析了其中的As、Pb、Cd、Zn、Cu等元素的含量,并对玉米安全性进行评价。[结果]该屯10个玉米样品均受到了不同程度的重金属污染,5个样品为重污染,1个样品为中污染,4个样品为轻污染,主要超标元素是Pb和Zn。玉米对土壤中各元素的富集能力是不同的,富集系数排序为:Zn>Cu>Pb>Cd>As,说明玉米对砷和镉的富集能力较小。尽管该地区土壤中As、Cd污染很严重,但玉米中超标的主要是Zn和Pb,As和Cd反而不超标。[结论]该研究为今后广西大厂矿区农产品的安全性管理提供了科学参考。     

土壤重金属快速检测技术研究进展

近年来,随着我国工农业的高速发展,尤其是无节制的矿藏开采、"三废"排放、汽车尾气以及农业化学投入品的滥用,重金属污染已成为我国当前最严重的环境污染问题之一,因此土壤重金属监测工作显得尤为重要。但是,目前的土壤重金属检测标准方法仍以实验室确证性分析为主,无法用于土壤重金属的现场、快速分析,从而难以从源头上及时、有效地对土壤重金属污染进行监测和预防,开发重金属快速检测设备和技术势在必行。从土壤样品的基质特点来看,固体进样分析是最可行的技术方案,主要包括电热蒸发(ETV)原子光谱、X射线荧光光谱(XRF)、激光烧蚀(LA)、激光诱导击穿光谱(LIBS)、X射线吸收光谱(XAS)、中子活化(INAA)等。上述固体进样分析技术均无需样品消解处理,高效、快捷,但是部分技术的检出能力和稳定性尚难以满足土壤质量标准的全部要求,如XRF、LA、LIBS,还有部分技术难以实现现场化,如LA、XAS、INAA等。因此,基于电热蒸发(ETV)固体进样的原子光谱分析技术在分析灵敏度、稳定性和小型化方面具有特殊的优势。ETV是利用电加热将样品中的待测元素以气溶胶的形式导入原子化器或激发源的技术,可实现土壤中常见重金属元素的快速、高效导入,技术简单、通用性强,适用于原子吸收、原子荧光、原子发射、无机质谱等多种检测系统。ETV常采用碳、金属、石英等材料,如石墨管、多孔碳管、钨丝、铼丝、石英管,其中利用高熔点金属的电磁感应电热蒸发技术具有无冷点、升/降温速度快、易于小型化的优势。但是,土壤样品基质复杂,基体干扰一直是困扰ETV技术应用的核心瓶颈问题。新型的气相富集(GPE)、介质阻挡放电(DBD)、基体改进及背景校正等技术,有望实现土壤基体干扰的有效消除。特别是GPE技术,在特异性捕获消除基体干扰的同时,还可以通过预富集提高仪器的分析灵敏度。通过上述技术的集成与创新,可以有效解决固体进样的分析灵敏度和基体干扰问题,这将为土壤重金属速测技术的研发提供新的思路,从而为土壤环境监测与治理工作提供有效的技术支撑。     

川产道地药材川芎中重金属的来源途径研究

[目的]检测及分析都江堰市徐渡乡川芎（Rhizoma Ligustici Chuanxiong）药材及栽培土壤中重金属的含量,分析川芎药材中重金属的来源途径。[方法]用火焰原子吸收分光光度法对抽样药材及其栽培土壤中Cu、Pb、Cd的含量进行检测。[结果]采样区域内土壤中Cu、Pb含量均符合国家二级土壤环境质量标准,Cd含量超过全国土壤背景平均值;川芎药材中Cu的含量符合国家GAP药用植物标准,Pb含量略微超标,药材中Cu、Pb含量均低于土壤。药材中Cd的含量超过土壤,并严重超过国家标准要求。[结论]川芎高Cd含量与土壤中Cd含量较高有关,其对土壤中Cd有较强的富集作用。     

改良剂对土壤中重金属铅的化学形态的影响

以被重金属污染的农田土壤为样品,分别加入NaOH溶液、CaO固体、Na2S溶液、Na2CO3固体、C9H7NO溶液作为改良剂,采用逐步提取法对土壤中重金属Pb的相态进行浸提和萃取,采用原子吸收光谱法测定提取液中每种形态铅的浓度;最后分析了土壤中Pb在不同的实验环境下的含量。结果表明,在加有改良剂的土壤中,各种存在形态的重金属铅的含量均有所变化,与没加改良剂的土壤相比,Pb的可交换态含量明显降低,特别是在pH-7,加入8-羟基喹啉后降低了92．63％。     

污灌区重金属污染及其在水稻体内的积累的研究

通过对沈抚灌区李石开发区水稻田土壤-水稻系统重金属含量测定以达到监测灌区污染状况的目的;分别对污水灌溉区(A区)和井水灌溉区(B区)按梅花布点法分别布设5个测点, 采用原子吸收分光光度法对其土壤和水稻中的Hg、Cd、Pb、Cu等重金属的含量进行了分析测定,并与国家土壤质量标准进行比较;结果表明,井水灌区和污灌区土壤Hg、Cd含量较高,Pb、Cu含量稍高,水稻系统内也有一定的重金属累积,分布规律大致为:土>根>叶>茎>籽粒.     

浙江自然海域养殖贝类3种重金属含量分析与评价

运用原子吸收法对2009年6-10月所采集的浙江自然海域68个样品中重金属Pb、Cu、Cd含量进行了分析,研究了贝类体内重金属的含量和累积,对不同海区的贝类生物体中重金属含量进行了比较,对贝类的质量安全进行了评价。结果表明：泥蚶、缢蛏、紫贻贝和牡蛎体内重金属含量大小顺序均为Cu〉Cd〉Pb,而青蛤的含量大小顺序为Cu〉Pb〉Cd。5种贝类体内重金属含量Cu最高。不同贝类品种间重金属累积存在明显差异,泥蚶含Cd量最高,牡蛎含铜量最高。缢蛏、紫贻贝和青蛤体内重金属含量处于正常范围和轻污染水平,但部分泥蚶体内Cd为重污染水平,部分牡蛎体内Cu为严重污染水平,其食用安全性存在一定风险,应该引起政府部门高度重视。     

典型饮用水源地周边土壤环境质量及其潜在生态风险评价

受农业生产和工业活动等影响,集中式饮用水水源地周边土壤环境质量备受关注。本文以湖南省某典型集中式饮用水源为例,采用网格法和现场踏查分别在水源地一、二级保护区布设13个采样点（S1~S13）及4个底泥样点,开展了土壤及底泥样品的重金属含量监测与潜在生态风险评价。结果表明,饮用水源地周边土壤环境质量良好,土壤中重金属汞、砷、铬、铜和镍的均值都低于农用地污染风险筛选值（GB 15618—2018）,而重金属镉、铅和锌均值分别为0.86 mg/kg、509.53 mg/kg和215.78 mg/kg,均超过了项目风险筛选值,其中S7和S8样点底泥的铅含量超过了项目风险管制值。单因子污染指数结果显示,土壤中镉和铅分别为中度和重度污染。内梅罗综合污染指数结果表明,11.7%的点位样品重金属为中污染,58.8%的点位样点为重污染。综合潜在生态风险指数（RI）范围为153.75~508.44,处于中等和强生态风险水平的样品比例分别为76.5%和23.5%。研究表明,该水源地周边土壤中镉和铅等重金属含量超标,综合潜在生态风险等级为中等水平,应重视该水源地周边土壤环境生态保护,避免局域土壤重金属的潜在生态风险。     

典型工业区域中铬·铅·砷·镉的污染特征及影响评价研究

[目的]以我国某典型工业区为研究对象,研究其污染特征和产生原因.[方法]通过电感耦合等离子质谱仪（ICP/MS）检测方法调查工业区内水体和土壤中铬（Cr）、铅（Pb）、砷（As）和镉（Cd）的浓度水平,并采用单项污染指数和综合污染指数法进一步对污染状况进行影响评价.[结果]水体中Cr质量浓度水平相对较高（最高质量浓度为303 μg/L）;土壤样品中Pb、As和Cd污染极其严重（最高质量浓度分别为2 719.7 mg/kg、91.8 mg/kg和19.6 mg/kg）.根据我国地表水Ⅲ类标准和土壤二级标准值计算,水体中Cr最高浓度超过评价标准5.06倍;土壤中Pb、As和Cd最高浓度分别超过评价标准8.07倍、2.67倍和64.27倍.水体（/土壤）中Cr、Pb、As和Cd单项污染指数平均值分别为：4.53（/0.08）、0.05（/0.83）、0.43（/1.14）和0.08（/7.08）;从综合污染指数来看,90.9％（10/11个）的水样和70.4％（19/27个）的土壤样品的综合污染指数大于1,表明研究区域水体和土壤中4种物质复合污染相对严重.相关性分析显示,土壤中Pb和Cd具有显著相关性（R2 =0.81）,表明两者可能为复合污染,有相同或者相近的污染源.[结论]来源解析表明,工矿业生产中用到的原材料及排放的废弃物是污染主要来源.     

土壤中砷·汞·铅·镉·铬测定方法的研究

[目的]研究土壤中重金属元素砷、汞、铅、镉、铬的测定方法。[方法]微波消解样品,利用原子荧光分光光度法、原子吸收分光光度法对相关重金属元素进行测定,并与ICP-MS测定结果进行对比。[结果]采用3 ml HNO3＋1 ml HF的混合酸体系消解样品,样品消解完全,利用原子荧光分光光度法、原子吸收分光光度法测定,所得值与ICP-MS测定值相差不大,测定值均在标样的不确定度范围内,相对标准偏差均小于5%;土壤样品添加回收试验所得回收率均高于90%。[结论]利用微波消解结合原子荧光、原子吸收法测定土壤中重金属元素砷、汞、铅、镉、铬,方法简便、快速、准确,适用于土壤样品的测定。     

铅胁迫对茶条槭与五角槭的叶片叶绿素含量和膜脂过氧化及保护酶活性的影响

采用盆栽方法,研究茶条槭(Acer ginnala Maxim)和五角槭(Acer mono Maxim)一年生苗木对铅胁迫的耐受情况。在栽培基质中加入Pb(CH3COO)2.5H2O试剂(分析纯),配制成Pb2+质量浓度分别为100、500、1 000、2 000mg/kg的基质,并设1个对照处理。苗木生长75 d以后,取叶样测定各项指标。试验结果:随着土壤Pb2+浓度的增加,两树种叶片中叶绿素a含量(茶条槭除外)、叶绿素b含量、叶绿素总量及脯氨酸含量降低,相对电导率、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,上述指标的变化幅度均表现为五角槭大于茶条槭。结果表明:铅胁迫导致植物体内发生了膜脂过氧化反应,且反应随胁迫强度的增加而增加,同时引发抗氧化反应;在清除过氧化物过程中,SOD发挥了主要作用,POD活性变化不明显。综合比较,两树种对铅胁迫均具有一定的耐受性,茶条槭的耐受性比五角槭的大,两树种均可用作铅胁迫环境下的城市绿化树种。     

腐殖酸对土壤汞、镉、铅植物可利用性的影响

研究了腐殖酸对污染土壤中Hg、Cd、Pb活性的影响及其在植物体内的积累效应。分析表明:腐殖酸能增加土壤Hg、Pb的残留量,减少Hg、Pb的植物可利用性。腐殖酸能有效地抑制Hg在植物叶中的富集,在施用量为6 0t/hm2时植物体Hg含量下降了67 0%,施用量为3 0t/hm2时植物体Pb含量下降了23 0%。