不同耕作施肥方式的水稻营养元素的激光诱导击穿光谱分析

利用激光诱导击穿光谱(LIBS)分析方法,选取N、K为水稻特征元素,对5种耕作施肥方式种植下水稻幼穗分化期的叶、穗、茎进行光谱特征分析。由于水稻作物含有复杂的有机和无机元素,为了快速分析特征元素谱线,选取特征元素发射谱线互不干扰,基体效应低的670.875 9、742.364 1、744.229 8、746.831 2、824.238 9、856.773 5、862.923 5、868.028 2 nm的氮原子谱线及766.491 1、769.897 4 nm的钾原子谱线作为主要分析对象。以N、K两种特征谱线为主,对数据进行均值归一化(Mean Normalization)及距离标准化(Range Normalization)处理,减少实验过程中外界及内在因素干扰,同时采用主成分分析(PCA)方法对数据进行成分得分及离散程度分析,水稻叶、穗和茎的特征元素谱线前三个主成分的得分解释度分别达到96.57%、95.57%和98.14%,表明不同变量在前3个主成分的解释程度存在差异。采用PCA对实验数据降维处理,用K均值(K-means)聚类与Fisher判别式对施肥方式进行三分类和耕作施肥方式进行五分类分析,当置信区间为81.96%,三分类能较好区分。     

集成ICCD光谱仪LIBS检测奶粉中Cr元素的定量分析研究

以提高激光诱导击穿光谱(LIBS)检测奶粉中重金属Cr元素精确性为研究目的,采用集成ICCD光谱仪的LIBS系统对奶粉样品中等离子体信号进行采集。为了减小检测误差,首先用洛伦兹(Lorentz)拟合对光谱谱线轮廓进行预处理,提取光谱净强度值。在相同的试验条件下,以Cr I 425.43 nm作为分析线、Ca I 422.67 nm作为内标线,分别采用外标法和内标法对奶粉中的Cr元素进行了定量分析,两种定标曲线的线性系数分别为0.946 52和0.991。实验结果表明,选取奶粉中基体元素Ca作为内标物质能有效提高定标曲线的拟合效果,减少误差,为将来采用内标法建模应用于便携式LIBS技术检测食品提供了参考。     

清镇市部分农村土壤中铅·铬和镉含量的评价

[目的]以贵州省清镇市农村土壤为研究对象,考察清镇市部分农村土壤中铅、镉、铬的含量。[方法]对5个乡镇50份土壤样品进行检测,石墨炉原子吸收分光光度法测定土壤中铅、镉含量,火焰原子吸收分光光度法测定土壤中铬含量。[结果]土壤样品中的铅、铬、镉最高含量分别为81.9、193.7、0.792 mg/kg,铅、铬均未超出《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)规定的350、250 mg/kg,部分乡镇镉元素超出0.6 mg/kg。样品中铅、铬、镉单因子污染指数最大分别为0.107 8、0.466 7、1.160 3,镉元素大于1,铅、铬元素均小于0.7,说明镉元素有轻微污染,而铅、铬均在安全范围内;综合污染指数最大为0.916 3,小于1,达到尚清洁、安全的水平。[结论]该研究为土壤环境质量评价及土壤重金属污染综合治理提供依据。     

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。     

土壤和马铃薯中元素铬的激光诱导击穿光谱研究

利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对马铃薯及其生长土壤中的元素铬的光谱特性进行了研究。在425~430nm波长范围内分析比较了土壤样本和马铃薯样本中Cr元素的等离子体特征谱线,选取铬元素425.435nm的特征谱线作为分析线,测定了不同Cr掺杂浓度下的等离子体特征谱线强度,并建立了定标曲线。结果表明:在相同的Cr掺杂浓度下,由于土壤样本基体效应的存在,其特征谱线强度要整体高于马铃薯样本;根据元素谱线强度与浓度的关系,在低浓度条件下,铬元素谱线强度随浓度的增加而增加;通过定标曲线计算得到铬元素在土壤样本和马铃薯样本中的检测限分别为22.6μg·g-1和17.5μg·g-1。     

崭山米枣与立地土壤中矿物质元素的相关性分析

采用火焰光度法和原子吸收光谱法测定了崭山米枣及其立地土壤中K、Na、Cu、Mn、Zn、Ca、Fe、Mg、Pb、Cd等10种元素的含量,分析了崭山米枣中矿物质元素的含量与立地土壤的关系.结果表明,米枣中Ca、K、Mg含量较高,而Pb、Cd未检出,土壤中Pb、Cd含量低于国家无公害水果生产地环境的最大限量值.统计分析表明,米枣中部分元素间呈显著相关(P=0.01),部分元素因地区不同有显著性差异(P＜0.05),其中米枣对土壤中K具有较强的富集能力.米枣中矿质元素的含量与其立地土壤环境有关.     

火焰原子吸收分光光度法测定普洱茶中金属元素的含量

[目的]采用火焰原子吸收分光光度法测定普洱茶中金属元素的含量。[方法]普洱茶样品经粉碎干燥后,用硝酸-高氯酸混合液进行消解处理,采用火焰原子吸收分光光度法测定K、Ca、Mg、Mn、Fe、Na、Cu、Zn、Cr、Ni的含量。[结果]普洱茶中金属元素的含量为K〉Ca〉Mg〉Mn〉Fe〉Na〉Cu〉Zn〉Cr〉Ni,各元素的加标回收率为98.56%～103.02%,RSD为1.07%～2.97%,准确度和精密度均符合要求。[结论]火焰原子吸收分光光度法测定普洱茶中金属元素的含量是可行的。     

贵州施秉太子参产地不同生态模式下土壤元素特征及主成分分析

为研究贵州施秉太子参产地土壤元素特征,采用ICP-MS测定了土壤9种元素(Na、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Co、Ni、Mo)及6种重金属(Cr、Cu、As、Cd、Hg、Pb)含量,运用主成分分析法对不同生态模式下土壤元素特征进行分析,建立了土壤微量元素和重金属主成分模型。结果表明:土壤中微量元素Mg、K、Ca、Fe、Mo的平均含量均表现为大棚示范区林地,受人为因素影响较大;Mn、Co、Ni元素分布存在不均匀性,均以大棚中含量最小。元素特征可由3个主成分来反映,其贡献率分别为F_1(Ca、K、Mo、Mn、Co)26.176%,F_2(Mg、Fe、Ni、Mn)23.068%,F_3(Na、Mo、Ni)13.215%。贵州太子参产地土壤存在Cd、Hg污染,主要原因是土壤背景值较高,而大棚土壤As含量明显高于示范区和林地;土壤重金属可由3个主成分来反映,其贡献率分别为F_1(As和Pb)35.293%,F_2(Cd)18.463%和F_3(Hg)16.888%。     

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.     

黄山毛峰茶中金属元素含量测定

［目的］利用化学手段测定黄山毛峰茶中金属元素的含量,为其进一步开发利用提供参考依据。［方法］湿法消化黄山毛峰茶样品,采用火焰原子吸收分光光度法测定K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Ni、Cr的含量。［结果］黄山毛峰茶中10种元素的含量为：Ca〉K〉Na〉Mn〉Mg〉Fe〉Zn〉Cu〉Ni〉Cr;各元素的加标回收率为95.32%-105.34%;相对标准偏差为1.08%-3.74%,准确度和精密度符合要求。［结论］火焰原子吸收分光光度法测定黄山毛峰茶中金属元素含量的方法是可行的。     

基于激光诱导击穿光谱的地下水中Fe和Mn的检测

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术并结合在锌基板上液固转换的样品处理方法,对标准水溶液样品中Fe、Mn进行检测,并根据标准曲线法建立Fe、Mn的定量模型;再利用所建立的LIBS定量模型,对洞庭湖区地下水实际水样中Fe、Mn含量进行检测,并与电感耦合等离子体质谱法(ICP–MS)的检测结果进行比较。结果表明：得到Fe、Mn的LIBS定标曲线的决定系数均大于0.98,相对标准偏差均为4.3%,留一交叉验证均方根误差分别为0.024、0.007 mg/L,Fe、Mn的检出限分别为0.028、0.008 mg/L;采用LIBS对洞庭湖地下水实际水样中Fe、Mn含量检测的结果与ICP–MS的检测结果基本一致,平均相对误差小于10%。     

火焰原子吸收分光光度法测定酸枣仁中金属元素的含量

[目的]探讨酸枣仁中金属元素与药物药效关系。[方法]以酸枣仁为试材,对样品进行硝化处理,采用火焰原子吸收分光光度计分别测定各标准系列工作液,绘制标准曲线,采用火焰原子分光光度法测定样品溶液中Cr、Cu、Zn、Mn、Ni的含量,将样品稀释10倍后测定K、Ca、Na、Mg、Fe的含量,加10％的La（NO3）3抗干扰以测定K、Na、Ca、Mg的含量。[结果]酸枣仁中含有丰富的金属元素,Mg、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn元素含量高于其他中草药。采用火焰原子吸收分光光度法测定酸枣仁的金属元素具有准确度高、操作方便、稳定性好、重现性好的特点,回收率为97．33％-103．15％,能满足中药微量元素检测的需要,可用于同一样品分析多种元素。[结论]该研究为进一步开发和利用中药酸枣仁提供科学依据。     

含水量对LIBS检测土豆中Pb元素灵敏度的影响

农产品重金属污染问题越来越严峻,急需发展一种快速检测新方法。激光诱导击穿光谱(LIBS)是近年来兴起的物质成分快速无污染的分析方法。但由于农产品成分复杂,受到含水量、有机质元素等复杂基体的影响,导致LIBS在农产品检测方面的研究还缺乏系统的分析。本工作以实验室配置的含铅(Pb)污染的土豆样品为例,通过LIBS技术对不同含水量土豆中的Pb元素进行了检测,探讨了含水量对土豆中铅元素灵敏度的影响。试验结果表明含水量对LIBS信号有明显的干扰,样品越干燥,灵敏度越高。对完全干燥的土豆样品进行了LIBS光谱采集和Pb含量原子吸收光谱(AAS)真实浓度检测,建立了Pb元素真实浓度与其LIBS强度关系模型,定标结果显示模型具有较好的相关系数。研究说明LIBS对Pb污染严重的土豆样品具有一定的检测可行性,对于低浓度的样品,检测能力仍有很大的提升空间。     

火焰原子吸收分光光度法测定土壤中全量铜、锌、锰

采用高氯酸一硝酸一氢氟酸消化法对土壤样品进行消解处理,利用火焰原子吸收分光光度法分析测定经消解处理后的土壤样品中全量铜、锌、锰的含量。方法简单、快捷,灵敏度和精密度高,选择性好,回收率在92.7%⁹4.5%范围内,结果令人满意。     

蔓性千斤拔药材中重金属含量分析

采用微波消解蔓性千斤拔(Flemingia philippinensis)药材样品,用原子吸收分光光度法测定铅、镉和铜,用原子荧光光度法测定砷、汞的含量。结果表明,样品中5种有害重金属元素均未超标,方法回收率为98.5%～102.6%,相对标准偏差为0.75%～3.26%。该法精密度和准确度较高,可用于蔓性千斤拔药材中的重金属元素含量快速分析。     

兰州市大气降雪中重金属污染的研究及来源分析

于2015年典型降雪月份1~2月采集了兰州市市区和郊区5场降雪样品,用火焰原子吸收分光光度法(福立AA1700)测定了雪水中溶解态的10种重金属元素(Cu、Hg、Cd、Mn、Al、Pb、Zn、Fe、Ni、Cr),研究了兰州市市区和郊区大气降雪样品的重金属含量特征,并分析了重金属的来源及变化规律。结果表明,兰州市市区大气降雪中重金属含量均明显高于郊区,且Pb元素含量最大,Mn元素市区比郊区高出最多,达86.22%。     

2种仪器对土壤速效钾含量的测定比较

比较2种仪器对土壤速效钾含量测定,分析结果显示,2种仪器对土壤标准物质的相对偏差和对随机样品的相对相差均小于5%,符合土壤速效钾测定的精密度要求。但用AAS发射法优于火焰光度法,具有较高的精密度和准确度,而且稳定性强。     

AB-DTPA法对上海典型土壤元素有效态含量测定的适用性分析

采用AB-DTPA浸提剂联合电感耦合等离子体发射光谱法测定了上海地区48个典型土壤样品中8种元素的有效态含量,并与经典的土壤测定方法进行比较。结果显示:AB-DTPA法能提取出土壤中大部分有效磷和速效钾,提取率分别为93.0%和98.4%,与经典测定方法达到了极显著相关,相关系数分别为0.917和0.981;无论是土壤营养元素还是污染重金属,AB-DTPA法测定的有效态含量均高于CaCl_2-DTPA法;其中AB-DTPA法测定的Fe、Mn、Cu、Zn、Cd等5种元素的有效态含量与CaCl_2-DTPA法均达到极显著相关;AB-DTPA法提取的有效Pb与CaCl_2-DTPA法测定结果也达到了显著相关,但相关系数只有0.325。总体而言,AB-DTPA法适用于上海典型土壤中多种元素的有效态含量分析,但除P、K外,其他元素的评价指标应相应提高。     

湿法消解-火焰原子吸收光谱法测定苍术中的无机元素

用湿法消解苍术(Atractylodes lancea)样品,通过火焰原子吸收光谱法测定了3个产地苍术中的Fe、Cu、Zn、Mn、K、Ca、Sr等7种元素含量。在优化条件下,7种元素的质量浓度在一定范围内均与其吸光度呈线性关系,方法回收率为在96.33%~107.8%,相对标准偏差均小于5%。     

土壤因子对南五味子中五味子酯甲含量的影响

通过分析南五味子5个产区土壤理化性质、土壤与药材中无机元素的含量,探讨了土壤理化性质及无机元素对道地药材南五味子有效成分的影响。结果表明:南五味子生长的5个产区土壤pH值在6.55～7.25,土壤有机质、全氮含量变化最大,变异系数分别为98.18%、93.58%;土壤pH值、全钾含量变化最小,变异系数分别为4.14%、16.60%。南五味子样品中五味子酯甲含量平均为0.33%,但五味子酯甲含量变化较大,变异系数为33.21%。相关性分析表明,土壤中Mn与南五味子酯甲含量相关性显著,说明Mn对南五味子酯甲的形成和积累有一定影响,其他土壤理化性质与五味子酯甲含量之间、土壤与南五味子中无机元素含量之间未呈现显著相关,即南五味子对土壤肥力要求不严格,适应环境能力较强。