食品重金属及有害元素检测

主题:【第十一届原创】食品级阻垢剂中砷、汞测定的分析与探讨

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huangza
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7月三等奖

食品级阻垢剂中砷、汞测定的分析报告

      MDC220食品级阻垢剂是一种高效液体阻垢剂,主要用于控制膜分离系统中的结垢沉积物,减少微粒堵塞,广泛运用于反渗透级纳滤装置中。阻垢剂的主要成分,常用的一般是三聚磷酸钠。参照公司标准《MDC220 阻垢剂》中的规定,砷、汞的检测方法分别按国家标准GB 5009.11、GB 5009.17进行测定。
1、实验仪器、试剂与材料
1.1实验仪器

1.1.1原子荧光光谱仪:北京金索坤技术开发有限公司,SK-锐析,砷汞空心阴极灯。
1.1.2分析天平:感量为0.1mg。
1.1.3微波消解系统:配聚四氟乙烯消解罐,配套赶酸板。
1.1.4可调式电热板。
1.2试剂
硝酸(优级纯)、高氯酸(优级纯)、盐酸(优级纯)、硼氢化钾(优级纯)、氢氧化钾(分析纯)、抗坏血酸(优级纯)、硫脲(优级纯)、砷标准溶液、汞标准溶液

2.样品前处理
湿法消解:准确吸取样品溶液,置于100 mL烧杯中(或锥形瓶),加入5mL混合酸(硝酸与高氯酸),电热板中加热消解,至消化液呈淡黄色或无色。若消解液变成黑褐色则取下冷却后,加入少量混合酸,继续消解。冷却后加入20 mL水,再继续加热赶酸至白烟冒尽,消化液0.5 mL~1.0 mL时止,冷却后视含量高低转入到容量瓶中,按照要求稀释至刻度,摇匀,放置30 min后测定,同时做试样空白。

3.标准溶液的配制
配制0,1.0,2.0,4.0,8.0,10.0ng/mL砷的标准溶液系列(含5%盐酸、1%抗坏血酸、1%硫脲),还原剂(2%硼氢化钾与0.5%氢氧化钾);
使用10%硝酸溶液,配制成0,0.1,0.2,0.4,0.8,1.0ng/mL汞的标准溶液系列。还原剂(0.5%硼氢化钾与0.5%氢氧化钾)当天配制当天使用。
4.仪器条件
原子荧光光谱仪仪器条件:砷灯电流80mA,负高压-225V,泵速100rpm/min。
汞灯电流30 mA,负高压-250V,泵速100rpm/min。

5.数据分析
按照规定的方法,对阻垢剂中砷、汞的含量进行了检测,其检测结果见下表:

项目

平均值

相对偏差,%

砷,mg/L

1.996

1.998

2.0

0.1

汞,mg/L

0.002181

0.002230

0.00221

1.1

经检测,该批阻垢剂中砷、汞的含量均超出了公司标准《MDC220 阻垢剂》中规定的限量要求。
根据公司《复检操作规程》相关要求,样品检测不合格须进行复检,并以复检结果为准。随后对该批阻垢剂进行重新取样,并按照上述步骤重新进行检测。复检数据如下表:

项目

平均值

相对偏差,%

砷,mg/L

1.911

1.969

1.9

1.5

汞,mg/L

0.002585

0.002338

0.00246

5.0

将两次检测结果进行对比,以及对样品进行加标回收实验,结果见下表:

项  目

初检(平均值)

复检(平均值)

相对偏差,%

加标回收率,%

砷结果(mg/L)

2.0

1.9

2.6

97.3

汞结果(mg/L)

0.00221

0.00246

5.3

98.9

从公司方法的两次检测结果中看,复检的检测结果与初检的很接近。而且从加标回收实验看,回收率良好。因此,检测砷、汞的方法是准确可靠。
6.原因分析
阻垢剂的主要成分为磷酸盐类,常用的一般是三聚磷酸钠。公司标准《MDC220 阻垢剂》中规定阻垢剂中砷、汞的限量如下表:

项  目

要  求

砷/(mg/L)                    ≤

0.001

汞/(mg/L)                    ≤

0.0001

由于阻垢剂目前没有国家标准,因此参照执行公司制定的标准《MDC220 阻垢剂》中的规定要求。
经过查询,国家标准《生活饮用水化学处理剂卫生安全评价规范(2001)》中
2.3.2 生活饮用水化学处理剂中有害物质被带入饮用水中的含量

按下式将样品有害物质含量换算为饮用水中的浓度。
ρ=ρ1×(1/1000)×ρ2
式中:ρ——有害物质被带入饮用水中的浓度,μg/L
ρ1—样品中有害物质的含量,μg/g
ρ2—生活用水化学处理剂建议的评价剂量,mg/L

因此,之前得出的结果应该是ρ1还应该经过换算得到ρ。而生活用水化学处理剂建议的评价剂量ρ2需要查表《生活饮用水化学处理剂建议的评价剂量》后得到。

三聚磷酸钠表 生活饮用水化学处理剂建议的评价剂量

编号化学名称别名用途近似分子量评价剂量,mg/L可能含有的杂质
1聚合氯化铝碱式氯化铝、羟基氯化铝混凝240.2(n=0)25.0(以Al表示)规范中规定的金属1)
2硫酸铁混凝399.88(n=0)28.0(以Fe表示)规范中规定的金属1)
3氟化钠氟化42.01.0(以F-表示)规范中规定的金属1)
4氟硅酸纳氟化132.01.0(以F-表示)规范中规定的金属1)
5硫酸铜五水硫酸铜、胆矾、蓝矾灭藻249.68(n=5)1.0(以Cu表示)规范中规定的金属1)
6次氯酸钠消毒,氧化74.530(以Cl2表示)规范中规定的金属1)
7次氯酸钙消毒,氧化143.130(以Cl2表示)规范中规定的金属1)
8高锰酸钾灰锰养消毒,氧化158.015规范中规定的金属1)
9氯气消毒,氧化71.030汞,可吹除的卤代烃
10阳离子聚丙烯酰胺(聚电解质)1.0(以活性聚合物表示)丙烯酰胺
11氢氧化钠苛性钠PH调节40.1100
12碳酸钠碱面、纯碱、苏打PH调节105.0100铬、铅
13氧化钙石灰、生石灰PH调节56.0500金属1)氟化物、放射性核素2)
14氢氧化钙熟石灰、消石灰PH调节74.10650金属1)氟化物、放射性核素2)
15碳酸钙石灰石PH调节100.09500金属1)氟化物、放射性核素2)
16氧化镁PH调节40.3250砷、铅、谢射性核素2)
17硫酸浓硫酸PH调节98.040砷、铜、硒
18盐酸氢氯酸PH调节36.5砷(其他杂质随来源变化)
19水解聚丙烯酰胺(聚电解质混凝)4百万—2千万1.0(以活性聚合物表示)丙烯酰胺
1)本规范中规定的金属:砷、镉、铬、铅、汞、银和硒
2)直接使用矿物原料的产品应考虑可能的放射性核素污染

而表中无三聚磷酸钠相对应的评价剂量但通过搜索在生活饮用水化学处理剂卫生安全评价规范征求意见稿)》中,新增有三聚磷酸钠相对应的评价剂量为12.9。

编号

化学名称

别名

用途

近似分子量

评价剂量,mg/L

可能含有的杂质

55

倍半碳酸钠Na2CO3·NaHCO3·2H2O

pH调节

226.0

100

金属1)

56

三偏磷酸钠偏磷酸三钠盐

除垢

306

10.7

金属1)、氟化物、放射性核素3)

57

三聚磷酸钠STPP

除垢

368

12.9

金属1)、氟化物、放射性核素3)

58

聚合磷酸锌钠(MPO3n.M2O
M=Na和/或Zn
比例1:0.5

除垢

变量

12.95

金属1)、氟化物、放射性核素3)

59

聚合磷酸钾锌钠(MPO3n.M2O
M=Na,K,Zn
比例1:1:0.5

除垢

变量

13.9

金属1)、氟化物、放射性核素3)

60

硫酸浓硫酸

pH调节

98.0

50

金属1),,VOCs2)

61

焦磷酸四钾TKPP

除垢

330.34

17.4

金属1)、氟化物、放射性核素3)

62

乙二胺四乙酸四钠EDTA钠盐

螯合

360.2

1.0

金属1)

63

焦磷酸四钠TSPP,Na4P2O7

除垢

266

14.05

金属1)、氟化物、放射性核素3)

64

磷酸三钾磷酸钾
K3PO4

除垢

212.27

22.4

金属1)、氟化物、放射性核素3)

最后的结果应该是

项目

ρ1(mg/L)

ρ2(mg/L)

ρug/L

规定限量(mg/L

1.9

12.9

0.025

0.001

0.0025

12.9

3.2×10-5

0.0001


可见, 这批阻垢剂是符合标准要求的。我们要测定的是生活饮用水化学处理剂中有害物质被带入饮用水中的含量,而不是生活饮用水化学处理剂样品本身中有害物质的含量。因此通过修订公司标准,制定阻垢剂中有害物质被带入饮用水中的含量限量标准,以对其进行卫生安全评价。
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原文由 懒熊(v2796780) 发表:
你分析汞?微波消解后赶酸?回收率能做好吗?
这个阻垢剂很好消解,消解温度不高
我是风儿
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原文由 我是风儿(nphfm2009) 发表:
这个化学品可以直接用酸溶解,不用消解吧
直接溶解应该可行,不过我们还是消解了
zyl3367898
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原文由 zyl3367898(zyl3367898) 发表:
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