1、贵州师范大学本科毕业论文(设计)开题报告学院:化学与材料科学学院 专业：应用化学 级别：2005级课题名称 贵州几种茶叶中铁、锰、铜、铅、镉的测定 连续光源原子吸收光谱法学生姓名 学号指导教师姓 名职称学位副教授博士开题报告内容要求：1、选题的理论、实际意义2、研究动态、见解3、研究思路、方法、技术路线4、总体安排、进度计划5、主要参考文献一、 选题的理论、实际意义及研究动态、见解许多微量元素都是人体所必须的元素，缺少或超标都会对人体带来影响。所谓微量元素，就是人体内含量甚微，低于体重0.01的那些元素，称为微量元素 1。人体内的微量元素虽然含量很少，但对人体健康却起着重要的作用。而人体中的微
2、量元素主要来源于食品，所以食品中微量元素含量过高会对人体造成危害,国家对各种食品中微量元素的含量都有一定的限量标准响。茶叶是人们常用的饮料, 我国人民饮茶有悠久的历史,近年来茶叶越来越为世界人民所喜爱。茶树适宜在酸性土壤中生长,并吸收游离态的无机元素,使茶叶中富含多种金属元素, 茶叶中含有人体必需的14种微量元素 2-3，其药用功能已被广泛的研究 4-5，其中许多为人体必需元素，但是超过一定标准后会对人体带来很大的危害。茶叶中微量元素受土壤地球化学背景值、茶叶品种、等级及加工方法等因素的影响 6-7。人们通过茶叶来补充人体所需的元素是一种一举两得的方法，但是要注意每天的摄入量。微量元素测定方面
3、的研究已经有很多，已经报道测微量元素的方法有：离子选择性电极法、比色法、分子荧光法、极谱法、原子荧光法、原子吸收分光光度法、火焰原子吸收法 8、ICP-AES法 9等。这些方法都非常成熟，但是目前这些方法基本每次都只能测量一个元素，对于一个样品测量多过元素时操作比较繁琐。随着科技的发展，目前各种先进仪器陆续问世，在测量技术上有很大的改进。本文采用连续光源火焰原子吸收对贵州几种茶叶中Fe、Mn、Cu 、Pb、Cd 的同时测定，该方法具有操作简单、快速、灵敏度高等特点，适合推广。通过对贵州几种主要茶叶中Fe、Mn、Cu、Pb、Cd的同时测。了解连续光源火焰原子吸法案的准确度，以及对贵州几种茶叶中几
4、种微量元素含量的综合评价。使人们了解各种茶叶中微量元素的含量。在补充微量元素和用茶过程中有更多的了解。2、研究思路、方法、技术路线原理：当有辐射通过自由原子蒸气时，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到激发态所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收。电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生 10。 (一)、主要器材ContrAA300连续光源原子吸收光谱仪 ，电光分析天平，干燥箱，高压消解灌，烧杯，研钵，移液管，吸耳球，容量瓶，(二)、实验药品铁标准储备液，锰标准储备液，铜标准储备液，铅标准储备液，隔标准储备液，去离子水，浓硝酸（优级纯） ，30%过氧化氢
5、。(三)、实验过程1、采样样品购于贵州茶城，干燥，保存。2、准备试剂对所需要试剂进行配置等。3、混合标准溶液的配制分别吸取：铁标准溶液 0.00、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml ；锰标准溶液 0.00、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml；铜标准溶液 0.00、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml；铅标准溶液 0.00、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml；镉标准溶液 0.00、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.00ml到编号为 0#、1 #、2 #、3 #、4 #、5 #、6 #的 100ml 比色管中，用 0.5%的硝
6、酸稀释至刻度。此时得到混合标准溶液中浓度梯度分别为：铁标准溶液 0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50ug/ml；锰标准溶液 0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50ug/ml；铜标准溶液 0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50ug/ml；铅标准溶液 0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50ug/ml；镉标准溶液 0.00、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10ug/ml。4、工作曲线的绘制将上述混合标准系列溶液以去离子水为参比液，然后将混标直接导入设置好方法
7、以及测试元素顺序的连续光源火焰原子化器并进行吸光度的测定，以吸光度值对浓度绘制标准曲线。5、样品的测定、样品的处理：将茶叶样品于 60-80在干燥箱内烘 4-5 小时，冷却研细磨匀后准确称取0.5000g 试样于四氟乙烯内罐，加硝酸 7ml 浸泡过夜。再加过氧化氢（ 30%）2-3ml，总量不能超过消解罐体积 1/3，改好内盖，旋紧不锈钢外套，放入恒温干燥箱，120-140保持 3-4 小时,在箱内自然冷却到室温,用滴管讲消化液洗入或过滤入 10-25ml 容量瓶中,用少量水多次洗涤灌内,并将洗涤液合入容量瓶并定容,同时做试剂空白。、样品的测定：以试剂空白调零后对样品溶液分别测定，测定过程中注
8、意等每个样品中的五种元素测定后再进入下个样品的测定,进而计算出样品液中铁、锰、铜、铅、镉的含量，最后转化成为固体样品中所富集的金属含量。6、回收率实验采用加标实验测定其回收率。(四)、分析数据、处理实验结果将前期所做出的实验数据进行分析，选取有用的实验数据进行处理，得出实验结果。三、总体安排、进度计划（一）准备阶段： 2008 年 11 月下旬-2009 年 1 月中旬1.第一星期：查阅有关资料2.第二星期：课题研究方案的制定、撰写开题报告等3.第三星期：采样及样品的合理保存4.第四星期：准备实验用品，配置所需试剂等5.第五星期：仪器使用摸索阶段6.第六星期：总结实验条件，拿出实验方案（二）实
9、施阶段：2009年3月-4月1.第一星期：标准曲线绘制 2.第二星期：制备所需样品液3.第三星期：对样品进行测定2.第四星期：根据实验结果进行前期分析、总结，得出结果。（三）总结阶段：2009年4月撰写论文。四、参考文献1.周平儒.微量元素与人体健康J/OL. 华山论文, 2006.2.朗春燕,汪模辉,罗方若.分析测试中的微波溶样技术J. 理化检验(化学分册), 1989, Vol.25.3.范兆义,洪德臣,李楠.茶叶中的多种生命元素成分J. 江西中医学院学报 , 1996, Vol.8.4.曹治权.微量元素与中医药M. 北京: 中国中医药出版社.1993.5.Abdulla M, Grube
10、r P. Role of diet modificationin cancer prevention J. BIOFACTORS, 2000. 6.高可.茶叶中微量元素Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Zn的溶出率及化合态研究 J. 卫生研究, 2000，Vol.29.7.叶敏，张春和，彭志敏.火焰原子吸收法测定茶叶中Mn、Zn含量及溶出特性J. 微量元素与健康研究, 2006，Vol.23，27-28.8.王秀梅，单金缓，周海洋.催化动力学光度法测定富硒茶叶中痕量硒 J. 分析科学学报, 2003，Vol.1.9.Matsuura H, Hokura A, Katsuki F, et al.Mu
11、ltielement determinationand speciation of major - to - trace elements in black tea leaves byICP- AES and ICP-MS with the aid of size exclusion chromatographyJ. Analytical Sciences, 2001, Vol.17.10.张明英，陈文君.火焰原子吸收法测定大豆茶叶及合金中微量铁和锰 J .光谱学与光谱析J, 1994，Vol.14.指导教师意见：年 月 日贵 州 师 范 大 学 本 科 毕 业 论 文 (设 计 )答 辩 记
12、 录 表学院：化学与材料科学学院 专业：应用化学 级别：2005级论文(设计) 题目贵州几种茶叶中铁、锰、铜、铅、镉的测定连续光源原子吸收法光谱法学生姓名 学 号 指导教师姓名 答辩情况记录：答辩能在规定时间内阐述论文，详略得当，重点突出，语言表述清楚，主要结论正确，并能简要地回答答辩委员会老师提出的问题。问题 1：贵州苦丁茶比较普遍，你为什么没选择对苦丁茶进行测定分析呢？答：因为我主要研究对象为贵州的名茶，所以没有选择对对苦丁茶进行测定分析，因为贵州的名茶不论是在省内还是国内都是比较有名的，是贵州茶叶品牌的支柱，我希望通过我的毕业论文能为对贵州茶叶感性趣的省内外人事提供更多的参考。问题 2：
13、请问你得出了那么多数据，能为我们推荐饮用什么茶是比较健康的呢？答：从我测的几种茶叶中铁、锰、铜、铅、镉含量来看，只有 1 个样品的铅含量超过国家标准中规定的 2mg/kg，铜含量全部在国标（60mg/kg）范围内。对于铁、锰、镉在国家茶叶标准中没有规定，因为他们是有益元素，所以我测定数据只能作个参考。对于铅含量超标的茶叶对身体肯定有害的，对于别的几种茶叶应该不会有什么问题。问题 3：请问你用的的是连续光源原子吸收，那么它能测多少个元素呢？答：从仪器介绍上看，连续光源原子吸收光谱仪能测 70 多个元素，但是实际并不能测那么多元素，因为有些元素做出来效果不好，根本答不到要求。问题 4：请问你的标准
14、曲线是你自己处理的还是仪器软件自动处理的？答：我的标准曲线是我用 Excel 处理的。虽然仪器本身也可以自动进行线性和非线性拟合，但是拟合打印出来的图比较小，扫描后看不清楚，所以我选择自己处理。问题 5：请问你论文中的三维信息图是你测定的图？答：不是，那是仪器介绍部分的，图来源与仪器说明书。记录人：2009 年 5 月 14 日答辩委员会成员签名：年 月 日答辩委员会负责人签字：年 月 日贵州几种茶叶中铁、锰、铜、铅、镉的测定连续光源原子吸收法光谱法摘要：采用连续光源原子吸收光谱法同时测定了贵州几大名茶中铅、镉、铜、铁、锰的含量。该方法灵敏度高、检出限低、准确，测定时无须富集、萃取，操作简便，
15、快速，很大程度地缩短了分析周期，使分析工作变得快速简便。关键词：连续光源；火焰原子吸收光谱法；茶叶；元素Abstract: The continuous light source - flame atomic absorption method can simultaneous determine several elements of tea in Guizhou, such as lead, cadmium, copper, iron and manganese. The method is sensitive, low detection limit and accurate deter
16、mination. Tea of concentration and extraction are not required. The analysis cycle is shortened largely. The analysis of tea becomes quick and easy with simple and rapid.Keywords: continuous light source; flame atomic absorption spectrometry; tea; elements1、前言食品安全问题是当今社会的一个重大问题，随着人们对食品安全的关注以及重视，2009
17、年6月我国将颁布食品安全法，说明国家已高度重视食品安全问题，已投入相应人力物力在全国建造食品专项检测实验室。人们对食品安全以越来越关注，食品中微量元素指标虽然只是食品安全检测指标的一个小部分，但是人们已非常重视，本文主要研究贵州几大名茶中几种元素含量的测定，对实验进行改进，以便快速、准确、方便的得出分析结果。1.1 微量元素特点及茶叶中微量元素来源许多微量元素都是人体所必须的元素，缺少或超标都会对人体带来影响。所谓微量元素，就是人体内含量甚微，低于体重0.01的那些元素，称为微量元素 1。人体内的微量元素虽然含量很少，但对人体健康却起着重要的作用。而人体中的微量元素主要来源于食品，所以食品中微
18、量元素含量过高会对人体造成危害，国家对各种食品中微量元素的含量都有一定的限量标准。茶叶是人们常用的饮品，我国人民饮茶有悠久的历史,近年来茶叶越来越为世界人民所喜爱。茶树适宜在酸性土壤中生长，并吸收游离态的无机元素，使茶叶中富含多种金属元素，茶叶中含有人体必需的14种微量元素 2-3，其药用功能已被广泛的研究 4-5，其中许多为人体必需元素，但是超过一定标准后会对人体带来很大的危害。茶叶中微量元素受土壤地球化学背景值、茶叶品种、等级及加工方法等因素的影响 6-7。人们通过茶叶来补充人体所需的元素是一种一举两得的方法，但是要注意每天的摄入量。本文通过对贵州几种主要茶叶中 Fe、Mn、Cu、Pb、C
19、d 的同时测定。了解连续光源火焰原子吸法的准确度，以及对贵州几种茶叶中几种微量元素含量的综合评价。使人们了解各种茶叶中微量元素的含量。在补充微量元素和用茶过程中有更多的了解。1.2 样品消化方法样品前处理对于测定结果的准确性和质量控制具有至关重要的作用。随着科学技术的进步，特别是仪器水平和分析技术的不断提高，由仪器和方法带来的误差将会越来越小，测试误差将大部分积累在前处理上，所以样品前处理已成为整个分析过程的瓶颈，受到国内外学术界的高度重视。常用的消化方法及特点：干法灰化法：此法操作简便，但时间长，难彻底，回收率也不很理想，而且在 400以上的高温下挥发性元素容易损失(如硒、砷、镉、铅、汞等)
20、 ，使结果偏低，而且灰分溶解过程中的污染也不容忽视。湿法消解：利用强酸氧化的湿法消解，可针对不同试样及测定元素、测定方法合理选择。但这种方法费时、劳动强度大、易产生酸雾污染环境且挥发性元素损失不能避免高压罐消解：这种方法是利用密封消解罐在烘箱内加热分解试样。此种方法可防止挥发性元素挥发且便于控制污染。其中的电烘箱加热-高压密封罐消解技术解决了常规湿法消解样品时，酸用量大、空白值高、污染严重、操作费时费力、待测元素易损失等缺点。微波消解：微波消解技术具有省时、省酸、安全、污染小以及损失少、空白值低、易实现自动监控等独特优点，受到了普遍的重视。微波消解技术是目前测定样品中金属元素的最佳前处理方法。
21、本文对目前已有消化方法进行分析比较，综合实验室条件选择电烘箱加热-高压密封罐消解，该方法防止了挥发性元素挥发且便于控制污染，还解决了干法灰化法和湿法消解的缺点，是比较理想的消化方法。1.3 微量元素的测试方法微量元素测定方面的研究已经有很多，已经报道测微量元素的方法有：离子选择性电极法、分光光度法、分子荧光法、极谱法、原子荧光法、石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法 4，ICP-AES法 10等，各种不同的测定方法据其本身性质及仪器检出限度又各不相同，以下就上述方法概述如下。1.3.1 比色法和分光光度法比色法是一种常规的分析方法，可以目视比色或仪器比色，显色剂选择是关键，最常用的是分光光
22、度计比色，该法原理是利用朗伯比尔定律。目前长用 722 或 721型分光光度记，该方法适用范围不是很广，但仪器便宜，可做常规分析。1.3.2 原子吸收光谱法（AAS）当有辐射通过自由原子蒸汽时，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到激发态所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收。电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生 11。该方法目前应用非常广泛，目前该方法的仪器已经发展到连续光源灯的出现，解决每测一个元素就要换空心阴极灯的繁琐工作。对测同个样品中多个元素非常大的帮助。1.3.3 原子荧光光谱法（AFS）原子发射光谱法是根据待测物质的气态原子被激发时所发
23、射的特征线状光谱的波长及其强度来测定物质的元素组成和含量的一种分析技术，但是该仪器目前广泛使用氢化物化物发生原子荧光光普仪，对很多不能产生氢化物的元素不能测定。1.3.4 总结这些方法都非常成熟，但是目前这些方法基本每次都只能测量1到2个元素，对于同一个样品测量多个元素时操作比较繁琐。随着科技的发展，目前各种先进仪器陆续问世，在测量技术上有很大的改进。目前原子吸收光谱仪已得到普及，结合实验条件和技术，本文采用原子吸收光谱法。1.4 仪器特点及相关条件的选择随着科学技术的发展，各种仪器相继问世，仪器型号、种类也有很多，就原子吸收光谱仪而言，就有火焰原子吸收光谱仪、石墨炉原子吸收光谱仪。现在原子吸
24、收要发展，一般都是在灯上和检测器上改进，随着发展，现在又出现的新型原子吸收仪器- 连续光源原子吸收光谱仪，下面是对普通原子吸收光谱仪和连续光源原子吸收光谱仪进行分析。1.4.1 普通原子吸收光谱仪的示意图如图 1.1 和 1.2 所示图 1.1 单光束原子吸收光谱仪的示意图图 1.2 双光束原子吸收分光光谱仪的示意图1.4.2 连续光源原子吸收光路原理图如图 1.3 所示图 1.3 连续光源原子吸收光路示意图1.5 连续光源原子吸收与普通原子吸收比较从普通原子吸收分光光谱仪的示意图和连续光源原子吸收光路示意图可以看出我们仪器的组成部件基本都是一致的，普通原子吸收一般一次只能测一个元素，每测一个
25、元素就需要一个空心阴极灯，常见就是双灯座和六灯座仪器，消除背景干扰一般采用氘灯来消除背景。连续光源能同时测定多个元素主要是在光源和检测器上的改进，连续光源原子吸收光谱仪使用的光源是一个短弧氙灯，由于短弧氙灯特殊的几何电极，形成的热弧斑点( “热斑 ”)能发射出非常高的辐射强度并覆盖了整个光谱范围 (185-900nm)。在分析时，弧斑位置会被监控并自动调整，这样能避免灯漂移的热效应，氙灯的所有漂移能通过光谱中的校正像素被同步校正，所以用一个灯就可以同时测定多个元素，避免以往原子吸收每测一个元素就需要一个空心阴极灯的弊端。在检测器方面使用了低噪声、紫外灵敏的半导体检测器(CCD 线阵检测器) 。
26、CCD 检测器不仅能检测分析谱线的强度，也能检测临近的谱线。这样，在分析谱线周围至多 1nm 的光谱区域内可同时检测并达到高分辨率。由于该检测器有 200个检测头，可以选择相应波长范围进行三维检测，而我们所需要测的元素一般设置在第 101 个检测头上，这样由于对干扰所得到的信号以的同时检测，系统并会制动扣除干扰。所以再消除干扰上有很大作用，如图 1.4 可以清晰看出看出扣除背景干扰效果。扣除背景前 扣除背景后图 1.4 连续光源三维信息图1.6 本文论点鉴于连续光源火焰原子吸收光谱仪的众多优点，所以本文采用连续光源原子吸收光谱法对贵州几种名茶中铁、铁、锰、铜、铅、镉进行同时测定，该方法主要不用
27、换空心阴极灯，检测器的改进对消除干扰有很大帮助，同时具有操作简单、快速、灵敏度高等特点，适合推广。2、试验部分2.1 仪器与试剂2.1.1 仪器ContrAA300 连续光源原子吸收光谱仪（德国耶拿分析仪器公司）2.1.2 试剂浓硝酸（优级纯）；去离子水；铁标准贮备液：1g/L，由国家标准物质研究中心提供；铁标准使用液：10ug/ml，吸取铁标准贮备液 1mL，用去离子水稀释至100mL；锰标准贮备液：1g/L，由国家标准物质研究中心提供；锰标准使用液：10ug/ml，吸取锰标准贮备液 1mL，用去离子水稀释至100mL；铜标准贮备液：1g/L，由国家标准物质研究中心提供；铜标准使用液：10ug/ml，吸取铜标准贮备液 1mL，用去离子水稀释至100mL；
