暑假社會的調查報告

調查報告 時間:2018-12-22 我要投稿

  摘要:陶瓷餐具是我國五千年文化的延存,凝結著中華民族的藝術才華和智慧,但在色彩斑斕的陶瓷餐具制造過程中,使用了大量含有一定量鉛,鎘的顏料,這些重金屬離子在使用中會逐步釋放,對人體產生危害.因此,本實驗采用雙硫腙法對陶瓷餐具的鉛含量進行了測定,結果表明所收集的陶瓷餐具中鉛的含量均接近和超過WTO規定的標準.針對實驗結果我認為可采用醋酸和微波加熱法對購置的陶瓷餐具進行處理,從而使餐具的使用安全可靠.

  關鍵詞:陶瓷餐具,鉛,比色法,雙硫腙法

  一 前言

  陶瓷餐具是我國五千年文化的延存,結晶著中華民族的藝術才華和智慧,與我們每個人的日常生活息息相關.但是,在餐具的制造過程中,為了使餐具更加美觀,人們會使用大量的無機顏料,而這些顏料一般都含有一定量的鉛和鎘等重金屬離子,尤其是餐具內壁的花紋,更容易在使用過程中釋放出這些重金屬離子,對我們人體造成危害.因此,陶瓷餐具中金屬離子含量的問題已經引起科學家越來越多的關注[1].

  針對人們用餐具盛放米醋,浸泡腌菜,孩子用餐具盛放弱酸性飲料這些日常生活習慣,我走訪了專家,并查閱了大量的資料,最后設計了用一定濃度的醋酸浸泡餐具觀察鉛離子釋放的實驗方案,希望通過實驗,提醒人們在購買和使用餐具時盡量避免使用內壁有花紋的餐具.

  二 儀器和試劑

  1.儀器:U-3400分光光度計,50毫升比色管,100毫升比色管.

  2.試劑:雙硫腙,檸檬酸銨,鹽酸羥胺,酚紅指示劑,氨水,三氯甲烷,鹽酸,氫氧化鈉,醋酸.(以上試劑均為分析純)

  三 實驗方法

  1.樣品的購置

  陶瓷餐具在杭州市某農貿市場中的購得.

  2.樣品的處理

  1) 按照文獻報導[2],將所購置的樣品用醋酸(4%, v/v)浸泡,煮沸2小時,再浸泡24小時,濃縮浸泡液,待分析.

  2) 將所購置的樣品用醋酸(4%, v/v)和NaCl(10%),體積比為1:1的溶液浸泡,煮沸2小時,再浸泡24小時,濃縮浸泡液,待分析.

  3) 將所購置的樣品用NaCl(10%)浸泡,煮沸2小時,再浸泡24小時,濃縮浸泡液,待分析.

  4) 將所購置的樣品用醋酸(4%,v/v)浸泡,微波爐加熱(中火)3分鐘,濃縮浸泡液,待分析.

  5) 將所購置的樣品用醋酸(4%,v/v)浸泡,微波爐加熱(中火)5分鐘,再浸泡24小時,濃縮浸泡液,待分析.

  3.標準曲線的繪制

  鉛濃度的測定采用文獻[3]報導的雙硫腙顯色法進行.雙硫腙法是以雙硫腙為絡合劑,在PH為8-9時與鉛形成酒紅色的絡合物,在520納米波長有最大吸收,并測定其吸收值.

  吸取2.50,3.00,3.50,4.00,4.50,5.00毫升鉛標準溶液(相當于25.0,30.0,35.0,40.0,45.0,50.0毫克鉛)于100毫升比色管中,加無鉛雙蒸餾水至20毫升,加入2毫升檸檬酸銨溶液,1毫升20%的鹽酸羥胺和2滴酚紅指示劑,用1:1氨水調節至紅色,混勻,各加5.0毫升雙硫腙使用液,劇烈振搖1分鐘,靜止分層,取三氯甲烷層加入1cm比色皿中,在520納米波長處測定吸光度,繪制標準曲線.

  4.樣品的測定

  將上述樣品處理后的樣液,經濃縮后定容至20毫升,加入2毫升檸檬酸銨溶液,1毫升20%的鹽酸羥胺和2滴酚紅指示劑,用1:1氨水調節至紅色,混勻,各加5.0毫升雙硫腙使用液,劇烈振搖1分鐘,靜止分層,三氯甲烷層加入1cm比色皿中,在520納米波長處測定吸光度.

  四 實驗結果

  1. 圖2 和圖3分別是雙硫腙法對鉛標準品的顯色照片和鉛標準曲線圖.

  圖2 雙硫腙法對鉛標準品的顯色照片 圖3 鉛標準曲線

  鉛標準品的濃度分別為25.0,30.0,35.0,40.0,45.0,50.0 mg/mL,所得的標準曲線方程式為: A = 2.700×10-3C+0.2510 ( n=6, R2=0.99)

  從標準曲線來看,顯色濃度與鉛含量具有良好的相關性.

  2.為檢驗杭州市農貿市場中的陶瓷餐具含鉛量的情況,本實驗收集杭州市某農貿市場中的紅色花紋,藍色花紋,青色花紋,綠色花紋和花色湯瓢樣品,經過處理后他們均顯示出有較高的鉛含量.圖4 是樣品的顯色照片.

  圖4 陶瓷餐具樣品的顯色照片

  3.針對所購置的陶瓷餐具樣品中鉛含量的程度,我們的實驗著重篩選了紅色花紋和藍色花紋的陶瓷餐具進行進一步的實驗.表1為實驗結果.

  表1 不同條件下餐具鉛離子的釋放量

  陶瓷餐具

  實驗條件

  紅色花紋餐具(重量0.38千克)

  (mg/kg)

  藍色花紋餐具(重量0.28千克)

  (mg/kg)

  醋酸(4%, v/v)

  醋酸+微波(5分鐘)

  醋酸+微波(3分鐘)

  NaCl (10%)

  醋酸+ NaCl(10%)(1:1)

  488.3

  687.8

  560.6

  671.1

  354.7

  718.1

  762.6

  692.2

  557.6

  590.9

  圖5 陶瓷餐具樣品與標準曲線對照的顯色照片

  從對樣品的檢測結果顯示,用微波加熱3分鐘和5分鐘后的樣品浸泡液中鉛含量比只用醋酸浸泡樣品的濃度明顯增加,說明微波加熱法可能會使鉛的溶出速度加快,而且從兩種陶瓷餐具的實驗結果來看,增加微波加熱時間,浸泡液中鉛濃度增加.

  用NaCl(10%)溶液處理浸泡樣品,對紅色花紋餐具而言,鉛的濃度增加明顯,說明NaCl(10%)鹽溶液在一定程度上也會增加紅色花紋餐具中鉛的溶出;而對藍色花紋餐具而言,NaCl(10%)對其影響較小,說明鹽溶液對不同的顏料影響不同.

  用醋酸+ NaCl(10%)混合溶液浸泡樣品的實驗結果顯示,對藍色花紋餐具而言,所測定的鉛含量比用醋酸(4% v/v)浸泡的樣品要高.

  針對以上實驗結果發現,在微波爐作用下,用氯化鈉溶液或醋酸溶液浸泡餐具,都能使餐具釋放出較多的鉛離子.因此,我設想,如果用微波爐對餐具進行處理,是否能加快重金屬離子的釋放,使不安全的餐具在處理后,對人體的危害變小呢 我設計了進一步的實驗.

  4.將樣品用醋酸浸泡24小時及微波爐處理后,再進行醋酸處理,然后對樣品中鉛含量的測定值.(實驗結果見表2)

  表2 微波爐處理后餐具的鉛離子釋放量

  陶瓷餐具

  實驗條件

  紅色花紋餐具(重量0.38千克)

  (mg/kg)

  藍色花紋餐具(重量0.28千克)

  (mg/kg)

  醋酸+微波(5分鐘)

  再用醋酸浸泡1小時

  488.3

  121.4

  718.1

  194.1

  實驗結果顯示樣品用醋酸浸泡24小時和微波爐處理后,樣品再進行醋酸處理,其鉛含量明顯降低.

  五 討論

  在實驗過程中,我在輔導教師的幫助下,嚴格按照文獻[2]所提出的有關陶瓷品中鉛含量測定時應注意的操作問題,如浸泡溫度的控制在25±1°C,浸泡時間上在煮沸2小時后,再浸泡24h±10min,在容器上用薄膜加蓋,減少醋酸的揮發.

  根據世界衛生組織(WTO)及美國和加拿大食品衛生機構規定的標準,陶瓷餐具中鉛的含量標準是600mg/Kg [4-6],即每千克陶瓷餐具中鉛的重量不高于600毫克.以這個濃度為標準,我所收集的陶瓷餐具樣品中鉛的含量均接近或超過這個標準.

  通過文獻的查閱,我發現陶瓷制品的燒制溫度為1250-1350°C,而顏料中鉛的化合物一般為鉛丹(Pb3O4)和黃丹(PbO),前者的分解溫度為500°C,熔融溫度為880°C,后者的熔融溫度為850°C.因此,在陶瓷制品中即使使用了鉛丹,在1000°C的高溫下,鉛的化合物已經發生熔融或者已經揮發,有的則與石英生成了不溶于水的硅酸鉛.因此,我們的餐具在通常情況下使安全的.

  通過實驗證明,鉛元素在餐具的使用過程中都可能溶出.但是不同的使用方法鉛溶出的濃度各有不同,其中微波加熱會明顯增加鉛在浸泡液中的濃度.

  因此,我們建議,第一,選購陶瓷餐具應該在正規的大商場里購買,而不要貪圖便宜去街頭地攤上購買;第二,盡量不要選擇內壁花紋色彩過于鮮艷的陶瓷餐具;第三,在陶瓷餐具的使用時,不要長時間用米醋或鹽水浸泡餐具,這樣會使餐具中的鉛等重金屬元素溶出.

  最后,我建議,如果購買了內壁有鮮艷花紋的陶瓷餐具,除了用一般的清水或洗潔精清洗餐具表面的污垢外,可以用低濃度的醋酸(或食用米醋)浸泡24小時后,再用微波爐中火加熱5分鐘.經過這樣處理的陶瓷餐具,可以去除表面顏料中一些游離的鉛,從而可以安全地用于日常生活中,其鉛的含量會大大低于世界衛生組織規定的陶瓷餐具中鉛的標準.

  六 參考文獻

  1 潘榮,王凌莉,姚繼烈 陶瓷墻地磚鉛溶出量的探討 中國陶瓷 2006;42(6):44-46

  2 唐志陽 日用陶瓷品鉛,鎘溶出量檢測應注意的問題 山東陶瓷 2006;29(4):32-34

  3 劉福嶺 食品物理與化學分析方法 輕工業出版社 1987;284-289

  4 張雷,沈建興,李傳山 無鉛壓電陶瓷制備方法的研究進展 硅酸鹽通報 2007;26(5):957-961

  5 汪寶華 原子吸收光度法測定陶瓷顏料中高含量鉛 佛山陶瓷 1992;3:22-25

  6 秦建芳,袁先紅,趙亮 談無鉛化陶瓷裝飾的標準及無鉛顏料的應用 山東陶瓷 2008;31(1):22-23

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