3.Показатели безопасности.

Определения содержания токсичных элементов продукте.

Ртуть - относится к наиболее опасным высокотоксичным веществам.

В настоящее время в окружающую среду выбрасывается значительное количество ртути. Ртуть попадает в окружающую среду посредством естественного испарения из земной коры. Ртуть, попадая в ткани организма, образует там отложения, которые могут быть источником отравления. Ртуть накапливается в почве и попадает в продукты по пищевой цепи. Допустимый уровень ртути в не более 0,02 мг/кг.

Свинец - в настоящее время свинец является одним из приоритетных загрязнителей окружающей среды. Свинец является канцерогеном и тератогеном для организма. Попадая в организм, свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение. В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой цепи. Также свинец может попасть с упаковкой. Токсическая доза свинца для человека: 1 мг. Летальная доза для человека 10г. Допустимый уровень свинца не более 0,5 мг/кг.

Кадмий- кадмий относятся к сильноядовитым веществам. Токсическая доза для человека: 3-330 мг. Порог токсичности определен как 30 мкг/сутки. Летальная доза для человека: 1,5-9 г. Кадмий может попасть в пищевой продукт в результате попадания его из окружающей среды. Такое происходит, когда для выращивания сельскохозяйственных культур или животных используют территории, загрязненные кадмием. Допустимый уровень кадмия не более 0,1 мг/кг.

Мышьяк - содержится практически во всех продуктах животного и растительного происхождения, поэтому снабдить организм этим элементом совсем не сложно. Среди продуктов животного происхождения максимальное количество мышьяка содержат морепродукты, а также рыбий жир. Мышьяк входит в состав зерна и продуктов из злаковых культур. В большом количестве содержится в виноградном вине и табаке. Нередко мышьяк попадает в наш организм с питьевой водой. Порог токсичности данного элемента составляет от 5 до 50 мг в сутки. Превышение указанной дозы чревато летальным исходом.

Атомно-абсорбционная спектроскопия.

Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) – это метод количественного элементного анализа по атомным спектрам поглощения (абсорбция). Через слой атомных паров пробы, получаемых с помощью атомизатора, пропускают излучение в диапазоне 190-850 нм. В результате поглощения квантов света атомы переходят в возбужденные энергетические состояния.

M+hvM^*

П

Рисунок 1. Поглащение энергии электромагнитного излучения атомным паром.

ереход в атомное состояние происходит при распылении раствора пробы в высокотемпературное пламя, которое получают при горении ацетилена в воздухе или кислороде. Температура пламени в воздухе - 1900ºС , в кислороде -

3100ºС.Через пламя пропускают излучение определенной для каждого химического элемента длины волны. Для этого используют специальные лампы, испускающие очень узкий пучок света известной интенсивности. Часть излучения поглощается химическим элементом, находящимся в пламени; интенсивность прошедшего света замеряется с помощью фотоэлементов. Интенсивность поглощенного света, согласно закону Ламберта-Бера, пропорциональна концентрации химического элемента: ,

где D - замеряемый сигнал (оптическая плотность),

ε - коэффициент пропорциональности, зависящий от природы вещества,

d - толщина поглощающего слоя,

C - концентрация вводимого в пламя раствора анализируемого вещества. Уолш сформулировал два правила, соблюдение которых необходимо для измерения сигнала атомной абсорбции:

1. Длина волны максимального поглощения атомного пара должна быть равна длине максимальной интенсивности излучения источника.

2. Ширина спектральной линии поглощения атомных паров должна быть, по крайней мере, в два раза больше ширины линии испускания источника.

В качестве источника излучения используют чаще лампу с полым катодом (ЛСП), которая состоит из двух металлических электродов, которые впаяны в стеклянный баллон с кварцевым торцевым окном

Рисунок 2. Устройство ЛСП.

А нодом служит вольфрамовая проволочка. Катод представляет собой металлический полый цилиндр, открытый с одной стороны. Внутренние стенки катода покрыты слоем определяемого элемента. Лампа заполнена слоем инертного газа- аргоном или неоном, давление внутри лампы пониженное- около 3 мм. рт. ст. Если между электродами создать напряжение порядка 300-600 вольт, атомы инертного газа ионизируются, и в лампе возникает тлеющий заряд. Положительно заряженные ионы инертного газа ускоряются под действием электрического поля и бомбардируют поверхность катода, инициируя испарение атомов с поверхности катода и образование тонкого слоя атомного пара. Последующие столкновения переводят атомы в возбужденное состояния, в результате чего вблизи поверхности катода возникает характерное свечение, спектр которого состоит из линий элемента, которым покрыт катод, а так же линий инертного газа, что можно увидеть на рисунке 3.

Р исунок 3 – процессы вблизи поверхности катода ЛСП.

Недостаток ламп с полым катодом — возможность определения только одного элемента. Существуют многоэлементные лампы, где катод выполнен из сплава нескольких элементов, однако они обладают более плохими эксплуатационными характеристиками, по сравнению с обычными одноэлементными лампами.

Атомно-абсорбционный анализ характеризуется высокой избирательностью, низкими пределами обнаружения, хорошей воспроизводимостью (относительно стандартное отклонение 0,005-0,02), экспрессностью (до 300 измерений в час) и высокой степенью автоматизации.

Атомно-абсорбционный анализ применяют для определения как следовых (10-6%), так и макроколичеств примерно 70 элементов в различных горных породах, рудах и минералах, в продуктах нефтехимии и металлургии, в биологических объектах и т.д. При геохимических поисках в условиях полевых лабораторий используют беспламенный метод для определения микропримесей (10-7-10-1%) ртути.