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本课题是国家“十五”重大科技专项“苹果安全关键技术集成与示范”的部分研究内容。经过近两年的努力主要完成苹果产地环境质量评价与苹果重金属的普查工作,提出了对于重金属的治理对策,并参与了陕西省地方标准的编写。苹果是陕西省农产品出口创汇最大的产品,但目前其质量安全却成为制约陕西省鲜果和果汁拓展国际市场的主要因素,故开展上述课题的研究工作是一项十分必要和非常重要的任务。
本论文首先对产地的土壤环境质量进行了评价。在2004年采集了陕西省优质苹果产区的5个县的14个乡镇(或者村)的土壤样品,其中包括洛川县、白水县、旬邑县、澄城县、富平县。测定了样品中重金属元素的含量。对土壤环境进行了单因子和多因子评价,对照《绿色食品产地环境质量标准》,单项污染指数无超标的情况,全部土壤样品没有受到重金属的污染。但是Cd有28.6%处于警戒级,其余的五种元素(Cr,Cu,Pb,Hg,As五种重金属元素)均为安全级的(P<0.7)。综合污染指数均没有超标,最大为0.622,最小为0.489,且全部小于0.7。由此可以看出,本论文所调查的果园土壤未受重金属污染,达到绿色食品产地环境质量标准的要求,从而达到绿色果品生产的要求。
用微波消化—电感耦合等离子体发射光谱法测定了苹果中的铅、砷、汞、镉、铬这五种元素的含量。经试验优化而确定的微波消化条件为:加入2ml浓硝酸,电热板温度设置为86℃,预消化30min,放冷至室温后,加入1ml双氧水,盖好盖子,装好罐,微波消化,定容后用ICP-AES检测。对于这五种重金属元素,未经预消化,只是微波消化处理的回收率为:Pb为99.4%、As为99.7%、Cu为102.9%、Cd为100.0%、Cr为98.3%,在98%~103%之间,试验表明在微波消化的过程中重金属元素的损失小,回收率好;经过微波消化和预消化处理样品的回收率比仅用微波消化的回收率略差:Pb为94.0%、As为99.3%、Cu为103.5%、Cd为93.7%、Cr为95.4%,在93%~104%之间。从测定的结果可看出:Pb的含量在0~0.113mg/kg之间,参照绿色食品有毒有害元素的限量标准,铅的超标率为38.3%;Cd和Cr的含量都<0.025mg/kg,Cu的含量在0.089mg/kg~1.709mg/kg之间,As<0.1mg/kg,达到绿色苹果的水平。
用微波消化—原子荧光光度法测定了苹果中汞元素的含量。汞的回收率在98%~104%,回收率好。样品中汞含量最高为0.899μg/kg,最低为0.107μg/kg,平均含量为0.355μg/kg,远远低于绿色食品的允许上限。
用分光光度法测定了苹果中的氟元素的含量,样品采用干法灰化处理。本法平均回收率为86.65%。由测定的结果来看,最大值为0.237mg/kg,最小值0.065mg/kg,平均为0.142mg/kg,远远低于绿色食品的允许含量。
初步研究了利用壳聚糖吸附重金属离子的条件及效果。由于壳聚糖分子中存在羟基、氨基和其他基团,可借氢键或其他盐键形成具有类似网状结构的笼型分子,对许多金属离子进行鳌合,因此能有效地吸附或捕集溶液的金属离子。试验表明,壳聚糖对所试验的4种金属离子都有吸附作用,在所试验范围内其对于金属离子的去除效果良好、吸附作用快速,10min后即能达到平衡。试验证明壳聚糖可用作重金属离子的吸附剂,其吸附率在一定限度内随着pH值、壳聚糖用量、吸附时间的增加而增加。