畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法

技术领域

本发明属于畜禽粪便检测领域，具体涉及畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法。

背景技术

二氧化钛(TiO

然而目前，对于二氧化钛含量的测试方法主要应用于食品领域，食品中二氧化钛含量的测试方法有比色法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法。比如食品样品经酸消解后，在强酸性介质中钛与二安替比林甲烷形成黄色络合物，于分光光度计波长420nm处测量其吸光度，采用标准曲线法定量；采用微波消解法处理小麦粉样品，采用紫外分光光度法和ICP-MS法测定二氧化钛的含量。但是，对于畜禽粪便中二氧化钛含量的检测研究不多，由于畜禽粪便成分复杂，含有较多有机质及其他难溶性物质，目前尚未见成熟且准确的适用于测定畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，其能够对畜禽粪便中二氧化钛含量进行准确测定。

实现上述目的包括如下技术方案。

本发明提供一种畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，该测定方法包括如下步骤：

取畜禽粪便粉末样品放入消解容器中，加入消解液进行消解得到样品消解液；其中，消解液包括硝酸、氢氟酸和硫酸；

测定样品消解液的钛元素含量，并计算得到二氧化钛的含量。

在其中一些实施例中，所述测定样品消解液的钛元素含量步骤中，是通过采用电感耦合等离子体发射光谱仪对样品消解液的钛元素含量进行测定。

其中，电感耦合等离子体发射光谱仪的条件:

具体地，测定方法包括如下步骤：

配置标准工作曲线：制备钛标准溶液，通过电感耦合等离子体发射光谱仪测试标准工作曲线溶液，绘制标准工作曲线；

通过电感耦合等离子体发射光谱仪测试样品消解液，获得相应样品消解液中钛的浓度。

根据样品消解液中钛的浓度，计算出样品中二氧化钛的含量。计算公式如下：c＝(c

在其中一些实施例中，所述加入消解液进行消解得到样品消解液包括如下步骤：

向加入有畜禽粪便粉末样品的消解容器中加入水，随后加入硫酸，将消解容器置于电热板上加热消解至溶液剩余量小于1ml时，取出冷却至室温；

向消解容器中加入硝酸，并置于电热板上加热消解至溶液剩余量为0.3ml～0.6ml时，取出冷却至室温；

向消解容器中加入氢氟酸，并置于电热板上继续加热消解至溶液剩余量为0.3ml～0.6ml时，取出；

向消解容器中加入水，并置于电热板上继续加热，直至溶液剩余量为0.8ml～1.2ml时，取下冷却至室温，随后定量转移至定量容器中，摇匀得到样品消解液；其中，该消解容器为特氟龙烧杯。

在其中一些实施例中，当所述畜禽粪便粉末为1g～3.5g时，所用硫酸的量为2mL～8mL，所用硝酸的量为5mL～10mL，所用氢氟酸的量为3mL～8mL。

在其中一些实施例中，所述加入消解液进行消解得到样品消解液包括如下步骤：

向加入有禽粪便粉末样品的消解容器中加入硝酸、硫酸和氢氟酸，在室温下预反应30min～60min；

然后旋紧消解容器的盖子，放入微波消解仪中进行消解；

消解完成后将消解容器放入石墨消解仪中进行赶酸，随后定量转移至定量容器中，摇匀得到样品消解液；其中，该消解容器为微波消解管。

在其中一些实施例中，当所述畜禽粪便粉末为1g～3.5g时，所用硝酸、氢氟酸和硫酸的体积总和为5ml～6ml，且硝酸、氢氟酸和硫酸的体积比为2.5～3.5:1.3～1.7:1，优选地，硝酸、氢氟酸和硫酸的体积比为3:1.5:1。

在其中一些实施例中，所述微波消解仪的消解程序为：

从室温经3～6min升至125～135℃，保持5～15min；再经3～6min升至155～170℃，保持5～15min；最后经10～20min升至170～190℃，保持15～25min；

优选地，从室温经4.5～5.5min升至128～132℃，保持8～12min；再经4.5～5.5min升至163～167℃，保持8～12min；最后经14～16min升至178～182℃，保持18～22min。

在其中一些实施例中，所述加入消解液进行消解得到样品消解液包括如下步骤：

将加入有所述畜禽粪便粉末样品的消解容器置于电炉上对样品进行炭化，直至消解容器中的样品无烟产生为止；

再将消解容器移入650℃～850℃的马弗炉中，对样品进行灰化，直至消解容器中样品完全灰化后，冷却至室温；

向消解容器中的灰化样品中加入水，以及硫酸，置于电炉上加热至溶液剩余量为0.8ml～1.2ml时，取出冷却至室温；

在消解容器中加入硝酸溶液，置于电热板上加热消解至溶液剩余量为0.8ml～1.2ml时，取下冷却至室温，随后定量转移至定量容器中，摇匀得到样品消解液；其中，该消解容器为坩埚。

在其中一些实施例中，当所述畜禽粪便粉末为1g～3.5g时，所用硫酸的量为3mL～5mL，所用硝酸溶液(50％(V/V))的量为5mL～10mL，所用氢氟酸的量为3mL～8mL。

在其中一些实施例中，所述取畜禽粪便粉末样品放入消解器中步骤之前，还包括：

将畜禽粪便样品风干，将风干后的畜禽粪便样品进行粉碎，并通过50～80目筛得到畜禽粪便粉末。

在其中一些实施例中，该畜禽粪便为猪、牛、羊、马、鸡、鸭、鹅的粪便。

上述，该硫酸为分析纯的硫酸，硝酸为分析纯的硝酸，氢氟酸为分析纯的氢氟酸。

上述，该消解容器可以根据消解方式的不同而选取为特氟龙烧杯、微波消解管或坩埚等。

本发明中，通过硝酸、硫酸和氢氟酸协同配合形成的消解体系，能够对成分复杂的畜禽粪便进行有效消解，且消解彻底，消解效率高，从而能够准确测定畜禽粪便中二氧化钛的含量，并且通过优化消解过程中的参数及方法，能够得到更精确且快速的测定结果，从而实现对畜禽粪便中二氧化钛的含量进行准确及快速测定。

具体实施方式

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用化学试剂，均为市售产品。

除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术

领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。本发明所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

本实施例所述的畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，包括以下步骤：

(1)将猪粪样品500g置于通风橱中风干，将风干后的猪粪样品进行粉碎，并通过60目筛得到粪便粉末，并混合均匀；

(2)准备三个干净的特氟龙烧杯编号为S1-1，S1-2，SB1-1，分别称取1g(精确至0.1mg)粪便粉末样品于特氟龙烧杯中，向装有样品的特氟龙烧杯中加入2ml水润湿样品，然后向编号为SB1-1特氟龙烧杯加入1.25mL1000mg/L的钛标准溶液，向编号为S1-1，S1-2分别加入1.25mL一级水，再向每个特氟龙烧杯再加入4mL硫酸，将特氟龙烧杯置于电热板上加热消解，待特氟龙烧杯内溶液约1mL时，取下特氟龙烧杯，待特氟龙烧杯冷却至室温后，加入8mL硝酸置于电热板上进行消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却后，再加入4mL的氢氟酸置于电热板上继续消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约0.5mL时，取下加入10mL的水置于电热板上继续加热，直至特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却至室温，定量转移至25mL的容量瓶中，同时做空白试验，摇匀待测。

(3)用10mL移液管准确移取市售钛标准溶液(1000mg/L)于100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得100mg/L的钛标准储备液；用10mL移液管准确移取钛标准储备溶液(100mg/L)于100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得10mg/L的钛标准中间溶液；分别移取10mg/L的钛标准中间溶液0.0mL，1.0mL，2.0mL，5.0mL，10.0mL，20.0mL于6个100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得0.0mg/L，0.1mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，2.0mg/L的标准工作曲线溶液，摇匀得到钛标准工作曲线溶液待测。

(4)使用安捷伦电感耦合等离子体发射光谱仪(型号5110)，打开仪器及相关辅助设备和电脑，将仪器预热20nim。

(5)设置仪器测试参数，RF功率/1.25kW，等离子体氩气流速/12.0L.min-1，辅助气流速/1.00L.min-1，泵速/12rpm，雾化气流量/0.70L.min-1，稳定时间/20s，读取时间/5s。并用1mg/L的锰标准溶液进行校准验证。符合要求后，先完成钛元素标准工作曲线的测试，然后再分析样品溶液，编号为S1-1，S1-2，SB1-1的钛离子浓度超过标准工作曲线线性范围，将样品溶液S1-1，S1-2稀释100倍，将样品溶液SB1-1稀释200倍，测试稀释后的溶液，获得S1-1钛的浓度为1.8861mg/L,获得S1-2钛的浓度为1.8203mg/L,获得SB1钛的浓度为1.1803mg/L。

(6)通过计算依次得到编号为S1-1，S1-2，SB1-1样品中钛离子浓度188.61mg/L，182.03mg/L，236.06mg/L；加标回收率为101.50％。

实施例2：

本实施例所述的畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，包括以下步骤：

(1)准备三个干净的微波消解管编号为S2-1，S2-2，SB2-1，分别称取实施例1中步骤1得到的粪便粉末样品各1g(精确至0.1mg)放置于各微波消解管中，然后向编号为SB2-1微波消解管加入1.25mL1000mg/L的钛标准溶液，向编号为S2-1，S2-2分别加入1.25mL一级水，再向每个微波消解管再加入5mL的硝酸、硫酸和氢氟酸(6:2:3体积比)混合酸，将微波消解管置于60℃电热板上预消解，预反应45min，预反应结束后，旋紧微波消解管的盖子，放入微波消解仪中，微波消解仪的消解程序设置为：从室温经5min升至130℃，在130℃保持10min，再经5min升至165℃，在165℃保持10min，最后经15min升至180℃，在180℃保持20min；按照设定的消解程序进行消解，消解完成后，将微波消解管放入石墨消解仪上赶酸，赶完酸后定容至25mL容量瓶中，摇匀待测，同时做空白试验。

(2)用10mL移液管准确移取市售钛标准溶液(1000mg/L)于100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得100mg/L的钛标准储备液；用10mL移液管准确移取钛标准储备溶液(100mg/L)于100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得10mg/L的钛标准中间溶液；分别移取10mg/L的钛标准中间溶液0.0mL，1.0mL，2.0mL，5.0mL，10.0mL，20.0mL于6个100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得0.0mg/L，0.1mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，2.0mg/L的标准工作曲线溶液，摇匀得到钛标准工作曲线溶液待测。

(3)使用安捷伦电感耦合等离子体发射光谱仪(型号5110)，打开仪器及相关辅助设备和电脑，将仪器预热20nim。

(4)设置仪器测试参数，RF功率/1.25kW，等离子体氩气流速/12.0L.min-1，辅助气流速/1.00L.min-1，泵速/12rpm，雾化气流量/0.70L.min-1，稳定时间/20s，读取时间/5s。并用1mg/L的锰标准溶液进行校准验证。符合要求后，先完成钛元素标准工作曲线的测试，然后再分析样品溶液，编号为S2-1，S2-2，SB2-1的钛离子浓度超过标准工作曲线线性范围，将样品溶液S2-1，S2-2稀释100倍，将样品溶液SB2-1稀释200倍，测试稀释后的溶液，获得S2-1钛的浓度为1.8987mg/L,获得S2-2钛的浓度为1.8699mg/L,获得SB2钛的浓度为1.1777mg/L。

(5)通过计算依次得到编号为S2-1，S2-2，SB2-1样品中钛离子浓度189.87mg/L，186.99mg/L，235.54mg/L；加标回收率为94.20％。

实施例3：

本实施例所述的畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，包括以下步骤：

(1)准备三个干净的坩埚,编号为S3-1-1，S3-2-2，SB3-1-3，分别称取实施例1中步骤1得到的粪便粉末样品各1g(精确至0.1mg)于坩埚中，向装有样品的坩埚中加入2ml水润湿样品，然后向编号为SB3-1-1特氟龙烧杯加入1.25mL1000mg/L的钛标准溶液，向编号为S3-1-1，S3-1-2分别加入1.25mL一级水，然后将装有样品的坩埚置于通风橱中的电炉上进行炭化，直至坩埚中的样品无烟产生为止，再将坩埚移入750℃的马弗炉中，进行灰化，直至坩埚中样品完全灰化后，冷却至室温并将灰化样品分别转移至三个干净的特氟龙烧杯,编号为S3-1，S3-2，SB3-1。

向每个特氟龙烧杯加入2ml水润湿样品，随后加入4mL的硫酸，将特氟龙烧杯置于电热板上加热消解，待特氟龙烧杯内溶液约1mL时，取下特氟龙烧杯，待特氟龙烧杯冷却至室温后，加入6mL的50％(V/V)的硝酸溶液置于电热板上进行消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却后，再加入4mL的氢氟酸置于电热板上继续消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约0.5mL时，取下加入10mL的水置于电热板上继续加热，直至特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却至室温，定量转移至25mL的容量瓶中，同时做空白试验，摇匀待测。

(2)用10mL移液管准确移取市售钛标准溶液(1000mg/L)于100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得100mg/L的钛标准储备液；用10mL移液管准确移取钛标准储备溶液(100mg/L)于100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得10mg/L的钛标准中间溶液；分别移取10mg/L的钛标准中间溶液0.0mL，1.0mL，2.0mL，5.0mL，10.0mL，20.0mL于6个100mL容量瓶中，用3％(V/V)的硫酸溶液定容至刻度，摇匀获得0.0mg/L，0.1mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，2.0mg/L的标准工作曲线溶液，摇匀得到钛标准工作曲线溶液待测。

(3)使用安捷伦电感耦合等离子体发射光谱仪(型号5110)，打开仪器及相关辅助设备和电脑，将仪器预热20nim。

(4)设置仪器测试参数，RF功率/1.25kW，等离子体氩气流速/12.0L.min-1，辅助气流速/1.00L.min-1，泵速/12rpm，雾化气流量/0.70L.min-1，稳定时间/20s，读取时间/5s。并用1mg/L的锰标准溶液进行校准验证。符合要求后，先完成钛元素标准工作曲线的测试，然后再分析样品溶液，编号为S3-1，S3-2，SB3-1的钛离子浓度超过标准工作曲线线性范围，将样品溶液S3-1，S3-2稀释100倍，将样品溶液SB3-1稀释200倍，测试稀释后的溶液，获得S3-1钛的浓度为1.8533mg/L,获得S3-2钛的浓度为1.8229mg/L,获得SB3钛的浓度为1.1633mg/L。

(5)通过计算依次得到编号为S3-1，S3-2，SB3-1样品中钛离子浓度185.33mg/L，182.29mg/L，232.66mg/L；加标回收率为97.70％。

对比例1

本对比例所述的畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，包括以下步骤：

与实施例1相比，不同之处在于：

步骤(2)中，准备三个干净的特氟龙烧杯编号为DS1-1，DS1-2，DSB1-1，分别称取实施例1中步骤1得到的粪便粉末样品各1g(精确至0.1mg)于特氟龙烧杯中，向装有样品的特氟龙烧杯中加入2ml水润湿样品，然后向编号为DSB1-1特氟龙烧杯加入1.25mL1000mg/L的钛标准溶液，向编号为DS1-1，DS1-2分别加入1.25mL一级水，再向每个特氟龙烧杯加入10mL硝酸置于电热板上进行消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却后，再加入4mL的氢氟酸置于电热板上继续消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约0.5mL时，取下加入10ml水置于电热板上继续加热，直至特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却至室温，定量转移至25mL的容量瓶中，同时做空白试验，摇匀待测。

(5)编号为DS1-1，DS1-2，DSB1-1的钛离子浓度超过标准工作曲线线性范围，将样品溶液DS3-1，DS3-2稀释100倍，将样品溶液DSB3-1稀释200倍，测试稀释后的溶液。

获得DS1-1钛的浓度为1.5733mg/L,获得DS1-2钛的浓度为1.3759mg/L,获得DSB1-1钛的浓度为1.0289mg/L。

(6)通过计算依次得到编号为DS1-1，DS1-2，DSB1-1样品中钛离子浓度157.33mg/L，137.59mg/L，205.78mg/L；加标回收率为117％。

对比例2

本对比例所述的畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，包括以下步骤：

与实施例1相比，不同之处在于：

步骤(2)中，准备三个干净的特氟龙烧杯编号为DS2-1，DS2-2，DSB2-1，分别称取实施例1中步骤1得到的粪便粉末样品各1g(精确至0.1mg)于特氟龙烧杯中，向装有样品的特氟龙烧杯中加入2ml水润湿样品，然后向编号为DSB2-1特氟龙烧杯加入1.25mL1000mg/L的钛标准溶液，向编号为DS2-1，DS2-2分别加入1.25mL一级水，再向每个特氟龙烧杯再加入8mL硝酸，将特氟龙烧杯置于电热板上加热消解，待特氟龙烧杯内溶液约1mL时，取下特氟龙烧杯，待特氟龙烧杯冷却至室温后，加入2mL高氯酸置于电热板上进行消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却后，再加入4mL的氢氟酸置于电热板上继续消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约0.5mL时，取下加入10ml的水置于电热板上继续加热，直至特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却至室温，定量转移至25mL的容量瓶中，同时做空白试验，摇匀待测。

(5)编号为DS2-1，DS2-2，DSB2-1的钛离子浓度超过标准工作曲线线性范围，将样品溶液DS2-1，DS2-2稀释100倍，将样品溶液DSB2-1稀释200倍，测试稀释后的溶液，

获得DS2-1钛的浓度为1.7716mg/L,获得DS2-2钛的浓度为1.7145mg/L,获得DSB2-1钛的浓度为1.0861mg/L。

(6)通过计算依次得到编号为DS2-1，DS2-2，DSB2-1样品中钛离子浓度177.16mg/L，171.45mg/L，217.22mg/L；加标回收率为85.8％。

对比例3

本对比例所述的畜禽粪便中二氧化钛含量的测定方法，包括以下步骤：

与实施例1相比，不同之处在于：

步骤(2)中，准备三个干净的特氟龙烧杯编号为DS3-1，DS3-2，DSB3-1，分别称取1g(精确至0.1mg)粪便粉末样品于特氟龙烧杯中，向装有样品的特氟龙烧杯中加入2ml水润湿样品，然后向编号为SB1-1特氟龙烧杯加入1.25mL1000mg/L的钛标准溶液，向编号为S1-1，S1-2分别加入1.25mL一级水，再向每个特氟龙烧杯再加入1mL硫酸，将特氟龙烧杯置于电热板上加热消解，待特氟龙烧杯内溶液约1mL时，取下特氟龙烧杯，待特氟龙烧杯冷却至室温后，加入12mL硝酸置于电热板上进行消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却后，再加入2mL的氢氟酸置于电热板上继续消解，待特氟龙烧杯中溶液剩余约0.5mL时，取下加入10mL的水置于电热板上继续加热，直至特氟龙烧杯中溶液剩余约1mL时，取下冷却至室温，定量转移至25mL的容量瓶中，同时做空白试验，摇匀待测。

(5)编号为DS3-1，DS3-2，DSB3-1的钛离子浓度超过标准工作曲线线性范围，将样品溶液DS3-1，DS3-2稀释100倍，将样品溶液DSB3-1稀释200倍，测试稀释后的溶液；

获得DS3-1钛的浓度为1.7412mg/L,获得DS3-2钛的浓度为1.6348mg/L,获得DSB3-1钛的浓度为1.0656mg/L。

(6)通过计算依次得到编号为DS3-1，DS3-2，DSB3-1样品中钛离子浓度174.12mg/L，163.48mg/L，213.12mg/L；加标回收率为88.6％。

由以上可知，通过硝酸、硫酸和氢氟酸协同配合形成的消解体系，能够对成分复杂的畜禽粪便进行有效消解，且消解效率高，能够对畜禽粪便中二氧化钛的含量进行准确测定。在此基础上，控制硝酸、硫酸和氢氟酸的用量，能够对成分复杂的畜禽粪便消解彻底，进一步提高测量准确性，测得的加标回收率高达97％，证明该测定方法准确度高，能够对畜禽粪便中的二氧化钛进行可靠分析。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。