KR20030086490A - Assay method of heavy metals - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An analysis method of heavy metals is provided, thereby easily and cheaply analyzing heavy metals, such as lead, cadmium or the like included in a food vessel, food packing paper and the like, in the field. CONSTITUTION: An analysis method of heavy metals comprises the steps of: (a) heating a testing sample to carbonize and ash it; (b) dissolving the ashed sample in acid, filtering the dissolved solution, and neutralizing the filtered solution with alkali; (c) adding sodium sulfate into the neutralized solution and reacting them; and (d) measuring and analyzing the reaction product, wherein the testing sample is a food vessel or food packaging paper; the acid is nitric acid; and the heavy metal is lead or cadmium or the mixture thereof.

Description

중금속 검사방법{Assay method of heavy metals}{Assay method of heavy metals}

본 발명은 중금속 검사방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 황화나트륨을 이용하여 식품 용기, 식품 포장지 등에 포함된 납 또는 카드뮴을 검사하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heavy metal test method, and more particularly, to a method for testing lead or cadmium contained in food containers, food packaging, etc. using sodium sulfide.

중금속은 비중이 4이상 되는 금속의 총칭으로서 수은, 카드뮴, 납, 동, 크롬, 망간, 바나듐, 금, 은, 백금, 철 등이 있다. 그 중에서도 납과 카드뮴은 대표적인 환경호르몬 물질로서 표적장기에 축적성이 매우 높고 식수, 담배연기, 식품용기 등 일상생활에서 접하는 환경 속에서 광범위하게 발생하며 쉽게 노출된다.Heavy metals are generic names of metals having a specific gravity of 4 or more and include mercury, cadmium, lead, copper, chromium, manganese, vanadium, gold, silver, platinum, and iron. Among them, lead and cadmium are representative environmental hormone substances, which have a high accumulation in target organs, and are widely exposed in everyday environments such as drinking water, tobacco smoke, and food containers, and are easily exposed.

납은 중금속 중에서 가장 광범위하게 환경을 오염시키는 물질로서 우리 몸에 분진이나 증기의 형태로 직접 들어오기도 하지만 피부나 의복, 식품 등에 부착된 납이 2차적으로 입과 호흡기를 통하여 들어오기도 한다. 급성독성의 증세로는 구토, 위경련이 나타나고, 만성독성의 경우에는 지능저하, 청각손실, 간 기능장애, 신장기능 장애, 체중감소, 설사, 근육통, 무력감 및 면역체계 장애 등을 초래한다. 납 중독은 납제품 제조공정, 안료, 도료, 농약, 화합물 제조 또는 납축전지 제조 등의 환경에서 자주 발생한다.Lead is the most widely polluting environment among heavy metals, which can come directly into the body in the form of dust or steam, but lead, which is attached to skin, clothing, and food, can also enter through the mouth and respiratory system. Symptoms of acute toxicity include vomiting and stomach cramps. Chronic toxicity results in decreased intelligence, hearing loss, liver dysfunction, kidney dysfunction, weight loss, diarrhea, muscle pain, weakness, and immune system disorders. Lead poisoning often occurs in environments such as lead manufacturing, pigments, paints, pesticides, compounds, or lead acid batteries.

카드뮴은 납보다 더 위험한 중금속으로 급성독성의 증세로는 호흡곤란, 흉부압박감, 식욕부진, 구토증 등이 있으며, 만성독성의 증세로는 폐기종, 신장해, 단백료의 3대증상과 저색소성빈혈, 골염대사, 이상치아의 카드뮴 황색환, 고혈압, 면역기능의 저하, 전립선 암등이 나타나기도 한다. 또한, 카드뮴은 이타이이타이병의 원인이 되는 물질로서 식물에 의하여 토양으로부터 흡수가 잘 되며 흡수된 카드뮴은 식물세포 내부에 축적되어 씻어도 제거되지 않는다.Cadmium is a more dangerous heavy metal than lead. The symptoms of acute toxicity include dyspnea, chest compressions, anorexia, and vomiting. The chronic toxicity symptoms include emphysema, kidney disease, and three major symptoms of protein and hypopigmentation. , Osteomyelitis, cadmium yellow ring of abnormal teeth, high blood pressure, reduced immune function, prostate cancer, etc. may appear. In addition, cadmium is a substance that causes Itai Thai disease, which is well absorbed from the soil by plants, and the absorbed cadmium accumulates inside plant cells and is not removed even when washed.

특히, 식품 용기 또는 식품 포장지는 식품을 제조, 저장, 유통 및 보관할 때 식품과 접촉하므로 납과 카드뮴에 오염되었을 경우 식품을 통하여 체내에 유입되고 축적되어 독성을 일으킨다. 또한 식품에 직접 접촉하지 않는 포장지의 겉면이나 인쇄물에도 중금속이 다량 존재하며, 용도외의 사용, 매립 또는 소각하는 과정에서 인체로 유입되기도 한다.In particular, since food containers or food wrapping papers come into contact with foods when they are manufactured, stored, distributed, and stored, they become toxic and accumulate in the body through foods when contaminated with lead and cadmium. In addition, a large amount of heavy metals are present on the outer surface or printed matter of the packaging that does not come in direct contact with food, and sometimes enters the human body during the use, landfill or incineration.

또한, 식품 용기 또는 식품 포장지에서의 유해물질 검출이 종종 보고되었다. 1970년대에는 음료수 캔에서 납이 검출되었고, 1986년에는 염화비닐 랩에서 DOP가 검출된 사례가 있다. 또한, 1998년에는 컵라면 용기에서 스티렌다이머, 스티렌트리머가 검출되었고, 폴리카보네이트제 젖병에서는 비스페놀 A가 검출되었으며, 2002년에는 식품용기포장에서 벤조펜논이 검출된 사례가 보고되어 식품 용기 또는 식품 포장지로 인하여 중금속에 중독 될 가능성이 매우 높음을 알 수 있다.In addition, the detection of hazardous substances in food containers or food packaging is often reported. Lead was detected in beverage cans in the 1970s and DOP was detected in vinyl chloride wraps in 1986. In 1998, styrene dimers and styrene trimers were detected in cup noodle containers, bisphenol A was detected in polycarbonate bottles, and in 2002, benzophenone was detected in food containers. It can be seen that the possibility of poisoning due to heavy metals is very high.

식품 용기 또는 식품 포장지의 중금속 오염, 특히 납과 카드뮴 오염은 플라스틱 제조 시 색상을 내기 위하여 공업용 안료를 사용함으로써 발생되며 이러한 오염을 막기 위하여 식품위생법 제 19조 ①항에서는 "식품등을 제조·가공하는 영업을 하는 자는 보건복지부령이 정하는 바에 의하여 그가 제조·가공하는 식품 등이 제 7조 제1항 및 제 2항 또는 제 9조 제 1항 및 제 2항의 규정에 의한 기준·규격에 적합한지 여부를 검사하여야 한다."고 명시하고 있다. 그러나 기존의 중금속 검사법은 고가의 외국기기와 전문적인 지식 및 기술을 요구하므로 자본력이 부족하고 전문인력이 없는 영세한 식품 용기 또는 식품 포장지 제조업체에서는 식품 용기 또는 식품 포장지의 중금속 오염여부를 검사하는 것이 현실적으로 불가능한 문제점이 있다.Heavy metal contamination, especially lead and cadmium contamination, in food containers or food packaging is caused by the use of industrial pigments to give color to plastics.In order to prevent such contamination, Article 19 (1) of the Food Sanitation Act states, The person who conducts business shall comply with the standards and standards under Article 7 (1) and (2) or 9 (1) and (2) as prescribed by Ordinance of the Ministry of Health and Welfare. Should be inspected. " However, the existing heavy metal inspection method requires expensive foreign devices and specialized knowledge and skills, so it is practical to inspect the contamination of heavy metals in food containers or food wrapping papers in small food containers or food packaging manufacturers with insufficient capital and no human resources. There is an impossible problem.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 검체를 전처리하고 시험용액을 제조한 후 황화나트륨 시액을 가하여 측정·분석하는 단계로 구성되어 현장검사가 가능하고 비용이 적게 소요되는 중금속 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, it is composed of the steps of pre-treatment of the sample and the preparation of the test solution and the measurement and analysis by the addition of sodium sulfide solution, the site inspection is possible and cost-effective heavy metal inspection method The purpose is to provide.

전술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 검체를 가열하여 탄화한 후 회화하는 단계; 산으로 용해하고 여과한 후 중화시키는 단계; 황화나트륨 시액을 가하여 반응시키는 단계; 상기 반응물을 측정하고 분석하는 단계를 포함하여 구성되는 중금속 검사방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of heating the carbonized sample and then ingesting; Dissolving with acid, filtering and neutralizing; Reacting by adding sodium sulfide solution; It provides a heavy metal test method comprising the step of measuring and analyzing the reactants.

본 발명에 따른 중금속 검사방법은 식품 용기, 식품 포장지, 플라스틱 용기등을 대상으로 이용될 수 있다.Heavy metal inspection method according to the present invention can be used for food containers, food packaging, plastic containers and the like.

또한, 본 발명에 따른 중금속 검사방법은 납, 카드뮴 등의 중금속을 검체로부터 검출하는데 이용될 수 있으며, 검체의 중금속 함유 정도를 경제적이고 효율적으로 정성분석 및 정량분석 할 수 있다.In addition, the heavy metal test method according to the present invention can be used to detect heavy metals such as lead, cadmium, etc. from the sample, it can be economically and efficiently qualitatively and quantitatively analyze the heavy metal content of the sample.

이하, 본 발명의 구성에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 중금속 검사방법은 검체의 전처리 단계, 시험용액의 제조단계, 중금속 성분의 침전단계, 중금속 성분의 정성시험 또는 정량시험단계을 포함하여 구성된다.Heavy metal test method according to the present invention comprises a pre-treatment step of the sample, the preparation of the test solution, the precipitation step of the heavy metal component, the qualitative test or quantitative test step of the heavy metal component.

본 발명에 따른 중금속 검사방법의 검체의 전처리 단계에서는 검체를 가열하여 탄화한 후 회화하여 처리한다. 일정량의 검체를 석영 또는 사기도가니에 달아 느슨하게 뚜껑을 덮고 300 ~ 400℃에서 약하게 가열하여 탄화시킨 후, 500 ~ 600℃에서 강하게 가열하여 회화하고 상온으로 냉각한다. 검체의 전처리 단계는 검체를 가열하여 검체에 포함되어 있는 유기물을 탄화하여 분해시키고 검사의 대상이 되는 중금속 물질은 분해되지 않도록 하기 위한 과정이다.In the pretreatment step of the specimen of the heavy metal inspection method according to the present invention, the specimen is heated and carbonized, followed by incineration. A certain amount of sample is attached to a quartz or porcelain crucible, loosely capped and carbonized by mild heating at 300 to 400 ° C, followed by intense heating at 500 to 600 ° C, and cooling to room temperature. The pretreatment step of the sample is a process for heating the sample to carbonize and decompose the organic matter contained in the sample, and not to decompose the heavy metal material to be examined.

본 발명에 따른 중금속 검사방법의 시험용액의 제조단계에서는 상기 단계에서 전처리 된 검체를 산으로 용해하고 여과한 후 중화시킨다. 대부분의 중금속은 산에 용해되나 기타 탄화성분은 산에 용해되지 않으므로, 본 발명의 중금속 검사의 대상인 중금속만을 남기고 검사에 불필요한 탄화성분을 제거하기 위하여 검체를 산으로 용해하고 여과한다. 검체의 중금속을 용해시키기 위한 산으로는 황산, 염산및 질산 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 0.3 내지 0.8N의 질산을 이용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.5N의 질산을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 중금속이 산에 용해되는 과정을 다음의 반응식 1로 나타내었다.In the preparation step of the test solution of the heavy metal inspection method according to the present invention, the sample pretreated in the above step is dissolved with acid, filtered and neutralized. Most of the heavy metals are dissolved in acid, but other carbonized components are not dissolved in acid, so that the samples are dissolved with acid and filtered to remove the carbonized components that are not necessary for the inspection, leaving only the heavy metals to be subjected to the heavy metal inspection of the present invention. As an acid for dissolving the heavy metal of the sample, sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid may be used, but preferably 0.3-0.8 N nitric acid may be used, and most preferably 0.5 N nitric acid is used. . The process of dissolving heavy metals in acid is shown in Scheme 1 below.

Pb2++ Cd2++ 4HNO3→ Pb(NO3)2+ Cd(NO3)2+ 2H2Pb 2+ + Cd 2+ + 4HNO 3 → Pb (NO 3 ) 2 + Cd (NO 3 ) 2 + 2H 2

또한, 본 발명에 따른 중금속 검사방법은 이하에서 설명하듯이 중금속을 포함하는 용액에 황화나트륨 시액을 첨가하면 침전이 일어나는 원리를 이용한 것이다. 그러나 용액중의 산의 농도가 높으면 용해도적 상수가 증가하여 침전이 잘 일어나지 않으므로 검체의 정확한 중금속 검사결과를 얻을 수 없다. 따라서 상기에서 산을 첨가하여 산성이 된 시험용액을 중화시키기 위하여 바람직하게는 페놀프탈레인 지시약을 첨가하고 암모니아 시액을 이용하여 중화한 후 초산시액을 가하여 시험용액의 산 농도를 적정수준으로 맞춘다. 상기 산 농도의 적정수준은 중금속 침전물이 발생하기 유리한 범위인 pH 3 내지 5로 맞추는 것이 바람직하다.In addition, the heavy metal test method according to the present invention uses the principle that precipitation occurs when sodium sulfide solution is added to a solution containing heavy metal as described below. However, if the concentration of acid in the solution is high, the solubility constant increases, so that precipitation does not occur well, so that accurate heavy metal test results of the sample cannot be obtained. Therefore, in order to neutralize the test solution which has been acidified by adding acid, it is preferable to add phenolphthalein indicator, neutralize with ammonia solution, and then add acetic acid solution to adjust the acid concentration of the test solution to an appropriate level. The appropriate level of acid concentration is preferably adjusted to pH 3 to 5, which is an advantageous range in which heavy metal precipitates are generated.

본 발명에 따른 중금속 검사방법의 중금속 성분 침전단계는 상기와 같이 처리된 시험용액에 황화나트륨 시액을 가하고 혼합하여 반응시킨다. 중금속 이온과 황화나트륨을 반응시키면 물에 대하여 불용성인 황화물이 생성된다. 특히 납 또는카드뮴 이온은 황화나트륨과 반응하면 황갈색의 침전물이 생성되므로 시험용액에 황화나트륨 시액을 가하여 반응시킨 후 약 5분간 방치한다. 상기 납 또는 카드뮴과 황화나트륨 시액으로부터 황갈색의 침전물이 생성되는 과정은 다음의 반응식 2와 반응식 3에 나타내었다.In the heavy metal component precipitation step of the heavy metal inspection method according to the present invention, sodium sulfide solution is added to the test solution treated as described above, and reacted by mixing. The reaction of heavy metal ions with sodium sulfide produces sulfides that are insoluble in water. In particular, lead or cadmium ions react with sodium sulfide to give a yellowish brown precipitate. Sodium sulfide solution is added to the test solution for 5 minutes. The process of producing a yellowish brown precipitate from the lead or cadmium and sodium sulfide solution is shown in the following schemes 2 and 3.

Pb(NO3)2+ H2S → PbS↓ + 2HNO3 Pb (NO 3 ) 2 + H 2 S → PbS ↓ + 2HNO 3

Cd(NO3)2+ H2S → CdS↓ + 2HNO3 Cd (NO 3 ) 2 + H 2 S → CdS ↓ + 2HNO 3

본 발명에 따른 중금속 검사방법에서 중금속 성분의 정성분석은 상기와 같이 처리한 시험용액을 흰색 종이 위에 놓고 상방에서 관찰함으로써 실시할 수 있다. 또한 중금속 성분의 정량시험은 납 또는 카드뮴의 표준용액을 황화나트륨 시액으로 처리한 결과와 비교하여 시료에서 납 또는 카드뮴의 농도를 판정할 수 있다.Qualitative analysis of heavy metal components in the heavy metal inspection method according to the present invention can be carried out by placing the test solution treated as above on a white paper and observing from above. In addition, the quantitative test of heavy metal components can determine the concentration of lead or cadmium in a sample by comparing the standard solution of lead or cadmium with sodium sulfide solution.

본 발명에 따른 중금속 검사방법에 따라 시험용액으로부터 검출할 수 있는 납의 농도는 0.1 내지 250ppm이며, 바람직하게는 5ppm 내지 100ppm을 검출할 수 있다.The concentration of lead that can be detected from the test solution according to the heavy metal inspection method according to the present invention is 0.1 to 250ppm, preferably 5ppm to 100ppm can be detected.

또한, 본 발명에 따른 중금속 검사방법에 따라 시험용액으로부터 검출할 수있는 카드뮴의 농도는 0.3 내지 250ppm이며, 바람직하게는 25 내지 100ppm을 검출할 수 있다.In addition, the concentration of cadmium which can be detected from the test solution according to the heavy metal inspection method according to the present invention is 0.3 to 250ppm, preferably 25 to 100ppm can be detected.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1Example 1

검체의 전처리Sample pretreatment

식품 용기 1g을 검체로 하여 황산 1~2 방울을 가하고 300 ~ 400℃에서 약하게 가열하여 탄화한 후 450 ~ 550℃에서 강하게 가열하여 회화한 다음 냉각시켰다.1 g of a food container was used as a sample, and 1 to 2 drops of sulfuric acid were added thereto, and the mixture was carbonized by mild heating at 300 to 400 ° C, and then heated at 450 to 550 ° C for incineration and then cooled.

실시예 2Example 2

시험용액의 제조Preparation of Test Solution

상기 단계에서 준비된 시료에 0.5N 질산을 10 ∼ 20㎖ 가하여 시료 속의 중금속을 용해하고 기타 탄화성분을 제거하기 위하여 여과하였다. 상기 여과액을 0.5N 질산으로 50㎖를 맞추고 상기 액 20㎖을 취하여 네슬러관에 넣고, 페놀프탈레인 지시약을 1 방울 넣은 후, 상기 액이 엷은 적색이 될 때까지 암모니아(28%) 10㎖에 물 30㎖을 가하여 제조한 암모니아 시액을 적가하여 중화시킨 다음, 초산 4g을 물 100㎖에 첨가하여 제조한 4% 초산 시액 2㎖을 가하여 산 농도를 pH 3 내지 4가 되도록 하였다. 상기와 같이 제조된 액에 물을 가하여 50㎖로 하여 시험용액으로 하였다.0.5N nitric acid was added to the sample prepared in the above step, and 10-20 ml of nitric acid was filtered to dissolve the heavy metal in the sample and to remove other carbonized components. Adjust the filtrate to 50 ml with 0.5 N nitric acid, take 20 ml of the solution, place it in a Nessler tube, add 1 drop of phenolphthalein indicator, and add 10 ml of ammonia (28%) to water until the solution becomes pale red. The solution was neutralized by dropwise addition of the ammonia solution prepared by adding ml, and then the acid concentration was adjusted to pH 3-4 by adding 4 g of acetic acid to 100 ml of water. Water was added to the solution prepared as described above to make 50 mL to obtain a test solution.

한편, 납 표준용액은 질산납 159.8mg을 0.1N 질산에 용해하여 1,000㎖로 하고, 상기 액 5㎖을 취하고 0.1N 질산을 가하여 100㎖으로 하였다(5㎍/㎖). 또한, 카드뮴 표준용액은 금속카드뮴 100mg을 10% 질산 50㎖에 용해하고 수욕상에서 증발건고하였다. 잔류물에 0.1N 질산을 가하여 1,000㎖로 하고, 상기 액 5㎖에 0.1N 질산을 가해 100㎖로 하였다(5㎍/㎖).In the lead standard solution, 159.8 mg of lead nitrate was dissolved in 0.1 N nitric acid to make 1,000 ml, and 5 ml of the solution was added thereto to make 100 ml (5 µg / ml). In addition, the cadmium standard solution was dissolved 100 mg of metal cadmium in 50 ml of 10% nitric acid and evaporated to dryness in a water bath. 0.1 N nitric acid was added to the residue to make 1,000 ml, and 0.1 N nitric acid was added to 5 ml of the solution to make 100 ml (5 µg / ml).

상기방법으로 제조한 납 표준용액 또는 카드뮴 표준용액을 각각 1㎖, 2㎖, 4㎖, 8㎖로 하여 네슬러관에 취하고 4% 초산 시액 20㎖ 및 물을 가하여 50㎖로 하여 비교표준액으로 하였다.The lead standard solution or cadmium standard solution prepared by the above method was prepared in 1 ml, 2 ml, 4 ml and 8 ml, respectively, in a Nessler tube, and 20 ml of 4% acetic acid solution and water were added to make 50 ml.

실시예 3Example 3

중금속 성분의 침전단계Precipitation Step of Heavy Metal Components

상기 시험용액과 비교표준액이 든 각각의 네슬러관에 황화나트륨 시액 1 ~ 2 방울을 가하고 잘 섞어 5분간 방치한 후 흰색 종이 위에 놓고 상방에서 관찰하였다. 황갈색의 침전물이 형성되면 시험용액 중에 납 또는 카드뮴의 포함되었음을 알 수 있다.1 to 2 drops of sodium sulfide solution were added to each Nessler tube containing the test solution and the comparative standard solution, mixed well, and left for 5 minutes, and then placed on a white paper and observed from above. When a yellowish brown precipitate is formed, it can be seen that the test solution contains lead or cadmium.

상기 황화나트륨 시액은 황화나트륨 5g을 물 10㎖ 및 글리세린 30㎖의 혼합액에 녹여 제조하였다.The sodium sulfide solution was prepared by dissolving 5 g of sodium sulfide in a mixed solution of 10 ml of water and 30 ml of glycerin.

실시예 4Example 4

중금속 성분의 측정 및 분석Determination and Analysis of Heavy Metal Components

실시예 3에서 시험용액을 황화나트륨 시액과 반응시킨 결과 황갈색 침전물이 생성되었으므로 시험용액에 납 또는 카드뮴이 포함되어 있음을 알 수 있었다. 또한, 시험용액의 반응물의 색을 비교표준액의 반응물에 나타난 색도와 비교하여 시험용액의 농도를 판정할 수 있었다. 이를 하기 표 1, 표 2, 표 3 및 표 4에 나타내었다. 표 1 및 표 2는 납 표준용액 및 시험용액에서 납의 감도를 측정한 결과를 나타낸 것이고, 표 3 및 표 4는 카드뮴 표준용액 및 시험용액에서 카드뮴의 감도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.As a result of reacting the test solution with sodium sulfide solution in Example 3, a tan precipitate was formed, indicating that the test solution contained lead or cadmium. In addition, the concentration of the test solution could be determined by comparing the color of the reactant of the test solution with the color of the reactant of the comparative standard solution. This is shown in Table 1, Table 2, Table 3 and Table 4. Table 1 and Table 2 show the results of measuring the sensitivity of the lead in the standard solution and test solution, Table 3 and Table 4 shows the results of measuring the sensitivity of cadmium in the cadmium standard solution and test solution.

납 표준용액의 감도 측정Sensitivity Measurement of Lead Standard Solution 표준농도Standard concentration 취한량Intake 절대량Absolute quantity 결과(육안식별가능 여부)Result (visual identification) 미반응 PbUnreacted Pb 5ppm5 ppm 20㎖20 ml 100㎍100 µg 없음none 2ppm2 ppm 20㎖20 ml 40㎍40 µg 없음none 1ppm1 ppm 20㎖20 ml 20㎍20 µg 없음none 0.5ppm0.5 ppm 20㎖20 ml 15㎍15 µg 없음none 0.2ppm0.2ppm 20㎖20 ml 10㎍10 µg 없음none 0.1ppm0.1 ppm 20㎖20 ml 4㎍4 µg 없음none 0.05ppm0.05ppm 20㎖20 ml 2㎍2 µg ×× 없음none

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 황산나트륨 시액에 의해 납의 함량을 육안으로 식별할 수 있는 범위는 0.1ppm이상일 경우에 가능하였다.As shown in Table 1, the range in which the content of lead can be visually identified by sodium sulfate solution is possible when the content is 0.1 ppm or more.

시험용액에서 납의 함량 및 농도 측정Determination of Lead Content and Concentration in Test Solution 농도density 희석비(배)Dilution ratio (times) 취한량Intake 절대량Absolute quantity 결과(육안식별가능 여부)Result (visual identification) 미반응 PbUnreacted Pb 1.36ppm1.36 ppm 1One 20㎖20 ml 27.2㎍27.2 μg 없음none 0.68ppm0.68 ppm 22 20㎖20 ml 13.6㎍13.6 µg 없음none 0.34ppm0.34 ppm 44 20㎖20 ml 6.8㎍6.8 µg 없음none 0.272ppm0.272 ppm 55 20㎖20 ml 5.44㎍5.44 µg 없음none 0.136ppm0.136ppm 1010 20㎖20 ml 2.72㎍2.72 μg 없음none 0.068ppm0.068 ppm 2020 20㎖20 ml 1.36㎍1.36 µg ×× 없음none

표 2에 나타낸 바와 같이, 표 1의 납 표준용액 감도와 비교하여 볼 때, 납 농도가 0.068ppm인 시험용액에서는 납의 검출이 불가능하였으나, 납 농도가 0.136ppm이상일 경우에는 식별이 가능하였다.As shown in Table 2, when compared with the lead standard solution sensitivity of Table 1, it was impossible to detect lead in a test solution having a lead concentration of 0.068 ppm, but was identified when the lead concentration was 0.136 ppm or more.

카드뮴 표준용액의 감도 측정Sensitivity Measurement of Cadmium Standard Solution 표준농도Standard concentration 취한량Intake 절대량Absolute quantity 결과(육안식별가능 여부)Result (visual identification) 미반응 CdUnreacted Cd 5ppm5 ppm 20㎖20 ml 100㎍100 µg 없음none 2ppm2 ppm 20㎖20 ml 40㎍40 µg 없음none 1ppm1 ppm 20㎖20 ml 20㎍20 µg 없음none 0.5ppm0.5 ppm 20㎖20 ml 15㎍15 µg 없음none 0.2ppm0.2ppm 20㎖20 ml 10㎍10 µg 없음none 0.1ppm0.1 ppm 20㎖20 ml 4㎍4 µg ×× 없음none 0.05ppm0.05ppm 20㎖20 ml 2㎍2 µg ×× 없음none

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 황산나트륨 시액에 의해 카드뮴의 함량을 육안으로 식별할 수 있는 범위는 0.2ppm 이상일 경우에 가능하였다.As shown in Table 2, the range in which the cadmium content was visually identified by the sodium sulfate solution was possible when 0.2 ppm or more.

시험용액에서 카드뮴의 함량 및 농도 측정Determination of Cadmium Content and Concentration in Test Solution 농도density 희석비(배)Dilution ratio (times) 취한량Intake 절대량Absolute quantity 결과(육안식별가능 여부)Result (visual identification) 미반응CdUnreacted Cd 1.24ppm1.24 ppm 1One 20㎖20 ml 24.8㎍24.8 μg 없음none 0.62ppm0.62 ppm 22 20㎖20 ml 12.4㎍12.4 μg 없음none 0.31ppm0.31 ppm 44 20㎖20 ml 6.2㎍6.2 µg 없음none 0.208ppm0.208ppm 55 20㎖20 ml 4.16㎍4.16 μg ×× 없음none 0.124ppm0.124ppm 1010 20㎖20 ml 2.48㎍2.48 µg ×× 없음none 0.062ppm0.062ppm 2020 20㎖20 ml 1.24㎍1.24 µg ×× 없음none

표 4에 나타낸 바와 같이, 표 2의 카드뮴 표준용액 감도와 비교하여 볼 때, 카드뮴 농도가 0.208ppm인 시험용액에서는 납의 검출이 불가능하였으나, 카드뮴 농도가 0.31ppm이상일 경우에는 식별이 가능하였다.As shown in Table 4, lead was not detected in the test solution having a cadmium concentration of 0.208 ppm compared to the sensitivity of the cadmium standard solution of Table 2, but was identified when the cadmium concentration was 0.31 ppm or more.

비교예Comparative example

식품공전에 따른 중금속 검사법Heavy Metal Inspection Method by Food Code

이하의 방법은 식품공전에 따른 중금속 검사법을 기초로 하여 실시하였다. 상기 실시예 1에서 사용된 식품 용기 1g을 검체로 하여 도가니에 취하고 황산 10방울을 가하고 가열하여 황산을 증발시킨 후 직화상에서 건고하였다. 이를 450℃에서 가열 회화하여 식힌 후 잔류물에 0.1N 질산 20㎖를 가하여 녹인 액을 시험용액으로 하였다. 상기 준비된 시료 2㎖에 0.1N 질산을 가하여 20㎖로 한 후 원자흡광광도계를 이용하여 측정하였다. 이 중 시험용액에서 납의 농도를 측정한 결과를 표 5에 나타내었고, 카드뮴의 농도를 측정한 결과를 표 6에 나타내었다.The following method was performed based on the heavy metal inspection method according to the Food Code. 1 g of the food container used in Example 1 was taken as a sample, taken into a crucible, 10 drops of sulfuric acid was added thereto, and heated to evaporate sulfuric acid, followed by drying on a direct burn. The mixture was cooled by heating at 450 DEG C and cooled, and 20 ml of 0.1 N nitric acid was added to the residue to prepare a test solution. 0.1 N nitric acid was added to 2 mL of the prepared sample to make 20 mL, and then measured using an atomic absorption spectrophotometer. The results of measuring the concentration of lead in the test solution are shown in Table 5, and the results of measuring the concentration of cadmium are shown in Table 6.

시험용액에서 납의 농도 측정Determination of Lead Concentration in Test Solution 농도density 희석비(배)Dilution ratio (times) 측정값(ppm)Measured value (ppm) 상대표준편차(RSD%)Relative standard deviation (RSD%) 오차율(%)% Error 1.36ppm1.36 ppm 1One 1.361.36 0.60.6 -- 0.68ppm0.68 ppm 22 0.650.65 0.40.4 4.44.4 0.34ppm0.34 ppm 44 0.370.37 1.01.0 8.88.8 0.272ppm0.272 ppm 55 0.250.25 1.91.9 8.88.8 0.136ppm0.136ppm 1010 0.1040.104 5.85.8 26.426.4 0.068ppm0.068 ppm 2020 0.0450.045 20.220.2 33.833.8

표 5에 나타낸 바와 같이, 원자흡광도계를 이용하여 납의 농도를 측정한 결과, 미량의 납을 포함하는 시험용액에서도 농도의 측정이 가능하나, 기기분석시 측정값의 재현성 및 정밀성을 나타내는 상대표준편차(RSD) 값이 2%이상 되는 것은 측정값으로서 적합하지 않다. 따라서, 납 농도가 0.272ppm이상에서 정확한 측정값을 얻을 수 있었다. 이는 황화나트륨에 의한 납 농도측정(참조: 표 2)이 감도면에서 원자흡광도계를 이용한 분석보다 우수함을 알 수 있었다.As shown in Table 5, as a result of measuring the concentration of lead using an atomic absorption spectrometer, it is possible to measure the concentration even in a test solution containing a small amount of lead. It is not suitable as the measured value that the value of (RSD) is more than 2%. Therefore, accurate measurement value was obtained when lead concentration was 0.272 ppm or more. It was found that the lead concentration measurement by sodium sulfide (see Table 2) was superior to the analysis using an atomic absorbance in terms of sensitivity.

시험용액에서 카드뮴의 농도 측정Determination of Cadmium Concentration in Test Solution 농도density 희석비(배)Dilution ratio (times) 측정값(ppm)Measured value (ppm) 상대표준편차(RSD%)Relative standard deviation (RSD%) 오차율(%)% Error 1.24ppm1.24 ppm 1One 1.241.24 0.40.4 -- 0.62ppm0.62 ppm 22 0.630.63 0.20.2 1.61.6 0.31ppm0.31 ppm 44 0.290.29 0.30.3 6.56.5 0.208ppm0.208ppm 55 0.210.21 0.30.3 0.90.9 0.124ppm0.124ppm 1010 0.130.13 0.30.3 4.84.8 0.062ppm0.062ppm 2020 0.0580.058 1.21.2 6.96.9

표 6에 나타낸 바와 같이, 원자흡광도계를 이용하여 카드뮴의 농도를 측정한 결과, 미량의 카드뮴을 포함하는 시험용액에서도 농도의 측정이 가능하며 측정값의 재현성 및 정밀성을 나타내는 상대표준편차(RSD) 값이 전 범위에서 2%이하이므로 정확도와 재현성이 좋았다.As shown in Table 6, as a result of measuring the concentration of cadmium by using an atomic absorption spectrometer, it is possible to measure the concentration even in a test solution containing a small amount of cadmium, and the relative standard deviation (RSD) indicating the reproducibility and precision of the measured value. The value was less than 2% over the entire range, so the accuracy and reproducibility were good.

본 발명의 실시예 1 내지 4의 방법에 의하여 측정한 검체의 중금속 농도와 비교예에 따른 검체의 중금속 농도는 거의 동일하게 나타났다.The heavy metal concentration of the sample measured by the method of Examples 1 to 4 of the present invention and the heavy metal concentration of the sample according to the comparative example were almost the same.

그러나, 본 발명에 따른 중금속 검사방법의 실시하기 위해서는 회화로, 시약 및 소모품 등의 비교적 간단한 시설이 필요하나, 비교예에 따른 중금속 검사방법을 실시하기 위해서는 원자흡광도기, 후드시설, 가스, 회화로, 시약 및 소모품이 필수적으로 요구되므로 본 발명에 따른 중금속 검사방법을 이용하는 경우에 기존의 방법에 비하여 훨씬 간편하고 비용이 절감되는 것을 알 수 있다.However, in order to implement the heavy metal inspection method according to the present invention, relatively simple facilities such as incinerators, reagents and consumables are required, but in order to perform the heavy metal inspection method according to the comparative example, an atomic absorber, a hood facility, a gas, an incineration furnace Since reagents and consumables are required, it can be seen that the use of the heavy metal inspection method according to the present invention is much simpler and lower in cost than the conventional method.

즉, 비교예에 따른 중금속 검사방법은 상기와 같은 고가의 시설비용, 기기전문가 및 고도의 숙련도를 요구하므로 제조업체의 자체품질검사가 현실적으로 불가능하나, 본 발명에 따른 중금속 검사방법은 시설비용이 저렴하고 기기전문가 또는고도의 숙련이 요구되지 않으므로 제조업체의 자체품질검사가 가능함을 알 수 있다.That is, the heavy metal inspection method according to the comparative example requires the expensive facility cost, equipment experts and high proficiency as described above, so the manufacturer's own quality inspection is practically impossible, but the heavy metal inspection method according to the present invention has a low facility cost It is understood that the manufacturer's own quality inspection is possible because no device expert or high level of skill is required.

한편, 경제적 측면에서 살펴보면 식품 용기 또는 식품 포장지 제조업체 등에서 본 발명을 이용하여 중금속 검사를 하는 경우 비교예의 방법을 이용하여 중금속 검사를 할 때보다 그 비용을 90%이상 감소시킬 수 있다.On the other hand, in terms of economics, when the heavy metal inspection using the present invention, such as food containers or food packaging manufacturers, the cost can be reduced by 90% or more than when the heavy metal inspection using the method of the comparative example.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 중금속 검사방법에 의하면, 고가의 기자재 및 전문인력 없이도 간단하게 중금속 검사를 할 수 있으므로 비용을 절감할 수 있고, 또한 현장검사에 이용할 수 있으므로 제조업체의 자체품질관리에 유용하게 이용될 수 있다.As described above, according to the heavy metal inspection method according to the present invention, it is possible to simply check the heavy metal without expensive equipment and specialized personnel, thereby reducing the cost, and also useful for on-site inspection, which is useful for the manufacturer's own quality control. Can be used.

Claims (4)

(a) 검체를 가열하여 탄화한 후 회화하는 단계;(a) heating and carbonizing the sample and incubating the sample; (b) 산으로 용해하고 여과한 후 중화시키는 단계;(b) dissolving with acid, filtering and neutralizing; (c) 황화나트륨 시액을 가하여 반응시키는 단계; 및(c) adding sodium sulfide solution to react; And (d) 단계 (c)에서 생성된 반응물을 측정하고 분석하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중금속 검사방법.(d) measuring and analyzing the reactants produced in step (c). 제 1 항에 있어서, 상기 검체는 식품 용기 또는 식품 포장지인 것을 특징으로 하는 중금속 검사방법.2. The method of claim 1, wherein the sample is a food container or a food wrapper. 제 1항에 있어서, 상기 산이 질산인 것을 특징으로 하는 중금속 검사방법.The method of claim 1, wherein the acid is nitric acid. 제 1 항에 있어서, 상기 중금속은 납 또는 카드뮴의 단독 또는 혼합물인 것을 특징으로 하는 중금속 검사방법.The method of claim 1, wherein the heavy metal is lead or cadmium alone or in a mixture.
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KR20190058821A (en) * 2017-11-22 2019-05-30 한국기술교육대학교 산학협력단 Assembled pretreatment apparatus, measurement system and method for on-site measurement of specific heavy metal contamination in soils

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