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鐵（含鐵、有效鐵）檢測

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發布時間：2025-07-30 04:01:42 更新時間：2025-07-29 04:01:42

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

鐵（含鐵、有效鐵）檢測概述

鐵元素在自然界廣泛存在，是工業生產、環境監測、農業種植以及人體健康等領域的重要指標。檢測中的“鐵”通常指總鐵含量，即樣品中各種形態鐵元素的總和；而“有效鐵”則特指在特定條件下（如模擬植物根際環境或消化吸收環境）能夠被溶解、釋放并被利用（如被植物吸收或生物體利用）的那部分鐵元素。準確測定樣品中的總鐵和有效鐵含量，對于評估礦石品位、控制工業產品質量、診斷土壤肥力、評估環境重金屬污染狀況、保障食品安全及研究營養健康等具有極其重要的意義。

檢測項目

主要的鐵檢測項目包括：
1. 總鐵含量 (Total Iron)： 指樣品中所有形態鐵元素（如Fe⁰, Fe²⁺, Fe³⁺及其化合物）的總量，是最基礎的檢測指標。
2. 有效鐵含量 (Available Iron)： 指在特定提取劑和條件下，能夠被浸提或溶解出來的、被認為對目標生物（如植物）或過程（如生物有效性）具有潛在可利用性的鐵形態。其定義和測定方法通常與檢測目的密切相關（如土壤有效鐵、飼料有效鐵、食品中鐵的生物可給性）。
3. 鐵形態分析 (Iron Speciation)： 有時需要區分不同價態（Fe²⁺與Fe³⁺）或不同化學結合態（如可溶性鐵、絡合鐵、氧化物結合鐵等）的含量。

檢測儀器

根據檢測方法和精度要求，常用儀器包括：
1. 原子吸收光譜儀 (Atomic Absorption Spectrophotometer, AAS)： 尤其火焰原子吸收法(FAAS)和石墨爐原子吸收法(GFAAS)，是測定總鐵和有效鐵含量最常用的高靈敏度儀器之一。
2. 電感耦合等離子體發射光譜儀 (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer, ICP-OES)： 可同時快速測定多種元素，包括總鐵，靈敏度高，線性范圍寬。
3. 電感耦合等離子體質譜儀 (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer, ICP-MS)： 具有極高的靈敏度和極低的檢出限，適用于痕量、超痕量鐵分析及同位素分析。
4. 紫外可見分光光度計 (UV-Vis Spectrophotometer)： 通過鐵離子與特定顯色劑（如鄰菲啰啉、磺基水楊酸）反應生成有色絡合物，進行比色測定。操作簡便，成本較低，常用于有效鐵的測定（如土壤DTPA浸提-鄰菲啰啉比色法）。
5. 電位滴定儀 / 氧化還原滴定裝置： 用于測定鐵礦石中總鐵含量（如經典的氯化亞錫-氯化汞-重鉻酸鉀滴定法，即SnCl₂-HgCl₂-K₂Cr₂O₇法）。
6. X射線熒光光譜儀 (X-Ray Fluorescence Spectrometer, XRF)： 適用于固體樣品（如礦石、合金）中總鐵的無損快速分析。

檢測方法

檢測方法的選擇取決于樣品基質、待測項目（總鐵/有效鐵）和精度要求：
1. 總鐵測定方法：

濕化學法： 主要包括滴定法（如重鉻酸鉀滴定法，GB/T 6730.5）和分光光度法。需先將樣品完全消解（酸溶、堿熔或微波消解），將各種形態鐵轉化為可測定的離子態。
儀器分析法： AAS, ICP-OES, ICP-MS 是主流方法。樣品通常需要消解成溶液后進樣。
無損分析法： XRF 可直接對固體樣品進行測定。

2. 有效鐵測定方法：

浸提法： 核心是選擇合適的浸提劑模擬有效鐵的釋放環境。
- 土壤有效鐵： 常用 DTPA (pH 7.3) 浸提劑 (如 NY/T 890-2004, LY/T 1262-1999)，浸提液中的鐵通常用AAS或鄰菲啰啉比色法測定。
- 植物/飼料有效鐵： 可能采用鹽酸、稀酸或螯合劑浸提。
- 食品中鐵的生物可給性/生物有效性： 常采用體外模擬胃腸消化法（如PBET法），然后測定消化液中可溶態鐵含量（常用AAS或ICP-OES）。
測定浸提液： 浸提后得到的溶液，其鐵含量的測定方法與總鐵測定中的溶液法相同（AAS, ICP-OES, 分光光度法等）。