您现在的位置是:首页>人文 > 正文

为了搞明白电水壶有没有锰析出,我们做了个实验…… 需要好好科普

2021-09-08 06:10:14人文

简介电水壶重金属日常生活中我们经常会听到各种各样的坊间流言。然而很少人去求证这些流言的真实性,久而久之就变成了真事。在这里,小编必须提醒

电水壶重金属

日常生活中我们经常会听到各种各样的坊间流言。然而很少人去求证这些流言的真实性,久而久之就变成了真事。在这里,小编必须提醒大家,凡事不能片面的听取别人所说,一定要确实有了官方证实才能相信。

  这个月的热门新闻不少,高锰钢电水壶算是一个。

  让它走红的报道源自这里 ↓

20190830093452_c6c8fa.jpg

  《高锰钢电水壶烧水会损害记忆力致人变笨》

  来源:朋友圈(题目有很多种版本,大意如此)

  江苏省质监局发布小家电产品抽检报告检测结果,55.6%的电水壶样品及22.2%的料理机、榨汁机、豆浆机使用高锰钢锰含量在10%左右。而且,有专家表示食品容器加热后会把容器里面的锰溶出来。而锰摄入超过一定标准会对神经系统有损害,如记忆力衰退等。

  (此处省略500字)

  最后,作为一篇“负责任”的朋友圈文章,当然要附上解决办法——那就是使用304不锈钢!(此处应该有特效)

20190830093452_ca143d.jpg

  就在你身边+但是你没注意+恐怖后果,这种文章不火都难。

  但是难免会有人质疑:我喝了这么多年,不也活得好好的吗?

20190830093452_cddb83.jpg

  作为负责任的科普媒体,当然不能闲着。

20190830093453_d3c7e6.jpg

  要想搞清楚真相,我们先来捋一捋原文的逻辑 ↓

  1、电水壶锰含量高

  2、加热后会有锰析出

  3、锰摄入过量会损害神经系统

  这里对应着三个关键问题 ↓

  1、电水壶是否含锰:锰含量多高才算高?

  2、电水壶加热是否会析出锰:析出量有多少?

  3、析出的锰是否会被吸收:摄入多少才算过量?

  只要有一个环节不满足,这篇文章的逻辑就不成立了。

  我们来逐一分析 ↓

  “电水壶的确含锰 √”

  一般电水壶所用的材料是不锈钢(为了防止腐蚀),最常用的不锈钢是奥氏体不锈钢(即常说的300系不锈钢),而304就是最常用的奥氏体不锈钢之一。

  还记得小米4发布会吗?让很多人记住了奥氏体304不锈钢 ↓

20190830093453_d8b544.jpg

  但是需要注意,304不锈钢≠食品级不锈钢。一般304不锈钢不是食品级的,食品级需要特殊加工,符合《食品安全国家标准不锈钢制品GB9684-2011》。

  为什么奥氏体不锈钢有优势呢?因为它耐腐蚀。

  而提供耐腐蚀性能的元素就是镍。但镍这个玩意,主要集中于地心,地表的储量较低,所以不好开采,而且我国又缺镍。东西少了价格就高,所以就有了更便宜点的节镍型的不锈钢(比如200系不锈钢),也就是传言中所说的“高锰钢”。

20190830093453_dbe7f2.jpg

  200系不锈钢多加锰是有原因的。这就要说到氮,氮元素也是奥氏体的形成元素,也能大幅改善钢的耐腐蚀性能。但是氮这个玩意也有点麻烦,在大气压下溶解度非常低,加入很困难,这时候就需要锰出场了,锰的加入能够促进氮元素的固溶,问题不就解决了嘛。

20190830093453_df158c.jpg

我们的结合是有原因的

  那么,锰含量多高才算高?

  高锰钢指的是含锰量在10%以上的合金钢。

  至于食品级不锈钢,一般含锰量在2%以下,但《食品安全国家标准不锈钢制品GB9684-2011》并没有明确规定锰的迁移量。

  “加热后会有锰析出 √”

  这里就要提到的实验了。

20190830093454_e542f0.jpg

  在针对这篇报道的采访中,几乎所有专业人士均表示“用不锈钢电水壶烧水,几乎不可能造成锰的析出”。

  这句话怎么听着有点绝对呢?

20190830093454_e86f61.jpg

我都说了“几乎”了!!!

  关键是,身为肉眼凡胎,始终脑补不了这个“锰析出”是个什么样的情景。

  所以我们就鼓捣了个实验。

  其实就是个检测啦^_^

20190830093454_eb8a9e.jpg

(害羞的表情是什么鬼)

  首先要感谢核工业北京地质研究院对的大力支持!

  感谢谢胜凯老师对的大力支持!

  不仅提供了专业的检测设备、专业的检测手段,还有关键的检测用品——一款食品级304不锈钢电水壶!

20190830093454_ef2717.jpg20190830093455_f31a8e.jpg

它的产品介绍是食品级不锈钢

  这就是我们高大上的检测设备:ICP-MS ↓

20190830093455_f7e105.jpg

(请把注意力集中在左边的机器)

  ICP-MS的中文名字是电感耦合等离子体质谱仪,顾名思义,质谱仪就是通过测量金属元素原子的质量来测定元素的成分与含量。简单来说,就是一种测金属成分的高精尖的科学仪器。举个例子,普通检测设备测到原子量的都是个位数,这种质谱仪可以测到小数点后五位。

20190830093455_fb1045.jpg

(很强大有木有?)

  接下来问题就来了,怎么用质谱仪测金属元素呢?

  比如我们要测的锰元素,精确原子量是54.93805,质谱仪就是通过测量“原子的体重”来判断,到底会不会有锰析出,析出量有多少。

  第一步:准备样品

20190830093455_fcfc92.jpg

  从左至右依次是:纯净水CJS、用电水壶烧开的纯净水CJS-1、自来水ZLS、用电水壶烧开的自来水ZLS-1(不要问我缩写是什么意思……)

  第二步:酸化

20190830093456_01058e.jpg

  酸化就是加入一点高纯的浓硝酸。这是前处理过程,酸化会让金属锰离子变成自由离子,可以让质谱仪测得更准确。

  打个比喻,未酸化的锰和水牢牢抱成一团,就像两个人抱在一起称体重,不好确定一个人的重量。酸化后的锰离子就变成了一个人,很容易称准确。

  但是需要强调的是,酸化过程发生在电水壶烧水之后,进入质谱仪器之前。也就是说,酸化不会改变水中的锰含量,只是改变它的形态,让测量更精准。

  不是把酸倒进水壶里!

  不是把酸倒进水壶里!

  不是把酸倒进水壶里!

  (跟报道中所说的“把煮沸的4%乙酸倒入成品容器或盛有板材的烧杯中”不是一回事。)

  第三步:测量

20190830093456_043102.jpg

  经过电感耦合等离子体质谱仪测量,四个样品的锰元素含量如下 ↓

20190830093456_077265.jpg

  你没看错,食品级304不锈钢也会有锰析出哦~

20190830093456_0948d5.jpg

(还真是万万没想到啊……)

  但是不要怕,检测出的锰含量极低,远远小于《GB5749-2006 生活饮用水卫生标准》的100ppb量级。

20190830093456_0e29d1.jpg

(考验视力的时刻到来了……)

  看到这里,肯定有人要拍案而起了——你真是闲的蛋疼,干嘛不去测高锰钢电水壶,测这种食品级不锈钢,还测出来有锰析出,不是给我们脆弱的小心灵添堵吗?!

20190830093457_12b847.jpg

  没办法,谁让没找到高锰钢电水壶呢。(你们又不提供样品╭(╯^╰)╮)

  讲真,这里要声明下:

  本次检测只提供一次性结果,反映的仅仅是这一个电水壶在当时的工作环境中(把水烧开全程约5分钟)的情况,不作为任何正式检测报告使用,禁止任何人断章取义的理解。

20190830093457_1769d6.jpg

  这个实验让明白了一个道理 ↓

20190830093457_1939b1.jpg

  所以说,“几乎不可能造成锰的析出”这种说法也还是诚意不够啊。

  还是人家院士说话有水平——

  “通过煮水析出的锰含量非常微小,还不如食品和自来水等的含量多。”

  ——中国工程院院士、冶金专家、东北大学王国栋教授

20190830093457_1c74b0.jpg

(院士果然不是白当的)

  话说回来,既然我们没有测高锰钢电水壶的锰析出量(也没有查到相关研究结果),也不好直接下结论说,市面上的不锈钢电水壶完全对人体无害。

  (即便测了也不好下结论,不锈钢产品千千万,再说了,万一其他重金属超标呢?)

  但是我们至少知道了——符合国标的高锰钢材质的产品耐腐蚀性差,如果是制作果汁等酸性食品,还是少用吧。如果只是烧烧水而已的话,选购符合国标的正规产品即可。

  对于高锰钢的安全性,王国栋院士也再三强调——

  “应当注意的是,200系高锰不锈钢的生产应严格执行国家标准,保证材料的成分与性能满足要求。如果做到这一点,尽可以用200系不锈钢电水壶放心烧开水,没有问题。”

  回到最后一个问题:

  析出的锰是否会被吸收?

  临床研究表明,有害的情况主要发生在通过呼吸系统摄入过量的锰的氧化物(比如电焊时产生的烟雾)。锰中毒的患者多是由职业原因造成,饮食造成锰中毒的病例十分鲜见。因为人体消化系统对于锰的吸收概率只有1%~5%,大部分通过饮食进入到胃肠道的锰会随粪便排出体外。

20190830093458_21f262.jpg

  说了这么多,我们大概能得出三点结论 ↓

  高锰钢电水壶没那么可怕;

  304不锈钢也并非神物;

  烧水喝成锰中毒更不太可能。

  最后补充一句,如果有机会,

  会再测一测高锰钢电水壶。

  (前提是你们提供壶。:-D)

20190830093458_253d54.jpg

(内容整理自“科普中国”、“科学辟谣平台”)

还有什么其他的流言困惑欢迎大家踊跃提问,小编会努力为大家寻找官方权威的说明来解答,希望大家能继续支持本栏目。