王巍，王華，錢(qián)丹華（安徽省滁州市食品藥品檢驗(yàn)中心，安徽滁州239000）

原子熒光法測(cè)定水果中砷的方法改進(jìn)

王巍，王華，錢(qián)丹華
（安徽省滁州市食品藥品檢驗(yàn)中心，安徽滁州239000）

摘要：主要對(duì)氫化物原子熒光光度法測(cè)定水果中的砷的前處理方法以及檢測(cè)過(guò)程中試劑的使用進(jìn)行了改進(jìn)。采用微波消解法處理樣品，以及對(duì)反應(yīng)介質(zhì)和硼氫化鈉濃度的改變，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、重現(xiàn)性、檢出限等均符合試驗(yàn)要求。使用氫化物原子熒光光度法測(cè)定水果中的砷在微波消解處理后，使用2%鹽酸溶液作為載液，10%硼氫化鈉作為還原劑，結(jié)果能夠符合國(guó)家檢驗(yàn)要求。

關(guān)鍵詞：氫化物原子熒光光度法；水果；砷；微波消解

總砷指無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物中砷的總量。常說(shuō)的砒霜中毒，就是急性砷中毒，長(zhǎng)期低劑量攝入砷化物達(dá)一定程度，會(huì)導(dǎo)致慢性砷中毒，引起神經(jīng)衰弱癥候群等，長(zhǎng)期接觸砷也可致癌。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染日益加劇工業(yè)三廢的排放，城市生活垃圾、污泥和含重金屬的農(nóng)藥、化肥的不合理使用，污水灌溉等，使食品中的砷含量超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生[1]。在食品中砷被列為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象。水果作為一種日常消費(fèi)品，在人們膳食中的比例不斷增加，而且水果的處理方法比較簡(jiǎn)單，常規(guī)的處理不能減少其所含的污染物。這些在水果中積累的砷可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，給人類(lèi)健康帶來(lái)危害。長(zhǎng)期食用這些水果對(duì)居民的健康極為不利，應(yīng)該采取措施控制其砷污染物。

砷的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)為GB/T5009.11-2003《食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》[2]，按其方法測(cè)定操作程序復(fù)雜，樣品處理時(shí)間較長(zhǎng)，使得方法的選擇性、精密度、檢出限都有一定差異。本文研究蘋(píng)果、梨等水果用微波消解的方法處理樣品，并對(duì)試驗(yàn)中使用的試劑進(jìn)行改進(jìn)，以提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1　試驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

MARS-6微波消解儀（40位消解管，程序控制）：美國(guó)CEM公司生產(chǎn)；PF型雙道原子熒光光度計(jì)：北京普析通用儀器公司；砷空心陰極燈：北京有色金屬研究總院。

硫酸、鹽酸與硝酸：優(yōu)級(jí)純，每次測(cè)定應(yīng)保證使用同一廠(chǎng)家、同一批號(hào)。

純化水：經(jīng)Milli-Q濾過(guò)，電阻率達(dá)到18.2MΩ.cm/ 25℃。

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，1 000μg/m L（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，GSB04-1714-2004）。

砷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：用0．1mol/L的硝酸溶液將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)逐級(jí)稀釋至質(zhì)量濃度為100 ng/m L標(biāo)準(zhǔn)使用液。

2%鹽酸溶液：量取20mL鹽酸，慢慢倒入1000mL水中，混勻。氫氧化納溶液（2 g/L）：稱(chēng)取2.0 g氫氧化鉀，溶于水中，定容到1 L，搖勻。

硼氫化鈉溶液（10 g/L）：稱(chēng)取硼氫化鈉5 g，溶于500m L 2 g/L氫氧化鈉溶液中。

硫脲溶液（50 g/L）：稱(chēng)取硫脲5 g溶于水中，定容到100mL，搖勻。

1.2樣品的處理

1.2．1微波消解法[3]

取供試品約0.5 g，精密稱(chēng)定，置耐壓耐高溫微波消解罐中，加硝酸8m L，按操作規(guī)程安裝好裝置，按表1程序消解。

表1　微波消解程序Table1　M icrowavedigestion procedure

消解完全后，冷卻消解液低于60℃，取出消解罐，放入趕酸器中，160℃恒溫2 h，放冷，將消解液轉(zhuǎn)入50mL量瓶中，用少量水洗滌消解罐3次，洗液合并于量瓶中，加50 g/L硫脲5m L，補(bǔ)水至刻度并混勻，同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)，備測(cè)。

1.2．2濕消解法

取供試品約0.5 g，精密稱(chēng)定，至50m L錐形瓶中，加硝酸25mL，硫酸1.25mL，搖勻后放置過(guò)夜，置于電熱板上加熱消解。加熱至消解完全后，持續(xù)蒸發(fā)至硫酸白煙開(kāi)始冒出。冷卻，加水25m L在蒸發(fā)支冒硫酸白煙。冷卻，用水將內(nèi)容物轉(zhuǎn)入50mL量瓶中，加50 g/L硫脲5mL，補(bǔ)水至刻度并混勻，同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)，備測(cè)。

1.3儀器條件

光電倍增管負(fù)高壓：280 V；砷空心陰極燈電流：50mA；原子化器高度：8.0mm；原子化器溫度：200℃；氬氣流量：載氣300mL/min、屏蔽氣600mL/min；測(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法；讀數(shù)方式：峰面積；讀數(shù)延遲時(shí)間：2.0s；讀數(shù)時(shí)間：12.0s；硼氫化鈉溶液加液時(shí)間：10.0 s；標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣液加液體積：1.0mL。儀器穩(wěn)定后，先測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列，至標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的相關(guān)系數(shù)r＞0.995后測(cè)定試樣。

2　結(jié)果與討論

2.1反應(yīng)介質(zhì)及酸度

根據(jù)文獻(xiàn)查詢(xún)[4]，選用鹽酸作為反應(yīng)介質(zhì)。在測(cè)定過(guò)程中，反應(yīng)介質(zhì)的鹽酸也是影響儀器靈敏度的重要因素，酸度過(guò)大會(huì)使硼氫化鈉與酸反應(yīng)過(guò)于劇烈，產(chǎn)生大量剩余的氫氣，沖淡石英爐中的砷化氫的濃度，使得反應(yīng)靈敏度下降。對(duì)鹽酸的體積分?jǐn)?shù)為1%～10%進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明在2%～5%比較穩(wěn)定。本次試驗(yàn)中使用濃度為2%的鹽酸溶液。

2.2硼氫化鈉濃度

硼氫化鈉濃度低時(shí)，氫化物反應(yīng)不充分，基線(xiàn)噪聲低但是信號(hào)也低，信噪比小。當(dāng)濃度過(guò)高時(shí)，反應(yīng)過(guò)于激烈，基線(xiàn)噪聲大，而且反應(yīng)產(chǎn)生了大量的氫氣影響了信號(hào)的吸收。從圖1可見(jiàn)，在硼氫化鈉的濃度從2%增加到10%時(shí)，10 ng/mL的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液的信噪比是逐步增加的，當(dāng)硼氫化鈉溶液的濃度增加到大于10%以后信噪比呈下降趨勢(shì)。因此，選用10%的硼氫化鈉。

圖1　硼氫化鈉濃度對(duì)信噪比的影響Fig.1　Effectof sod ium borohydride concentration on signal to noise ratio

2.3硫脲的處理與反應(yīng)

無(wú)機(jī)砷有三價(jià)和五價(jià)，儀器只能測(cè)三價(jià)砷，加硫脲的作用是將五價(jià)砷還原成三價(jià)砷和用于抗干擾。硫脲很不好溶，尤其是溫度比較低的環(huán)境下，配制時(shí)可以用電爐加熱溶解。反應(yīng)要有充足的還原時(shí)間，室溫時(shí)應(yīng)在30min以上，如溫度低于室溫應(yīng)適當(dāng)增加還原時(shí)間，保證五價(jià)砷反應(yīng)完全。

2.4準(zhǔn)確度與重現(xiàn)性

在1.2測(cè)定條件下，對(duì)不同處理方法的水果樣品進(jìn)行測(cè)定，從表2中可以看出，兩種處理的方法回收率均大于80%，標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%以?xún)?nèi)，由于水果本身含水量高，基體干擾大，以此回收率和標(biāo)準(zhǔn)偏差基本符合要求[5]。但是由于濕消解法操作過(guò)程復(fù)雜，消解時(shí)間較長(zhǎng)，與微波消解法比較，在方法與結(jié)果上存著一定的差異，所以選擇微波消解法處理樣品。

表2　回收率測(cè)定Table2　Determ ination of recovery rates

2.5檢出限

根據(jù)GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》的規(guī)定[2]，熒光法的檢出限按國(guó)際理論與用化學(xué)家聯(lián)合（IUPAC）規(guī)定，以3倍于空白標(biāo)準(zhǔn)差相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度為方法的檢出限，通過(guò)對(duì)微波消解的空白樣品進(jìn)行11次測(cè)定，求的標(biāo)準(zhǔn)差乘以3計(jì)算檢出限的估計(jì)值，然后用經(jīng)過(guò)倍比稀釋的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液檢驗(yàn)檢出限的估計(jì)值。根據(jù)砷溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得出儀器的檢出限為0.081 ng/mL（見(jiàn)表3），按稱(chēng)樣量0.5 g計(jì)算，本法的檢出限為0.008mg/kg。

表3　方法檢出限Table 3　Thedetection lim itof themethod

2.6線(xiàn)性范圍

原子熒光具有線(xiàn)性范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，通常線(xiàn)性范圍可達(dá)1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。一般來(lái)說(shuō)砷在0～200 ng之間均具有良好的線(xiàn)性。本法對(duì)0～100 ng/mL的質(zhì)量濃度范圍做測(cè)試（見(jiàn)圖2）。

圖2　線(xiàn)性范圍Fig.2　Linear range

通過(guò)線(xiàn)性回歸分析，在0～100 ng/mL之間相關(guān)系數(shù)r大于0.999 2。雖然在100μg/L以上的相關(guān)性也呈顯著關(guān)系，但由于水果中砷含量普遍較低，為了提高測(cè)定結(jié)果的可靠性和靈敏度，本法推薦的線(xiàn)性范圍為0～100μg/L。

2.7樣品分析

精密稱(chēng)取樣品0.5 g，按照1.2.1方法微波消解。消解完全后，冷卻消解液低于60℃，取出消解罐，放入趕酸器中，160℃恒溫2 h，放冷，將消解液轉(zhuǎn)入50mL量瓶中，用少量水洗滌消解罐3次，洗液合并于量瓶中，加50 g/L硫脲5mL，補(bǔ)水至刻度并混勻，同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)，按1.3條件測(cè)定樣品，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　樣品測(cè)定結(jié)果Table4　Determ ination resultsof sam p les

3　結(jié)論

本文通過(guò)文獻(xiàn)的查詢(xún)[6]和對(duì)微波消解法和濕消解法的比較，以及對(duì)樣品檢測(cè)過(guò)程中反應(yīng)介質(zhì)的酸度、硼氫化鈉濃度等的研究，得出水果經(jīng)過(guò)微波消解處理后再用原子熒光法測(cè)定，可以得到很好的準(zhǔn)確度，方法檢出限為0.008mg/kg完全能夠滿(mǎn)足國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限量和農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證指標(biāo)測(cè)定的要求。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.22.036

收稿日期：2014-04-03

作者簡(jiǎn)介：王?。?985—）男（漢），主管藥師，本科，研究方向：食品儀器檢測(cè)。

Method for Determ ination of Arsenic in Fruit by Atom ic Fluorescence Spectrometry

WANGWei，WANGHua，QIANDan-hua
（Chuzhou AnhuiFood And Drug Inspection Center，Chuzhou 239000，Anhui，China）

Abstract：Used the reagent pretreatment method in this paper，determination of fruit of arsenic hydride generation-AFSand the detection processwere improved.The samplewas digested usingmicrowave digestion system，and a change in the reaction medium and the concentration of sodium borohydride，the accuracy，repeatability，detection limitand canmeet the requirement.The use ofhydride generation-AFSmethod for the determination of arsenic in fruit treated with microwave digestion，2%hydrochloric acid solution as carrier liquid，10%sodium borohydrideasa reducingagent，the resultcanmeet thenationalinspection requirements.

Keywords：hydride generation-AFS；fruits；arsenic；microwavedigestion