氫化物原子熒光光譜法測定飼料中的砷

林 淼， 趙志輝， 韓 薇， 時文興

（上海市農業科學院農產品質量標準與檢測技術研究所上海市飼料質量監督檢驗站，上海奉賢 201403）

砷及含砷化合物的毒性較大，具有很強的蓄積性，長期接觸會引起細胞中毒和毛細血管中毒，動物長期攝入被砷污染的飼料后，對心肌、呼吸、生殖、免疫系統會產生不同程度的損傷作用。人體長期接觸甚至會誘發惡性腫瘤（韓立志，2008）。我國規定配合飼料中的砷含量不能超過2 mg/kg，濃縮飼料和預混合飼料中砷含量不能超過10 mg/kg（GB/T 13078-2001）。目前，砷的測定方法主要有分光光度法、色譜法、砷斑法及電化學分析方法等（高麗紅等，2008）。然而由于飼料中砷含量較低，有些方法的檢出能力無法滿足測定需要。原子熒光光譜具有原子吸收和原子發射光譜兩種技術的優勢，并克服了上述單一技術的缺點，再與氫化物發生法連用，達到氣液分離的效果，是一種優良的痕量分析技術。并且其儀器結構簡單、靈敏度高、檢出限低、氣相干擾少、適合多元素快速分析。本實驗建立了氫化物發生原子熒光光譜法測定飼料中的砷。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 儀器：AFS-930型全自動雙道原子熒光光譜儀（北京吉天儀器公司），配電腦工作站，自動處理數據，自動進樣系統；相應的砷高強度空心陰極燈。

試劑：高純氬氣（99.999%）、去離子水、鹽酸、硝酸、高氯酸、1%硫脲-抗壞血酸混合液（m/V），1%硼氫化鉀溶液 （在0.5%氫氧化鈉溶液中配制）。砷標準溶液：按國家標準方法配制標準貯備液，在實驗當天稀釋標準用砷濃度為20 ng/mL，酸度保持3%（V/V）。

1.2 儀器條件及設定參數 光電倍增管負高壓270 V，原子化器溫度200℃，原子化器高度8 mm，空心陰極燈電流30 mA，載氣流量400 mL/min，屏蔽氣流量800 mL/min，延遲時間1.5s，讀數時間8s。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理 飼料樣品來自上海市幾家飼料廠。預混合飼料樣品不需要消解，可直接進行提取測定。準確稱取預混料樣品1.00～1.50 g至150 mL三角瓶中，加入5 mL濃鹽酸，再加入0.5 mL硫脲-抗壞血酸混合液，混勻，過濾。同時做空白對照。

配合飼料和濃縮飼料樣品含有較多有機質，需經過消解。準確稱取2.00 g飼料樣品于150 mL三角瓶中，加入 20 mL 硝酸-高氯酸（4∶1，V/V）混合酸放置過夜，加玻璃珠數粒置于電熱板上加熱消化，若消解不完全可補加混合酸，消化至溶液無色透明或呈淡黃色，繼續加熱消化至冒白煙。放冷后滴加5%鹽酸，將消化液轉入25 mL具塞管中，加入0.5 mL硫脲-抗壞血酸混合液，混勻，過濾。同時做空白對照。

1.3.2 標準工作曲線及樣品測定 將標準使用液和樣品放入自動進樣器中，開機后設定參數，自動配 成 砷 含 量 為 1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、20.0 ng/mL系列溶液。待儀器穩定后，測定空白及標準工作曲線，對樣品進行測定，通過曲線可讀出樣品中砷元素含量。

2 結果與討論

2.1 儀器條件的選擇

2.1.1 燈電流 燈電流的大小與待測元素檢出的熒光強度、背景信號有密切的關系，在一定范圍內燈電流越大，熒光信號越強，但燈電流過大會降低空心陰極燈的使用壽命。本實驗研究了燈電流在20～35 mA與熒光強度的關系，結果表明采用30 mA的燈電流效果較好。

2.1.2 光電倍增管負高壓 隨著光電倍增管負高壓的升高，所測得的熒光強度也升高，靈敏度隨之升高，但是負高壓太高會使熒光強度溢出，實驗研究了240～290 V負高壓對熒光強度的影響，結果如圖1所示。結果發現負高壓為270 V時具有較理想的熒光強度，因此本實驗采用270 V負高壓進行測定。

圖1 負高壓與熒光強度的關系

2.1.3 載氣流量 載氣流速與測得的熒光強度、背景信號有一定的關系，流速越大，信號水平越低，但載氣流速過小，氫-氬焰不夠穩定，得到的信號也偏低。實驗在載氣流量分別為200、300、400、500、600 mL/min 進行測定，測定結果見表 1。載氣流量400 mL/min時具有最高的熒光強度，因此本實驗選擇載氣流量為400 mL/min。

2.1.4 爐絲高度 爐絲高度過高時，熒光強度隨高度增加而降低，但過低噪音增大，研究發現8 mm最為合適。

2.2 載流酸度的選擇 由于鹽酸比硝酸更穩定，并且鹽酸有還原作用（宗榮芬，2005），因此以鹽酸為介質酸，以20 ng/mL的砷標準溶液為測定對象，在上述儀器分析條件下，分別在1%、3%、5%、7%、10%、15%、20%（V/V）的鹽酸介質中測定砷的相對熒光強度。實驗結果表明，酸度在大于3%對熒光強度值影響不大。因此確定采用3%的鹽酸為載流和空白試劑。

表1 載氣流量對砷測定的影響

2.3 還原劑濃度的選擇 硼氫化鉀作為體系中氣態物發生的還原劑，對方法的靈敏度、準確度和穩定性有非常大的影響。濃度過高，產生過多的氫，靈敏度會降低，并引起液相、氣相干擾；濃度過低氣態物難以形成。通過改變硼氫化鉀濃度進行砷的熒光強度測定，實驗結果表明，硼氫化鉀溶液質量濃度在0.8%～1.2%，砷熒光強度相對變化不大而且較穩定，因此選擇質量濃度為1.0%硼氫化鉀溶液作為還原劑。

2.4 工作曲線及檢測限 在1.2的實驗條件下，將 砷 標 準 工 作 液 自 動 稀 釋 成 1.0、2.0、4.0、8.0、16.0、20.0 ng/mL進行測定。相關系數為0.9994，線性方程If=46.29626 C-5.7593。根據檢出限測定程序，連續測定標準空白溶液和標準系列的熒光信號，計算出本方法的檢出限為0.04 ng/mL。

2.5 精密度 在本實驗所確定的最佳條件下，連續測定含砷10 ng/mL的標準溶液，熒光強度的相對標準偏差（RSD）為1.84%。

2.6 飼料樣品測定及回收率實驗 采用本法測定了上海市飼料廠提供的5個批次的飼料樣品，每個樣品重復測定三次，分析結果見表2。采用標準加入法對樣品進行了回收率實驗（n=3），飼料樣品的平均回收率為95.8%～99.7%。

表2 樣品測定分析結果（n=3）

3 結論

本實驗用氫化物發生原子熒光法測定飼料中的砷，方法檢測限為0.04 ng/mL，樣品加標回收率為95.8% ～99.7%，并且省時、省試劑、靈敏度高、操作簡便，能夠滿足飼料中砷的測定。

[1]高麗紅，丁新民，王燕.靈芝孢子粉中砷的氫化物發生-原子熒光測定法[J].職業與健康，2008，24（9）：851 ～ 852.

[2]郭小偉，郭旭明.斷續流動氫化物發生法在AAS/AFS中的應用[J].光譜學與光譜分析，1995，15（3）：97 ～ 101.

[3]韓立志.氫化物發生-原子熒光測定茶葉中的微量砷[J].食品研究與開發，2008，29（10）：87 ～ 89.

[4]宗榮芬，梅建新，劉文衛.用原子熒光光譜法同時測定涉水產品和飲用水中的砷和銻[J].中國衛生檢驗雜志，2005，15（8）：939 ～ 941.■