原子熒光法測定大米粉中砷和汞的方法研究

譚玉冰，黃亮輝

(廣州廣電計量檢測股份有限公司，廣東　廣州　510656)

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原子熒光法測定大米粉中砷和汞的方法研究

譚玉冰，黃亮輝

(廣州廣電計量檢測股份有限公司，廣東廣州510656)

建立了AFS-830型原子熒光光度計同時測定大米粉中痕量砷、汞的方法，用電熱板加熱，硝酸-硫酸混合酸一次消解大米粉，用5%的鹽酸作載流，20 g/L硼氫化鉀和5 g/L氫氧化鉀作還原劑進行測定。結果表明:砷、汞的標準溶液濃度在0～10 μg/L、0～1.0 μg/L范圍內線性良好，相關系數分別為0.9998、0.9999；砷和汞的檢出限分別為0.046 μg/L、0.005 μg/L，相對標準偏差RSD(n=6)分別為2.89%～4.21%、2.95%～4.27%，砷和汞的樣品加標回收率分別為91.3%～104.4%、93.9%～98.5%。該法快捷簡單，檢出限低、準確度高、精密度高和重現性良好，能夠滿足大米粉中砷、汞的測定要求。

原子熒光；砷；汞；一次消解；大米粉

砷及其化合物廣泛存在于環境中，一般情況下，土壤、水、空氣、植物和人體都含有微量的砷。砷及其砷化物一般可通過水、大氣和食物等途徑進入人體，造成危害[1]。砷通過食物侵入人體后，會積蓄在人體內，長期接觸砷會引發細胞中毒和毛細管中毒，還有可能誘發惡性腫瘤。工廠排放含汞的廢水而至水體被污染，湖泊、沼澤等的水生植物、水產品易積蓄大量的汞，通過食物鏈的傳遞在人體積蓄[2]。由于砷和汞可以通過食物鏈在生物體富集，進而危害人體健康，故大米粉砷和汞在農產品質量安全檢測機構中被列為重點監督的有害指標。目前測定砷的方法有銀鹽法、砷斑法、硼氫化物還原比色法，測定汞的方法有冷原子熒光法、冷原子吸收光譜法、二硫腙比色法，這些方法雖然實驗儀器不同，但均存在操作繁瑣，靈敏度低和重現性差。近年來發展起來的電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)是一種多元素分析技術且快捷、靈敏，它為同時測定農產品中多元素提供快速、準確的平臺，但是其設備昂貴，使用成本高[3-4]。原子熒光光譜法可分別測定大米粉中砷和汞元素，具有儀器簡單、靈敏度高、檢出限低、譜線簡單、干擾少、試劑用量少、較ICP-MS測定砷、汞的效果更好等優點。

1　材料與方法

1.1儀器設備

AFS-830雙道原子熒光光度計，北京吉天儀器有限公司；砷、汞高性能空心陰極燈，北京有色金屬研究總院；EC-35A微控數顯電熱板，北京萊伯泰科儀器有限公司；AL204電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；所用玻璃器皿均用20%的硝酸溶液浸泡24 h以上，用自來水反復沖洗干凈，再用去離子水沖洗3遍。

1.2試劑

砷、汞標準溶液(均為1000 μg/mL)，國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院；遼寧大米標準物質(GBW10043)，地球物理地球化學勘查研究所；硝酸、硫酸、鹽酸(均為優級純)，廣州化學試劑廠；硫脲、氫氧化鉀、硼氫化鉀(均為優級純)，天津市福晨化學試劑廠；試驗用水為去離子水；高純氬氣。

1.3測定方法

1.3.1樣品前處理

準確稱取1.0000 g過篩后的樣品于50 mL燒杯中，加入硝酸10 mL、硫酸1 mL，加入數粒玻璃珠，蓋上表面皿放置過夜[5]。次日在140 ℃以下電熱板上消解，如酸過少，可補加適量的硝酸，繼續消解至無色透明(即冒白煙為止)[6]。待溶液體積近1 mL時，取下冷卻，用去離子水少量多次將消解好的樣品轉入25 mL容量瓶中，加入2.5 mL 10%硫脲和1.25 mL鹽酸，稀釋至刻度，搖勻，放置30 min后測定，每次測定需同時做空白。

1.3.2配置標準砷汞混合使用液

將砷標準溶液用5%鹽酸稀釋為含砷10 mg/L中間液，將汞標準溶液用5%鹽酸逐級稀釋為含汞1 mg/L中間液。分別準確吸取砷、汞中間液各1 mL于100 mL容量瓶中用去離子水定容至刻度，即為含砷100 μg/L、汞10 μg/L的混合標準使用液。標準系列制備及濃度見表1。

表1　標準系列制備方法

1.3.3儀器分析條件設置

使用AFS-830雙道原子熒光光度計，儀器分析條件設置見表2。

表2　原子熒光儀器工作條件及測量條件

1.3.4樣品測定

按表2主要儀器參數調試儀器，預熱60 min以上，用5%的鹽酸作載流，20 g/L硼氫化鉀和5 g/L氫氧化鉀作還原劑進行測定，測定空白值直至穩定才可以對標準系列和樣品進行測定。

2　結果與討論

2.1儀器條件選擇

驗證了載氣流量和屏蔽氣流量對熒光強度的影響，載氣流量過低使形成的氫化物難以充分迅速帶入原子化器中，導致系統氣流不穩定；載氣流量過高則會稀釋氣態氫化物，同時也會使試樣的本底噪聲明顯增大，降低靈敏度。綜合考慮，最后確定載氣流量為400 mL/min。屏蔽氣的作用是防止周圍空氣進入原子化器，保證火焰形狀溫度，其流量對熒光信號沒顯著影響，選擇屏蔽氣流量為800 mL/min時熒光強度會處于較平穩的環境[7]。燈電流和負高壓增大可提高儀器的靈敏度，但過高會影響儀器使用壽命，噪聲也隨之增大，故本試驗選擇砷、汞的燈電流分別為60 mA、30 mA，負高壓均為270 V。考察原子化高度時發現其在8 mm時熒光強度最強，故原子化高度選擇8 mm。

2.2方法檢出限

根據上述儀器條件，以熒光值(I)對其濃度(C， μg/L)進行線性回歸分析，得到砷的線性方程：I=86.7885C+3.9335，相關系數r=0.9998;得到汞的線性回歸方程：I=936.4986C-0.4371，相關系數r=0.9999。制備11個實驗空白溶液，測定砷、汞的熒光強度并計算標準偏差。以3倍空白熒光值的標準偏差除以對應工作曲線的斜率，得到砷、汞的檢出限分別為0.046 μg/L、0.005 μg/L。

圖1　As標準曲線

圖2　Hg標準曲線

2.3精密度

在市場上隨機購得4份大米粉樣品，以遼寧大米標準樣品(GBW10043)作對照，進行平行6次實驗，計算相對偏差，測定結果精密度見表3和表4。由表3和表4可知，2種元素的精密度均<5%，符合國家標準要求，說明本方法具有較好的精密度。

表3　As精密度結果

表4　Hg精密度結果

2.4加標回收試驗和精密度

對2.3中標準樣品和4份不同的大米粉樣品分別加入一定量的砷(2 μg/L)、汞(0.2 μg/L)標準溶液，按試驗方法進行前處理和測定，計算加標回收率，結果見表5。從表5可看出加標回收率在91.3%～104.4%之間，說明本方法有較好的準確性。

表5　加標回收率結果

3　結　論

本文使用硝酸-硫酸混合酸電熱板加熱一次消解處理，原子熒光法同時測定大米粉中的痕量砷、汞，改進了國標中需兩次消解樣品，分別上機測定砷、汞含量的方法，大大縮短了分析時間，提高了工作效率。本法具有過程快速簡便、易操作，可推廣性，基體干擾少，靈敏度高，準確性好等特點。

[1]周少賢，莊志瑤，李紅，等.氫化物發生-原子熒光法測定海產品中的砷和汞[J].廣東微量元素科學，2010,17(1):32-35.

[2]方猛.氫化物原子熒光光譜法同時測定牛奶中砷和汞[J].科技創新導報,2008(22):14.

[3]林國劍，楊敏.雙道原子熒光光譜法同時測定蔬菜中的砷和汞[J].仲愷農業技術學院學報,2002，15(3):44-48.

[4]王晶,王海平,曹冬霞.原子熒光光譜儀同時測定樣品中的砷和汞[J].中國環境管理干部學院學報,2013,23(5):67-91.

[5]中華人民共和國衛生部,中國國家標準化管理委員會.GB/T5009.17-2003 食品中總汞及有機汞的測定[S].北京：中國標準出版社，2004.

[6]中華人民共和國衛生部，中國國家標準化管理委員會.GB/T5009.11-2003 食品中總砷及無機砷的測定[S].北京：中國標準出版社，2004.

[7]彭曉俊,盧琴芳,龐晉山.微波消解氫化物發生原子熒光法同時測定農產品中砷和汞[J].九江學院學報，2008,22(3):74-77.

Study on the Determination of Arsenic and Mercury in Rice Flour by Atomic Fluorescence Spectrometry

TANYu-bing，HUANGLiang-hui

(Guangzhou GRG Metrology & Test Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510656, China)

A new method for determination trace arsenic and mercury in rice flour by AFS-830 atomic fluorescence spectrometry photometer was established. It used nitric acid-sulfuric acid digestion by electric heating plate, with the volume fraction of 5% hydrochloric acid as the carrier flow, 20 g/L potassium borohydride and 5 g/L potassium hydroxide as reducing agent. The working curve of arsenic was linear in range of 0～10 μg/L and that of mercury was 0～1.0 μg/L. The correlation coefficient was 0.9998 and 0.9999. The method limit of arsenic and mercury was 0.046 μg/L and 0.005 μg/L, respectively. The recoveries of actual samples were 91.3%～104.4% for arsenic and 93.9%～98.5% for mercury. The method was quick, simple, low detection limit, high accuracy, high precision and favorable reproduction quality, which is suitable for the determination of arsenic and mercury in rice flour.

atomic fluorescence spectrometry; arsenic; mercury; once digestion; rice flour

譚玉冰(1986-)，女，助理工程師，主要從事分析化學的檢測與應用。

O657.31

A

1001-9677(2016)02-0115-03