原子熒光法測定食品中砷含量前處理的研究進展

李 航

（大邑縣農產品質量安全監督檢驗檢測站，四川成都 611330）

0 引言

砷（俗稱砒霜）是人體的非必需元素。由于該元素在體內不斷蓄積難以排出體外，會對人體各個組織和器官逐漸產生毒性進而引發一系列的疾病。因此，研究如何準確檢測食品中的砷含量對于有效防控食品中的重金屬污染、維護國家食品安全具有十分重要的意義。當前，對于食品中砷的測定，原子熒光法在該領域已經有相當廣泛的應用[1-5]。利用原子熒光法測定砷，對于檢測結果影響最大的是前處理方法。前處理的過程耗時長、操作環節較多，容易產生各種損失和污染。因此，對于原子熒光測砷含量前處理方法的選擇尤為重要。對于食品中砷含量的檢測，目前已知的前處理方法有濕法消解法、微波消解法、高壓罐消解法和懸浮液進樣法。

1 濕法消解法

濕法消解的基本原理是一定溫度下，在強酸性的環境中，利用化學反應使樣品分解，待測定組分以液態的形式存在于溶液中。該前處理方法在測定食品中砷含量使用較多。陳必琴[6]對濕法消解法酸的使用進行了研究，通過采用不同的混合酸（硝酸+高氯酸法，硝酸+高氯酸+硫酸法）對標準物質大米粉、芹菜粉等樣品進行前處理，用原子熒光法對總砷含量進行測定。結果顯示，2種前處理方法測得的大米粉總砷含量分別為0.119 1，0.118 2 mg/kg，芹菜粉總砷含量分別為0.396 4，0.397 8 mg/kg。2種前處理方法得到的結果基本一致。2種樣品采用2種不同的前處理方法得到的回收率均在80%～90%。鐘一平[7]根據GB 5009.11—2014《食品中總砷及無機砷的測定》，采用電熱板濕法消解大米，在鹽酸介質中，經硫脲-抗壞血酸預還原，將大米當中的五價砷轉化為三價砷，再利用原子熒光光度計對砷含量進行測定分析，總結了測定大米中砷含量的方法中的一些注意事項。研究表明，電熱板的濕法消解能使常規方法中極易損失的砷元素被全部保留，檢測結果精密度高、回收率高，是大米中砷測定較為理想的方法。濕法消解在食品中測砷含量的應用中，還有很多報道[8-15]。

2 微波消解法

微波消解法是利用微波通過試樣，加劇了分子之間的碰撞與摩擦，從而使試樣溫度急劇上升的一種快速消解方法。該方法能使試樣快速而均勻地受熱，消解時間大大縮短[16]。另外，該方法所用的試劑量大大減少，大大降低了待測元素的揮發損失及樣品受污染的可能[17]。劉金明[18]采用微波消解對大米前處理，用原子熒光光度計測定大米中的砷含量，研究了KBH4濃度、溶液酸度和共存離子等方面對大米中總砷測定結果的影響。結果表明，在硝酸-過氧化氫體積比為5∶2的消解體系下，得到砷標準曲線（線性范圍為0～80 μg/L）的線性系數R2為0.999 2，該方法回收率在96.0%～106.0%，檢出限為0.3 μg/L。張蕾[19]利用微波消解法對面粉進行前處理，建立了原子熒光光度法測定面粉中總砷的方法，并比較不同鹽酸及硼氫化鉀質量分數對樣品測定的影響。結果顯示，鹽酸和硼氫化鉀質量分數分別為5.0%，2.0%時，熒光信號最大、靈敏度最高。砷標準曲線質量濃度為0～10 μg/L時，得到的標準曲線的線性系數為0.999 9，精密度為1.0%。當前，微波消解法已成為食品中測定砷含量最理想的前處理方法之一。

3 高壓罐消解法

高壓罐消解法的原理是在常壓濕法消解法的基礎上密封加壓，達到快速消解的一種前處理方法。該方法的優點主要是升溫快、樣品分解能力強、避免易揮發元素氣化損失、容易控制樣品被污染，同時也降低了環境污染，酸等試劑的用量大大減少[20]。高壓罐消解法在原子熒光法測食品中砷的前處理方面有相關研究報道。孫中華等人[21]采用高壓消解法對玉米進行了前處理，并用原子熒光法測定了玉米中的痕量砷。結果表明，砷標準質量濃度為0.002～0.100 μg/mL時，標準曲線的線性系數為0.999 1，測得結果的相對標準偏差為1.05%，平均加標回收率為98.6%，該方法的最低檢出限為0.01 μg/g。卞春等 人[22]采用高壓消解法對小麥粉進行前處理，用原子熒光法對小麥粉中的總砷進行了測定，研究了消解液、酸介質及其質量濃度、預還原掩蔽劑、預還原反應時間和可能存在的金屬離子對檢測結果的影響。結果表明，砷標準溶液質量濃度為4～200 μg/L時，得到標準曲線的線性系數為0.999 7，測得加標回收率為95.06%～99.57%，相對標準偏差（RSD）為≤3.64%。

4 懸浮液進樣法

懸浮液進樣法是通過給樣品加入一定量酸和預還原劑等，并且加入消泡劑，充分攪拌均勻之后制成懸浮液，便可以上機檢測的快速前處理方法。該方法雖然操作簡單、快捷、試劑量少，但是懸浮液的穩定性和均勻性是影響分析結果的關鍵。孫漢文等人[23]在利用原子熒光法測定面粉中砷含量進行前處理時，采用了懸浮液進樣法，考查了影響懸浮液穩定性和均勻性的因素，優選出在懸浮液中直接發生氫化物的最佳條件。在10%的鹽酸介質中，在0～80 μg/L的砷標準質量濃度范圍內，線性相關系數為0.999，三價砷和總無機砷的檢出限分別為0.08，0.20 μg/L，測得小麥粉標準物質三價砷和總無機砷的加標回收率分別在95%～105%，92%～106%。當前，懸浮液進樣法的前處理方法在原子熒光法測砷含量已有一些報道，但用于食品中測砷含量的研究較少。懸浮液進樣法作為原子熒光法測食品中砷含量的前處理方法還處于探索階段，尚未形成成熟的方法，有待進一步的改進和優化。

5 結語

綜上所述，前處理方法種類較多，還有另外的一些方法。前處理方法的選擇對于測定食品中砷含量的檢測結果有較為明顯的影響。因此，如何保證前處理過程樣品充分消解完全并且不受污染是一個值得長期研究和探索的問題。隨著科技的不斷發展，儀器設備的自動化程度會不斷提高，前處理方法將變得越來越簡單、方便易行，使原子熒光法在食品中重金屬檢測方面能夠有更加廣泛的應用。