氢化物发生-原子荧光法同时测定桑树不同部位汞和砷

窦文渊

（中国广州分析测试中心 广东省化学危害应急检测技术重点实验室，广东 广州 510070）

桑树为桑科（Moraceae）桑属（Morus）落叶乔木，偶有灌木。叶为桑蚕饲料，木材可制器具，枝条可编箩筐，桑皮可作造纸原料，桑椹可供食用、酿酒，叶、果和根皮可入药。随着工业化快速发展，虽然物质条件有了很大提高，但各种污染越来越严重，逐渐威胁人们正常生活，其中汞，砷污染很普遍，因此，食品、保健和医药等行业对汞和砷的检测开始重视。桑树，作为一种不同部位都可以为人们生活使用，其Hg、As含量的检测具有很大的意义。以往文献报道，汞含量测定主要有冷原子吸收光度法[1]、冷原子荧光分光光度法[2-3]、荧光分光光度法[4]和原子荧光分光光度法[5-6]等；砷含量测定主要紫外可见分光光度法[7]，石墨炉原子吸收光谱法[8]，电感耦合等离子体发射光谱仪[9-10]和原子荧光分光光度法[11-17]等。近年来对汞、砷的检测报道较多，但对桑树汞、砷含量检测的相关研究报道很少，本研究采用原子荧光法测定桑树不同部位汞和砷含量，为控制桑树质量提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

汞、砷标准溶液：国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院，浓度均为1 000μg/mL；样品：桑树根、桑树枝、桑树叶、桑树果实（成熟）：广东省翁源县某公司；硝酸、盐酸、硫脲等化学试剂均为分析纯：广州市试剂厂。实验用水为二次蒸馏水。所用玻璃仪器均用50%硝酸浸泡过夜，依次用蒸馏水、二次蒸馏水清洗备用。

1.5%硼酸化钾溶液配制：称取2g氢氧化钠，溶于1 000mL高纯水中，混匀，配成0.2%氢氧化钠溶液，然后称取15g硼酸化钾，溶于1 000mL 0.2%氢氧化钠溶液中，混匀，即可。

1.2 仪器与设备

AFS-9780双通道原子荧光光度计：北京海光仪器公司；Hg、As 空心阴极灯：北京海光仪器公司；HT-300胜谱电热板：中国广州分析测试中心。

1.3 方法

1.3.1 仪器工作条件

实验选定的原子荧光光度计最佳工作条件如表1所示。

1.3.2 样品前处理

将样品（桑树根、桑枝、桑叶、桑树果实等鲜样）清洗干净，风干表面水分，切断成小块，然后粉碎。精密称取样品5.0g，置于三角瓶中，HNO3溶液10mL，HClO4溶液2mL，放置电子控温加热板上，升温至160℃，低温加热至澄清透亮为止，冷却，滤过，转入25mL 容量瓶，加入5mL的质量浓度5%硫脲-5%抗坏血酸，用高纯水定容至刻度。

表1 主要仪器参数Table 1 Major instrument parameters

1.3.3 标准曲线的绘制

汞标准使用液（1 000μg/mL），用5%盐酸配制成100μg/L的汞标准液；砷标准使用液（1 000μg/mL），用5%盐酸配制成1 000μg/L的砷标准液；将汞100μg/L和砷1 000μg/L各精密量取2.00mL置于100mL容量瓶中，再加入5mL质量浓度5%硫脲-5%抗坏血酸，用5%盐酸定容至刻度，得到汞2.00μg/L和砷20.0μg/L的混合标准溶液。分别以汞和砷的质量浓度为横坐标，汞和砷的荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理

常用的消解方式分为干法灰化和湿法消解两大类。干法灰化法是在一定的温度范围内加热，破坏有机物，将残留的矿物质成分溶解在稀酸中。湿法消解是用浓强氧化剂的氧化作用破坏有机质，使元素以可以溶液形态存在。湿法消解处理方法比干法灰化法步骤少，干扰更小，因此实验采用湿法消解。

经过实验，分别采用HNO3+H2O2、HNO3+HClO4、HNO3+H2SO4、HNO3、HNO3+HCl等消解液，其中HNO3-H2O2-样品（2∶0.4∶1，v/v）、HNO3-样品（2∶1，v/v）、HNO3-HCl-样品（2∶0.5∶1，v/v）消解效果不好，消解不太完全，而HNO3-H2SO4-样品（2∶0.4∶1，v/v）消解需要时间较长，长时间消解效率低，同时容易照成污染和待测元素的损失，因此，选择HNO3-HClO4-样品（2∶0.4∶1，v/v）作为消解化学试剂。经过实验，得出HNO3-HClO4-样品（2∶0.4∶1，v/v），消解效果最佳。

2.2 仪器工作条件选择和优化

AFS-9780双通道原子荧光光度计是配置自动进样系统，设定好程序，配制一个标准母液，就可以自动吸取标准，描绘标准曲线。为了比较自动和手动配好的标准描绘的曲线，同时验证稀释标准曲线的准确度，通过两个条件测定水质控样的含量，结果，两者都可以满足要求，因此，标准曲线采用单点自动配置，配好一个标准母液，便可以绘制标准曲线了，其中母液浓度是标准曲线的最大浓度点。

2.3 线性范围和检出限

按表1仪器的工作条件，测定混合标准溶液，由仪器软件绘出校准曲线并算出回归方程和相关系数，同时按测试方法平行进行11次空白试验，以3倍的标准偏差除去工作曲线的斜率求得：Hg检测限为0.038μg/L，砷的检测限为0.021μg/L。采用连续注射不同梯度的标准溶液，以汞和砷的质量浓度为横坐标（X），以汞和砷的荧光强度为纵坐标（Y），绘制标准曲线。得到Hg、As的标准曲线见图1，回归方程及相关系数结果如表2所示。

图1 标准曲线图Fig.1 Standard curves of standard solution of Hg and As

表2 线性范围结果（n=5）Table 2 Results of linearity range experiment

由表2可以看出，在线性范围内，Hg和As的线性关系良好。

2.4 加样回收率实验

取桑树的1号样品6份（分别标为样品A，B，C，D，E，F），各精密加入一定量的汞和砷标准溶液，按“1.3.2”项下方法制备，按“1.3.1”项下光谱条件测定，计算加样回收率，结果如表3所示。

由表3可知，汞样品的加样回收率为90.4%～94.9%，平均回收率为92.9%，相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）为1.79%；砷样品的加样回收率为92.0%～96.5%，平均回收率为94.1%，RSD为1.65%。结果表明该方法准确可靠。

表3 加样回收试验测定结果（n=6）Table 3 Results of recovery experiment

2.5 样品含量测定

取6个不同批次的样品，按“1.3.2”项下方法制备供试品溶液，按“1.3.1”项下光谱条件测定，以标准曲线法计算含量，结果见表4。

表4 样品中汞和砷的含量测定结果（n=5）Table 4 Determination results of mercury and arsenic content in the sample

由表4结果可知，桑树不同部位汞和砷含量不一样，但有一定的规律，桑树根中汞和砷的含量最高，高低顺序是根＞叶＞枝＞果。

3 结论

采用原子荧光法测定桑树不同部位汞和砷的含量，根据原子荧光光度计检测汞和砷的要点，一次性消解好两个检测项目的样品，通过前处理以及仪器一系列条件的优化，使用双通道原子荧光光度计同时测定汞和砷，方法简便、快速，结果准确。检测结果表明，汞在0.050 0～2.00μg/L质量浓度范围内峰面积与质量浓度呈良好线性关系（r=0.999 8，n=5），汞样品的加样回收率为90.4%～94.9%，平均回收率为92.9%，RSD为1.79%；砷在0.500～20.0μg/L浓度范围内峰面积与浓度呈良好线性关系（r=0.999 9，n=5），砷样品的加样回收率为92.0%～96.5%，平均回收率为94.1%，RSD为1.65%。桑树不同部位汞和砷含量不一样，但有一定的规律，就是根中汞和砷的含量最高，高低顺序是根＞叶＞枝＞果。实验证明该方法适合用于桑树不同部位汞和砷的含量，同时为有效控制该桑树质量提供了依据，为桑树以及至植物的相关元素指标检测的前处理作参考。

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