氢化物发生原子荧光检测人发中的砷

李　燕　肖　梅　陈福明

(广西壮族自治区职业病防治研究院，广西　南宁　530021)



氢化物发生原子荧光检测人发中的砷

李燕肖梅陈福明

(广西壮族自治区职业病防治研究院，广西南宁530021)

摘要：目的建立一种简单快速的发砷含量测定方法。方法选取人后脑末端头发作为样品，采用硝酸-硫酸-高氯酸湿法消化分解，在盐酸介质中用硫脲-抗坏血酸将As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)，应用氢化物发生原子荧光法对人发中的砷含量进行分析。采集广西某矿区144名常住居民的发样，在选定工作条件下用原子荧光光谱法检测其人发中砷含量。结果在优化实验条件下，砷质量浓度在0.0～50.0 μg/L的线性关系较好，相关系数为0.999 8；最低检出限为0.003 μg/g；发样中砷加标回收率为96.3%～105.4%，RSD为1.80%；对地球物理地球化学勘察研究所的人发标准物质(GBW07601a)进行平行测定,结果均在规定范围内。应用该法对144名广西某矿区长住居民进行发砷含量测定，检测结果为0.02～12.43 μg/g，平均值为1.08 μg/g。与秦俊法所提出的中国居民头发砷正常上限值为1.03 μg/g相比较，被检测人群发砷含量超正常上限值占总人数的29.2%。结论应用该法测定发砷含量, 具有精密度好, 检出限低, 检测速度快，线性范围宽等优点,适用于大批量发样的快速测定。

关键词：砷；人发；氢化物发生原子荧光

砷是在自然界中广泛存在的强致癌物质，砷化物可通过呼吸道、消化道、皮肤进入体内。土壤中的砷可以通过农作物的吸收从而进入食物链对人体健康造成威胁[1]。此外，土壤中的砷可以通过尘埃的漂浮和土壤的浸滤从而对空气和水源造成二次污染[2]。有报道指出，人体30%~88%的砷吸收主要来源于土壤砷污染[3]。人发砷含量可成功地作为人体砷蓄积程度的指标和评价所处环境中的砷是否达到污染水平[4-7]；人发是砷的重要贮留排泄组织之一,砷进入人体30 h后可以从头发中测出，发砷含量可反映人体几个月的砷蓄积程度[8]。发砷分析简便快速，且发样的采集对人体无害[9]。近年来，自然环境富砷所引起的人体慢性砷中毒已日益引起人们的关注，建立一种简单快速检测人发中砷含量的方法具有重要意义。本研究方法采用硝酸-硫酸-高氯酸湿法消化分解发样，在盐酸介质中用硫脲-抗坏血酸做还原剂将As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)，最终建立氢化物发生原子荧光法测定人发中的砷的方法。

1材料与方法

1.1　仪　器

AFS-930型双道原子荧光分光光度计(北京吉天)；砷空心阴极灯；可调式电热板。

1.2　试　剂

硝酸-硫酸-高氯酸(体积比5：3：1)，优级纯；体积分数为5%的盐酸溶液，优级纯；体积分数为1%的硝酸溶液，优级纯；氢氧化钠-硼氢化钾混合溶液(氢氧化钠质量分数为0.5%，硼氢化钾质量分数为1%)，优级纯；硫脲-抗坏血酸混合溶液(硫脲、抗坏血酸质量分数均为5%)，优级纯；砷标准储备溶液：1 000 μg/mL(国家标准物质研究中心)；人发砷标准物质(GBW07601a)：(0.28±0.05) μg/g(地球物理地球化学勘察研究所)。试验用水为超纯水。

1.3　测定对象发样收集及处理

选择144名广西某矿区常住居民作为测定对象。采样时取测定对象后脑末端头发作为样品，将收集到的发样加入中性洗涤剂，浸泡4 h，然后用自来水冲洗除净泡沫，并依次用蒸馏水、亚沸水洗涤，再将洗净后的发样置于100 ℃烘箱中烘干。准确称取烘干后的发样0.5 g于100 mL三角烧瓶中，加入硝酸-硫酸-高氯酸混合液5 mL,保鲜膜密封瓶口，放置过夜。将溶解后的发样置于电热板上加热至近干时取下(若加热过程中溶液产生棕色糊状物可加少量混酸继续加热直至变成无色透明液体)，稍冷后，加入少量5%的盐酸溶液溶解，并加入1 mL硫脲-抗坏血酸混合溶液，混匀，最后用5%的盐酸溶液分多次将混合溶液转入10 mL比色管中，并最终定容成10 mL,混匀后放置30 min,上机测定。同时制备空白对照样品。

1.4　砷标准系列

精密量取砷标准储备液适量，用1%的硝酸溶液稀释成1 μg/mL砷标准溶液。临用时准确量取砷标准溶液5 mL置于100 mL容量瓶中，加10 mL硫脲-抗坏血酸混合溶液，加5%的盐酸溶液至刻度，摇匀，配成50 μg/L标准溶液，上机后仪器自动配成10、20、40、50 μg/L标准系列。

1.5　测　定

1.5.1仪器工作条件光电倍增管负高压260 V；灯电流50 mV；载气(氩气)流量400 mL/min；原子化器高度8 mm；屏蔽气(氩气)流量800 mL/min；延时1.5 s；载流为5%盐酸。

1.5.2计算

X=C×0.01/M

式中：X为发中砷质量分数，单位为μg/g;C为测定所得砷质量浓度，单位为μg/L;M为称取发样质量，单位为g;0.01为稀释体积，单位为L。

2结果与讨论

2.1　线性关系

在试验条件下，测定不同质量浓度的砷标准溶液(CAs)对应的荧光值(I),CAs在0.0～50 μg/L范围内与I存在良好的线性关系。回归方程为I=34.744 5×CAs+2.780 9，相关系数为0.999 8。

2.2　方法检出限

以仪器连续测定样品空白15次, 计算出检出限(DL)为0.003 μg/g。

2.3　精密度试验

取人发样品0.5 g，按“1.3”项方法操作，平行测定6份，计算RSD为1.80%。

2.4　回收率试验

取人发样品0.5 g按“1.3”项方法操作，得对照样品溶液，平行测定3份，将测得的发砷含量数值作为本底值；用本底值的50%、100%、150%作为对照样品的添加量，精密加入到相应的对照样品溶液中，各平行测定3份，计算加标回收情况，回收率为96.3%～105.4%。

2.5　方法准确性试验

本试验采用人发标准物质GBW07601a(GSB-20)作为参考来评价方法的准确度。人发标准物质砷质量分数参考值为0.23～0.33 μg/g，试验测定值为0.29 μg/g。结果表明，测定结果与参考数据基本相符，方法可靠。

2.6　实际样品检测

对广西某矿区常住居民144 人进行发砷含量测定,检测结果为0.02～12.43 μg/g,平均值为 1.08 μg/g。

2.7　讨　论

许多国家临床实验室公布了头发中元素的正常参考值，中国科学院上海应用物理研究所秦俊法通过研究提出适用于中国居民的头发砷正常上限值为1.03 μg/g[10]。本研究测定对象发砷含量超正常上限值占总检测人数的29.2%。综上所述，应用本法测定发砷含量,具有精密度好,检出限低,检测速度快，线性范围宽等优点,适用于大批量发样的快速测定。

参考文献：

[1]MOON D H, DERMATAS D, MENOUNOU N. Arsenic immobilization by calcium-arsenic percipitates in lime treated soils [J]. Science of the Total Environment, 2004, 330(1/3): 171-185.

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[3]DIAZBRRIGA F, SANTOS M A, MEJIA J D, et al. Arsenic and cadmium exposure inchildren living near asmeter complex in san-luis-potosi.mexico [J]. Environmental Research, 1993, 62(2): 242-250.

[4]AGUSA T, KUNITO T, FUJIHARA J, et al. Contamination by arsenic and other trace elements in tube-well water and its risk assessment to humans in Hanoi.Vietnam [J]. Environmental Pollution, 2006, 139(1):95-106.

[5]BENCKO V. Use of human hair as a biomarker in the assessment of exposre to pollutants in occupational and envionmental settings [J].Toxicology, 1995, 101(1/2):29-39.

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[8]AKAGI H, MALM O, KINJO Y, et al. Methylmercury pollution in the Amazon.Brazil [J].Science of the Total Environment, 1995,175(2):85-95.

[9]PRAGST F, BALIKOVA M A. State of the art in hair analysis for detection of drug and alcohol abuse [J].Clinical Chimestry Acta, 2006, 370(1/2):17-49.

[10]秦俊法.中国居民的头发铅、镉、砷、汞正常值上限[J].广东微量元素科学，2004，11(4)：29-37.

Determination of Arsenic Content in Human Hair by Hydride Generation-atomic Fluorescence Spectrometry

LI Yan, XIAO Mei, CHEN Fuming

(Guangxi Zhuang Autonomous Region Academy for the Prevention Treatment

of Occupation Diseases,Nanning 530021,China)

Abstract：ObjectiveTo establish a fast and accurate method for determining the arsenic content in human hair. MethodsAfter digesting with the mixed acids of HNO3-HClO4-H2SO4and heating by electric hot plate, the arsenic content in human hair was determined by hydride generation-atomic fluorescence spectrometry. ResultsThe results showed that there was a good linear relation when arsenic contents were between 0.0 to 50.0 μg/L(r=0. 999 8); the lowest limit of detection was 0.003 μg/g; the relative standard deviations was 1.80%; the average recovery were 96.3%~105.4%. The detection of standard human hair sample (GBW07601a) showed the results were all within the acceptable range. In this study, 144 residents of a certain mine in guangxi province were measured by this method, the mean value of the hair arsenic was 1.08 μg/g (0.02 to 12.43 μg/g). Compared to the upper limit of normal hair arsenic concentration (1.03 μg/g) suggested by qin junfa, the hair arsenic concentration of 29.2% of the samples were over the limit.ConclusionThis method shows many outstanding advantages such as good precision, lower detecting limit and wide linearity range, that would be particularly suitable for the quick determination of the large quantities of hair samples.

Key words:arsenic; human hair; hydride generation-atomic fluorescence spectrometric

作者简介：李燕(1982—)，女，工程师，硕士，从事重金属检测。E-mail:1139659701@qq.com

收稿日期：2015-08-24

中图分类号：O 657.31

文献标识码：A

文章编号：1006-446X(2016)01-0034-04