原子荧光法测定大米粉中砷和汞的方法研究

谭玉冰，黄亮辉

(广州广电计量检测股份有限公司，广东　广州　510656)



原子荧光法测定大米粉中砷和汞的方法研究

谭玉冰，黄亮辉

(广州广电计量检测股份有限公司，广东广州510656)

建立了AFS-830型原子荧光光度计同时测定大米粉中痕量砷、汞的方法，用电热板加热，硝酸-硫酸混合酸一次消解大米粉，用5%的盐酸作载流，20 g/L硼氢化钾和5 g/L氢氧化钾作还原剂进行测定。结果表明:砷、汞的标准溶液浓度在0～10 μg/L、0～1.0 μg/L范围内线性良好，相关系数分别为0.9998、0.9999；砷和汞的检出限分别为0.046 μg/L、0.005 μg/L，相对标准偏差RSD(n=6)分别为2.89%～4.21%、2.95%～4.27%，砷和汞的样品加标回收率分别为91.3%～104.4%、93.9%～98.5%。该法快捷简单，检出限低、准确度高、精密度高和重现性良好，能够满足大米粉中砷、汞的测定要求。

原子荧光；砷；汞；一次消解；大米粉

砷及其化合物广泛存在于环境中，一般情况下，土壤、水、空气、植物和人体都含有微量的砷。砷及其砷化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体，造成危害[1]。砷通过食物侵入人体后，会积蓄在人体内，长期接触砷会引发细胞中毒和毛细管中毒，还有可能诱发恶性肿瘤。工厂排放含汞的废水而至水体被污染，湖泊、沼泽等的水生植物、水产品易积蓄大量的汞，通过食物链的传递在人体积蓄[2]。由于砷和汞可以通过食物链在生物体富集，进而危害人体健康，故大米粉砷和汞在农产品质量安全检测机构中被列为重点监督的有害指标。目前测定砷的方法有银盐法、砷斑法、硼氢化物还原比色法，测定汞的方法有冷原子荧光法、冷原子吸收光谱法、二硫腙比色法，这些方法虽然实验仪器不同，但均存在操作繁琐，灵敏度低和重现性差。近年来发展起来的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是一种多元素分析技术且快捷、灵敏，它为同时测定农产品中多元素提供快速、准确的平台，但是其设备昂贵，使用成本高[3-4]。原子荧光光谱法可分别测定大米粉中砷和汞元素，具有仪器简单、灵敏度高、检出限低、谱线简单、干扰少、试剂用量少、较ICP-MS测定砷、汞的效果更好等优点。

1　材料与方法

1.1仪器设备

AFS-830双道原子荧光光度计，北京吉天仪器有限公司；砷、汞高性能空心阴极灯，北京有色金属研究总院；EC-35A微控数显电热板，北京莱伯泰科仪器有限公司；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器(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，用自来水反复冲洗干净，再用去离子水冲洗3遍。

1.2试剂

砷、汞标准溶液(均为1000 μg/mL)，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院；辽宁大米标准物质(GBW10043)，地球物理地球化学勘查研究所；硝酸、硫酸、盐酸(均为优级纯)，广州化学试剂厂；硫脲、氢氧化钾、硼氢化钾(均为优级纯)，天津市福晨化学试剂厂；试验用水为去离子水；高纯氩气。

1.3测定方法

1.3.1样品前处理

准确称取1.0000 g过筛后的样品于50 mL烧杯中，加入硝酸10 mL、硫酸1 mL，加入数粒玻璃珠，盖上表面皿放置过夜[5]。次日在140 ℃以下电热板上消解，如酸过少，可补加适量的硝酸，继续消解至无色透明(即冒白烟为止)[6]。待溶液体积近1 mL时，取下冷却，用去离子水少量多次将消解好的样品转入25 mL容量瓶中，加入2.5 mL 10%硫脲和1.25 mL盐酸，稀释至刻度，摇匀，放置30 min后测定，每次测定需同时做空白。

1.3.2配置标准砷汞混合使用液

将砷标准溶液用5%盐酸稀释为含砷10 mg/L中间液，将汞标准溶液用5%盐酸逐级稀释为含汞1 mg/L中间液。分别准确吸取砷、汞中间液各1 mL于100 mL容量瓶中用去离子水定容至刻度，即为含砷100 μg/L、汞10 μg/L的混合标准使用液。标准系列制备及浓度见表1。

表1　标准系列制备方法

1.3.3仪器分析条件设置

使用AFS-830双道原子荧光光度计，仪器分析条件设置见表2。

表2　原子荧光仪器工作条件及测量条件

1.3.4样品测定

按表2主要仪器参数调试仪器，预热60 min以上，用5%的盐酸作载流，20 g/L硼氢化钾和5 g/L氢氧化钾作还原剂进行测定，测定空白值直至稳定才可以对标准系列和样品进行测定。

2　结果与讨论

2.1仪器条件选择

验证了载气流量和屏蔽气流量对荧光强度的影响，载气流量过低使形成的氢化物难以充分迅速带入原子化器中，导致系统气流不稳定；载气流量过高则会稀释气态氢化物，同时也会使试样的本底噪声明显增大，降低灵敏度。综合考虑，最后确定载气流量为400 mL/min。屏蔽气的作用是防止周围空气进入原子化器，保证火焰形状温度，其流量对荧光信号没显著影响，选择屏蔽气流量为800 mL/min时荧光强度会处于较平稳的环境[7]。灯电流和负高压增大可提高仪器的灵敏度，但过高会影响仪器使用寿命，噪声也随之增大，故本试验选择砷、汞的灯电流分别为60 mA、30 mA，负高压均为270 V。考察原子化高度时发现其在8 mm时荧光强度最强，故原子化高度选择8 mm。

2.2方法检出限

根据上述仪器条件，以荧光值(I)对其浓度(C， μg/L)进行线性回归分析，得到砷的线性方程：I=86.7885C+3.9335，相关系数r=0.9998;得到汞的线性回归方程：I=936.4986C-0.4371，相关系数r=0.9999。制备11个实验空白溶液，测定砷、汞的荧光强度并计算标准偏差。以3倍空白荧光值的标准偏差除以对应工作曲线的斜率，得到砷、汞的检出限分别为0.046 μg/L、0.005 μg/L。

图1　As标准曲线

图2　Hg标准曲线

2.3精密度

在市场上随机购得4份大米粉样品，以辽宁大米标准样品(GBW10043)作对照，进行平行6次实验，计算相对偏差，测定结果精密度见表3和表4。由表3和表4可知，2种元素的精密度均<5%，符合国家标准要求，说明本方法具有较好的精密度。

表3　As精密度结果

表4　Hg精密度结果

2.4加标回收试验和精密度

对2.3中标准样品和4份不同的大米粉样品分别加入一定量的砷(2 μg/L)、汞(0.2 μg/L)标准溶液，按试验方法进行前处理和测定，计算加标回收率，结果见表5。从表5可看出加标回收率在91.3%～104.4%之间，说明本方法有较好的准确性。

表5　加标回收率结果

3　结　论

本文使用硝酸-硫酸混合酸电热板加热一次消解处理，原子荧光法同时测定大米粉中的痕量砷、汞，改进了国标中需两次消解样品，分别上机测定砷、汞含量的方法，大大缩短了分析时间，提高了工作效率。本法具有过程快速简便、易操作，可推广性，基体干扰少，灵敏度高，准确性好等特点。

[1]周少贤，庄志瑶，李红，等.氢化物发生-原子荧光法测定海产品中的砷和汞[J].广东微量元素科学，2010,17(1):32-35.

[2]方猛.氢化物原子荧光光谱法同时测定牛奶中砷和汞[J].科技创新导报,2008(22):14.

[3]林国剑，杨敏.双道原子荧光光谱法同时测定蔬菜中的砷和汞[J].仲恺农业技术学院学报,2002，15(3):44-48.

[4]王晶,王海平,曹冬霞.原子荧光光谱仪同时测定样品中的砷和汞[J].中国环境管理干部学院学报,2013,23(5):67-91.

[5]中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.GB/T5009.17-2003 食品中总汞及有机汞的测定[S].北京：中国标准出版社，2004.

[6]中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.GB/T5009.11-2003 食品中总砷及无机砷的测定[S].北京：中国标准出版社，2004.

[7]彭晓俊,卢琴芳,庞晋山.微波消解氢化物发生原子荧光法同时测定农产品中砷和汞[J].九江学院学报，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

谭玉冰(1986-)，女，助理工程师，主要从事分析化学的检测与应用。

O657.31

A

1001-9677(2016)02-0115-03