饲料中总砷含量测定的几个影响因素研究

魏 唯 刘 芬 吴礼龙 李艳萍

（湖南省兽药饲料监察所）

饲料中总砷含量测定的几个影响因素研究

魏 唯 刘 芬 吴礼龙 李艳萍

（湖南省兽药饲料监察所）

本文着重比较了使用不同浓度标准品对饲料总砷测定结果的影响，同时还对比了不同加标方式对加标回收率的影响。结果表明，砷标浓度在0 mg/L-10mg/L时，砷的含量与荧光度值成正比。当砷标浓度为0 mg/L-100mg/L时，砷的含量仍随荧光度值的增大而升高，但不是成比例增加。而此时样品的荧光度值则随稀释倍数的减少而成比例增大，从而使总砷的检测值异常增高。

原子荧光光谱；总砷；荧光度值

在养殖业中，饲料中的无机砷对养殖动物有较大的毒性作用，其用量被严格限制。但有机胂对动物的毒性较小，且有一定的促生长的作用，允许在饲料中适当添加。砷在矿物质饲料原料中的含量较高，饲料中矿物质原料用量较大时容易造成饲料的总砷超标。这样，饲料中总砷的含量被有意或无意地提高，成为饲料质量检测中最常见的不合格检测项之一。加之影响饲料总砷检测的因素较多，检测过程中的细微和正常变化都可使总砷的检测结果出现异常，进而造成检测中的质量事故与纠纷。

目前，总砷的检测方法虽有多种，但均存在一些问题，检测的准确性常差强人意。其中，氢化物发生原子荧光光谱法是近年来发展较快的一种分析技术，其主要特点是自动化程度高，简便、快捷。如操作得当，条件适宜，检测的灵敏度、准确性与收回率也较好。但该检测方法的检测结果常常也易受多种因素的影响而不够稳定。如在测定饲料总砷的含量时，制作标准曲线时标品浓度的改变对检测结果有较大的影响。为了较好地理清这一不良影响，提高饲料总砷检测的准确性与一致性，我们就标品浓度等对饲料总砷含量检测有较大影响的因素进行了初步研究。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试样与试剂

试样：湖南省饲料免税抽检样品——预混合饲料；

试剂：试验用水为超纯化水，试验用盐酸为优级纯，其他试剂为分析纯。试剂的配制按GB/T 13079-2006执行。

砷标准储备液：1mg/ml；砷标准工作液：1ug/ml；盐酸溶液：3mol/L；硫脲溶液：50g/L；还原液：2%硼氢化钠氢氧化钠溶液；载流：5%盐酸溶液。

1.1.2 主要仪器设备

原子荧光亮度计：AFS-930（北京吉天仪器有限公司）

电子天平：瑞士梅特勒，感量为万分之一。

1.2 方法

1.2.1 不同标品浓度与标准曲线范围对砷含量测定的影响

原子荧光光度法是以标准曲线及回归方程确定饲料中总砷的含量，其中一个重要的原则是样品试液中砷的浓度应与标准品的浓度相当。如样品的浓度-荧光度值交点均处在曲线的中段，其结果更准确。此外，尽管可通过调节样品的取样量来适应标准口的浓度，但各种仪器对待测样品的浓度仍有一个最适检测范围。因此，选择合适的标准品浓度和取样量也是确定饲料总砷最佳检测方式的重点之一。试验中采用两种浓度梯度标准曲线分别测不同稀释度试样的总砷含量，以比较测定结果的准确性与差异。

1.2.2 不同标准品添加方式对加标回收率的对比

为提高总砷含量测定的可信度，常常需在进行总砷含量测定的同时进行加标回收试验，即通过将已知浓度的砷溶液添加到原样中进行同步测定，以试样组和试样加添加组的含量差与标准砷的添加值计算出添加物的回收率。但加标的方式及其加标后测试样品的处理方式不合适，常常会造成加标试验不成功，回收率偏低的现象。试验中对比了两种加标方式的加标回收率。

2 结果

目前，由于饲料中各种原辅料的比重与颗粒的大小差异较大，各成分在成品中分布的均匀度较差，饲料成品检测的重现性较差。加之个别检测方法本身也具有一定的局限性，检测结果的误差普遍较大。故部分饲料质量检测方法的允许误差也相对较大。其中，饲料总砷检测的问题更突出。质量检测中的争议相对较多，甚至在同一样品总砷的含量可因制作标准曲线的标品浓度和样品的取样量不同，最高可相差一倍以上。

图1 两种标准曲线中各标准管的荧光度值和砷浓度的相关性对比

表2 不同稀释度与不同标曲下试样的测定结果

2.1 标准曲线对砷含量测定的影响

一般而言，在砷含量测定的原子荧光光度法中，当标准管砷的浓度适当时，样品浓度-荧光度值曲线随标准品浓度-荧光度值曲线的变化而变化。即该荧光强度随砷浓度的增加呈正比增加，样品的检测结果正常。但是，当砷的浓度较高时，标准管的荧光强度并未随砷浓度的增加而呈正比增加，而是有所衰减。与此同时，样品的荧光强度则仍呈正比增加，没有发生衰减。这就使砷标准品与样品在检测中的线性关系发生偏离，样品总砷的检测值升高。标准管的荧光度值与总砷浓度的相关性对比见图1。

当标曲中的最高浓度为10ug/L时，其荧光度值随标准管砷浓度的增加呈比例增加，10ug/L标准管的荧光度值约为1ug/L标准管的10倍 （图1右）。当标曲的最高浓度为100ug/L时，荧光度值增幅减少，100ug/L标准管的荧光度值仅为10ug/L标准管的7.5倍（图1左）。如此时待测样品的荧光度值亦随之减少，其检测结果不受影响。但事实上，高浓度样品的荧光度值并未随高浓度标准品荧光度值同步“衰减”，而是基本正常。这就使样品在用高浓度标品标曲测算时，其总砷的含量明显高于用低浓度标品标曲测算的含量。不同稀释度与不同标曲下试样检测结果的对比见表2。

2.2 不同添加方式的加标回收率

在样品的测定中，测定其加标回收率是多种样品质量检测过程的质控方法。其回收率越高，检测结果的可信度与准确度越高。反之，则检测结果的可信度与准确度低。砷的加标回收率的测定常受多种因素的影响，回收率常异常偏低，有时甚至检测值接近零。例如，在标准溶液中加入适量盐酸后再将该标准溶液加入预混料或矿物原料样品中，样品与标准品溶液发生剧烈反应，其检测结果基本上只能代表原样的砷含量，没有标准品的检测值。但如将标准品先用水稀释，再加入原样中，然后再按正常步骤进行测定，则加标回收率基本正常。这种现象的存在，也说明该检测方法的稳定性有待进一步提高。不同加标方式的加标回收率对比见表3。

3 问题分析与讨论

在饲料总砷的检测中，其检测结果不仅与砷的含量成正相关，还与五价砷、三价砷及AsH3之间的氧化还原反应的进程等因素有关。

在制作砷含量测定标准曲线时，标准品浓度的确定主要是考虑仪器的最适浓度范围，而样品则是根据其含量调节取样量或稀释度。测定中，低浓度砷标准品和样品的荧光度值均与其含量成正比。但在测定高浓度标准品与样品时，样品管的荧光度值随其浓度的升高成正比增加，而标品管的荧光度值的增幅则未随浓度的增高同步呈比例升高，从而使样品的测定值明显升高。如样品与标品的这种变化能同步，则检测结果不受影响。该种变化可能主要与高浓度标准管三价砷还原为AsH3的作用减弱有关，其中，标准溶液中的盐酸只有试样中的60%。当标准品浓度梯度为0-10μg/L时，三价砷基本上能还原为AsH3。而当标准品浓度为提高10倍后，盐酸浓度没有相应升高，三价砷因酸度不足未全部还原为AsH3。且标品浓度越高，其影响越明显。与此同时，由于样品中盐酸浓度较高，样品浓度升高后，其还原反应照常进行，荧光度值的增幅没有“衰减”。

表3 不同加标方式的加标回收率对比

图4 不同标品浓度标曲变化与总砷含量变化示意图

分析发现，标准管与样品管溶液除盐酸浓度有较明显的差别外，其他基本一致。而保持一定的酸度有利于氢化砷的稳定生成，如标品溶液中氢离子浓度偏低，由As2O3还原为AsH3的反应便不能正常进行。虽然载流液有一定的氢离子，但在测定高浓度标品时，载流液氢离子浓度没有相应提高。同多种其他氧化还原反应一样（如二氧化氯的转化反应），盐酸中的H离子不仅参与其化学反应，同时该酸度也是化学反应的重要条件。但是，该种差异的影响是否是造成上述现象的主要原因仍有待进一步研究。由不同标品浓度制作标曲对饲料总砷测定结果的影响见图4。

在图4中，细体字与虚线分别为低浓度标品的测定数据和由此绘制的曲线，粗体字与加粗实线为高浓度标品的测定数据与曲线。正常情况下，两根曲线应基本重叠，只是荧光度值与浓度相差十倍。如一样品的荧光度值为5000，以细的标曲作参照，其浓度应为6.6%。而以精的标曲为参照，则浓度为9.24%，其增幅为40.0%。且浓度越高，增幅越大，可达100%左右。加之其他因素造成的误差，其检测结果的偏差将进一步加大，严重干扰总砷含量检测结果的准确性。

此外，砷的加标回收试验也与其他化合物的试验有所不同，回收率往往偏低。其主要原因是所加的标准物与样品的形态并不一样，受其他化学试剂的影响，产生的损耗较样品五价砷多，影响其回收率。如在进行消解时，部分三价砷可被消化掉，使加标回收率下降。本试验将用盐酸溶液稀释后的砷标加入预混料样品中时，加入的砷标几乎检测不到，可能与加入溶液时产生的剧烈的化学反应有关。

（略）