压力罐一次消解、原子荧光法同步测定甘蔗汁中砷和汞含量

刀艳梅，樊仙，邓军，张跃彬，高欣欣，李复琴，沈石妍，刀静梅

（云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，云南开远661699）

砷、汞及砷化物可以通过大气、水和食物等途径进入人体[1]，在人体内积蓄过多，会引发细胞和毛细管中毒，还有可能诱发恶性肿瘤。由于砷、汞可以通过食物链在人体积蓄，对人体健康造成危害，因此监测食品中重金属污染在农产品检测中被列为重点监测的项目[2]。

糖是人类的必需品。甘蔗原产于热带、亚热带地区[3]，是生产赤砂糖[4-5]、红糖、白砂糖[6-7]等食糖的主要原料。糖料甘蔗除了产糖外，副产品还可以生产酒精、纸张、建筑材料等多种商品。甘蔗中含碳水化合物、纤维、钠、钙、磷、钾等营养元素，由于土壤、气候、环境等条件不同，甘蔗中的有害元素和有害物质也不同，作为蔗糖的原料，把好原材料质量关才能保证产品的质量和食品的安全。因此，测定甘蔗中的有害元素有重要的意义。原子荧光光度法可分别测定甘蔗中的砷、汞元素，具有仪器简单、检出限低、干扰少、试剂用量少等优点。如果按照食品中总砷及无机砷的测定GB/T 5009.11-2003和食品中总汞及有机汞的测定GB/T 5009.17-2003两个标准，测定甘蔗汁中砷、汞含量，样品需要分开消解，实验时间较长。研究同时消解方法对降低人力成本，减少分析时间，提高研究实验工作效率具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 样品

甘蔗样品来源于云南省农业科学院甘蔗研究所第一科研基地（开远），甘蔗品种为新台糖22号，甘蔗于2016年1月13日种植，2017年2月5采样检测，混合样采6棵成熟甘蔗，取原料茎经压榨机取汁混匀备用。

1.2 试样消解及测定

每个样品吸取2 mL甘蔗汁于聚四氟乙烯消解罐内，加入5 mL硝酸，放置过夜。第二天分别再加入7 mL过氧化氢，盖好内盖，拧紧不锈钢外套，放入140℃恒温干燥箱，温度升至140℃时开始计时，4 h后取出。待消解罐自然冷却至室温，转移至50 mL容量瓶中，加10 mL 5%硫脲-抗坏血酸，用5%盐酸定容至刻度，待测。加标样品为同一甘蔗样品中分别加入浓度为100μg/L砷标准溶液2 mL和浓度为50μg/L汞标准溶液2 mL，即砷汞两元素加标浓度分别为4μg/L、2μg/L，同时做空白实验。

1.3 仪器和试剂

原子荧光光度计（AFS-8230），北京吉天仪器有限公司生产。压力消解罐为耐高温聚四氟乙烯消解罐；65%硝酸，德国默克股份有限公司生产；娃哈哈纯净水；30%过氧化氢（分析纯）；国家标准试剂GBW：100μg/mL砷标准液、1000μg/mL汞标准液。国药集团生产：95%硼氢化钾、硼氢化钠、氢氧化钾、氢氧化钠、分析纯硫脲、分析纯抗坏血酸。所用器具都经过硝酸溶液（4+1）浸泡24 h以上，用纯水冲洗后晾干备用。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

砷、汞标准曲线配制：吸取浓度为 100μg/L 砷标准溶液各 0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL 分别于 25 mL容量瓶中；由低到高再吸取 10μg/L汞标准液各 0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 mL于对应容量瓶中，每个容量瓶各加入 5%硫脲-抗坏血酸 5mL，用 5%盐酸定容至刻度，即得到砷浓度为：0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0μg/L 标准系列，汞浓度为：0、0.1、0.2、0.4、0.6、1.0、2.0μg/L 的混合标准系列。经仪器测定汞后荧光值与浓度 C（μg/L）1次拟合曲线截图见图1：相关系数0.9962，曲线方程I=2135.5413C+179.0550；砷荧光值与浓度C（μg/L）1次拟合曲线截图见图2，相关系数0.9990，曲线方程I=451.1588C+82.5887。

图1 汞标准曲线

图2 砷标准曲线

2.2 仪器测定条件

样品经处理后用原子荧光测定砷和汞，载流液为5%盐酸。测定砷时还原剂用2%硼氢化钾+0.5%氢氧化钾，测定汞还原剂用0.05%硼氢化钾+0.2%氢氧化钾。因为硼氢化钾对砷影响较大，应保证其配置浓度大于等于0.2%。硼氢化钾用量越低汞测定的灵敏度越高，同时还可以降低其他干扰，但不能低于0.01%（原子荧光应用手册123页，7.5.3注意事项）。设置仪器最佳参数条件，分别测定标准系列和样品。根据标准曲线仪器自动计算样品中砷、汞含量，原子荧光仪器条件见表1。

表1 仪器参考参数

2.3 方法准确度

在测定甘蔗试样时，共做了5个加标样品，同时加入砷、汞标准液，以加标回收率计算结果准确度，见表2，结果实验检测汞回收率可达88.50%～93.90%，砷回收率可达100.35%～107.80%。采用压力灌同时消解，再测定试样中砷和汞，优势是节约消解时间，且消解过程中不产生挥发气体，降低对检测工作人员健康伤害。

表2 加标回收率结果

3 结论

食品中砷、汞的消解方法有很多，压力消解方法比湿消解法步骤简单。湿法消解通常要加入高氯酸，对环境污染大，消解时间长，且高氯酸具有毒性、强刺激、强腐蚀性、受热易爆。压力消解法不使用高氯酸，提高了前处理的安全性，降低硝酸的使用量，节约试剂成本，降低环境和对工作人员伤害。本实验方法首先按照国家标准[8]中压力消解法，严格检验为原则，调整处理方法。经过多次实验总结证实此方法是简单、回收率理想、安全有效的处理方法，可以在甘蔗检测中应用。

[1]周少贤，庄志琼，李红.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]谭玉冰.黄亮辉.原子荧光测定大米粉中的砷和汞的方法研究[J].广州化工，2016，44（2）：114.

[3]洪宏，梁文焜，邢海萍.甘蔗栽培技术[M].北京：金盾出版社，2007：1-3.

[4]QB/T 2343.1-1997.赤砂糖[S].

[5]GB 14964-1994.赤砂糖卫生标准[S].

[6]QB/T 1213-1991.精制白砂糖[S].

[7]GB 317-2006.白砂糖[S].

[8]GB/T 5009.17-2003.食品中总汞及有机汞的测定[S].