不同的前處理方式對測定玉米中總砷的影響

王玉蘭，徐紅穎

（內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010010）

不同的前處理方式對測定玉米中總砷的影響

王玉蘭，徐紅穎

（內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010010）

氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定玉米中的總砷，其常用的樣品前處理方式有常壓濕法處理、干法處理、微波處理和高壓處理等幾種。采用氫化物發(fā)生原子熒光光譜法對上述4種消化方式處理的玉米進(jìn)行測定分析，以探討4種消化方式的適用性。試驗(yàn)結(jié)果表明：干法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯偏低，其它三種處理方式實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖然令人滿意，但微波處理和高壓處理全程需要時間較長，所需酸量較大，且成本高；而濕法處理玉米中的總砷，具有原理簡單、消化完全、成本低、過程容易控制、損失少、一批可以處理多份樣品、誤差小等優(yōu)點(diǎn)。

氫化物發(fā)生原子熒光法；玉米；砷；消化方式

玉米是內(nèi)蒙古自治區(qū)最主要的農(nóng)作物之一，是人們生活中的重要食品。農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的破壞和污染，造成了農(nóng)作物的重金屬污染。雖然有些重金屬是人體必需的微量元素，但當(dāng)它們的濃度在人體內(nèi)的積蓄量達(dá)到一定閾值時，就會對人體產(chǎn)生毒害［1］。砷是具有蓄積作用的有害重金屬元素，由于含砷農(nóng)藥的使用、工業(yè)三廢，以及食品在加工過程中使用某些化學(xué)添加劑而引起食品中砷的污染，在食品監(jiān)測中，常常被列為重點(diǎn)監(jiān)測項(xiàng)目［2］。目前砷的測定，主要采用氫化物發(fā)生原子熒光光譜法［3］。樣品的前處理有常壓濕法處理、干法處理、微波處理和高壓處理等幾種方式。雖然國家標(biāo)準(zhǔn)簡單介紹了這幾種消化方式，但是針對玉米這類食品而言，卻沒有具體、詳細(xì)的說明樣品的前處理方式［4-10］，所以研究并探討出最佳、合理的樣品前處理方式和試驗(yàn)條件是本文所關(guān)注的。研究中發(fā)現(xiàn)，濕法處理玉米中的總砷，具有原理簡單、消化完全、成本低、過程容易控制、損失少、一批可以處理多份樣品、誤差小等優(yōu)點(diǎn)。所以更加適合食品中玉米的總砷含量的測定。

1材料與方法

1.1材料與試劑

玉米：購于呼和浩特市東瓦窯農(nóng)貿(mào)市場；硝酸、高氯酸、鹽酸、為優(yōu)級純；硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液；超純水；砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液：1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；砷標(biāo)準(zhǔn)溶液100 μg/L（精密吸取砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液10 mL用10%鹽酸稀釋定容而得）。

1.2主要儀器及工作條件

AFS-830型雙道氫化物-原子熒光分光光度計(jì)：北京吉天儀器公司，主要儀器參數(shù)見表1；MDS-6微波消解儀：上海新儀；電子天平：北京賽多利斯；馬弗爐；電子控溫加熱板；恒溫干燥箱；瓷坩堝；砷空心陰極燈：北京有色金屬研究總院。

表1　AFS-830型雙道氫化物-原子熒光分光光度計(jì)主要儀器參數(shù)Table 1Main instrument parameters of AFS-830 type two way Hydride Atomic Fluorescence Spectrometry

1.3試樣處理

1.3.1濕法處理

準(zhǔn)確稱取粉碎均勻的干玉米1.0000g，置于100mL錐形瓶中，加入10 mL硝酸-高氯酸（5+1）混合液和3?！?粒防沸玻璃珠，在電熱板上浸泡過夜，次日在電熱板上緩緩加熱消化至白煙將盡，趕酸至約剩余2.5mL溶液時，取下放冷，轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進(jìn)行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

1.3.2干法處理

準(zhǔn)確稱取粉碎均勻的干玉米1.000 0 g，置于酸洗的瓷坩堝中，在150℃電熱板上加熱2 h至無煙，再置于550℃馬弗爐中灰化4 h，待灰化完全，取出坩堝，冷卻后加入少量（1+9）硫酸溶解，轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進(jìn)行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

1.3.3微波處理

準(zhǔn)確稱取粉碎均勻的干玉米1.000 0 g，置于洗凈的密閉聚四氟乙烯消化罐中，加入15 mL硝酸（70%）溶液，設(shè)定好消解程序進(jìn)行自動消化（二檔1.0 MPa，180℃，消化10 min），樣品冷卻后取出，在恒溫電熱板上趕酸至2mL左右時，轉(zhuǎn)入50mL容量瓶中，加入5mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進(jìn)行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

1.3.4高壓處理

準(zhǔn)確稱取粉碎均勻的干玉米1.000 0 g，置于洗凈的密閉聚四氟乙烯消化罐中，加入20 mL硝酸（70%）溶液，套上金屬外杯，旋緊，放入恒溫干燥箱中，在150℃的溫度下保持4 h，樣品冷卻后取出，在恒溫電熱板上趕酸至2 mL左右時，轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進(jìn)行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

2結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制砷溶液標(biāo)準(zhǔn)系列，將砷標(biāo)準(zhǔn)溶液100 μg/L吸取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL于50 mL容量瓶中，各加入10 mL（1+9）硫酸和5mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，定容。配制成濃度為0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。混合均勻后，放置30 min，待用。

儀器預(yù)熱穩(wěn)定后，將試劑空白，標(biāo)準(zhǔn)系列溶液依次放入儀器進(jìn)行測定，得到砷標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程及相關(guān)系數(shù)分別為Y=68.013X-40.312，r=0.999 7。

2.2玉米溶液中砷的測定

在相同的儀器條件下，將玉米溶液依次放入儀器進(jìn)行測定，再根據(jù)砷標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程得到試樣中總砷濃度。

2.3不同消化方式對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

不同處理方式所得回收率及總砷含量見表2。

表2　不同處理方式所得回收率及總砷含量（n=10）Table 2Recovery rate and total arsenic content of different treatment methods

從表2可以看出，干法處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯偏低，因?yàn)楦煞ㄌ幚砘一?，消化過程不受操作者的控制，測量過程中，測量元素有損失，導(dǎo)致回收率偏低；而濕法、微波、高壓處理結(jié)果令人滿意，但從節(jié)約成本來看，微波處理全程需要時間較長，且微波消解儀成本高、所需酸量較大；高壓處理全程消化時間也比較長且壓力消解罐體積大、質(zhì)量重、成本高。而濕法處理具有原理簡單、消化完全、成本低、過程容易控制、損失少、一批可以處理多份樣品、誤差小等優(yōu)點(diǎn)。所以在3種處理方式的測量結(jié)果滿意的情況下應(yīng)該選擇濕法處理。

2.4儀器最佳工作條件的選擇

負(fù)高壓增大，熒光強(qiáng)度也增大，但噪音也會相應(yīng)增大。實(shí)驗(yàn)表明該儀器負(fù)高壓為280 V～340 V時，可滿足實(shí)驗(yàn)要求，本實(shí)驗(yàn)選擇負(fù)高壓300 V。燈電流增加，熒光強(qiáng)度也增大，但燈電流增大會降低燈的使用壽命，本實(shí)驗(yàn)選擇燈電流65 mA。原子化器高度升高，熒光強(qiáng)度也增大；但原子化器過高時，噪音也會過大，對測定結(jié)果影響較大。爐高在8 mm～10 mm時，熒光強(qiáng)度值較好，本實(shí)驗(yàn)選用爐高8 mm。載氣過大，使熒光強(qiáng)度值減??；載氣過小時，氫氬焰不穩(wěn)定，同時增加了噪聲，本實(shí)驗(yàn)選擇載氣流量為500 mL/min。而屏蔽氣流量對熒光強(qiáng)度影響不大，故選擇屏蔽氣流量為900 mL/min。

2.5還原劑的影響與選擇

硼氫化鉀，硫脲，硫脲-抗壞血酸混合溶液，都可以作為還原劑，而直接采用硼氫化鉀或硫脲作為還原劑時，因?yàn)檫€原不完全，使測定結(jié)果偏低。經(jīng)試驗(yàn)，采用硫脲-抗壞血酸混合溶液作為還原劑效果最佳，它不僅可以使樣品還原完全，而且能夠掩蔽部分共存的干擾離子，同時可以抑制高氯酸的影響，提高測定靈敏度。本文采用5%硫脲-5%抗壞血酸混合溶液作為還原劑，放置時間30 min以上時，熒光強(qiáng)度穩(wěn)定，測量結(jié)果滿意。

2.6消化時間的影響

本試驗(yàn)以濕法處理為例，分別消化2、4、6、8、10 h后測定其中總砷的含量，測定結(jié)果為，隨著時間的延長，玉米中總砷含量不斷波動，但總體上波動幅度不大，消化時間越長，消化越徹底，但消化時間越長，玉米中總砷含量波動越小。

3結(jié)論

樣品的前處理方式遵循著幾項(xiàng)原則，一是消化過程中被測元素沒有損失，消化完全，二是所用試劑不能產(chǎn)生干擾，三是快捷、方法原理簡單、成本低、過程容易控制、結(jié)果準(zhǔn)確等。本實(shí)驗(yàn)的四種前處理消化方式中，濕法處理最為符合該幾項(xiàng)原則。

［1］仲維科，樊耀波，王敏健.我國農(nóng)作物的重金屬污染及其防止對策［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2001，20（4）:270-272

［2］王正，張妮娜，李敏，等.氫化物發(fā)生-原子熒光光度法測定保健食品袋泡茶中的總砷［J］．中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2011，21（11）:2650-2653

［3］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.11-2003食品中總砷及無機(jī)砷的測定［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003

［4］陳騏.原子熒光光譜法同時測定糧食中砷和汞含量的方法探討［J］.糧食加工，2008（6）:85-86

［5］蔡保松，張國平.大、小麥對鎘的吸收、運(yùn)輸及在籽粒中的積累［J］.麥類作物學(xué)報(bào)，1996，16（3）:106-110

［6］鄧世林，李新鳳，周平，等.固體進(jìn)樣平臺石墨爐原子吸收直接測定土壤中鉛和鎘［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2004，25（2）:141-143

［7］邵勁松，高芹.微波消解石墨爐原子吸收法測定大米中鉛鎘［J］.糧食與食品工業(yè)，2005，12（2）:42-44

［8］王寧生，湯毅珊，潘華新，等.生物樣品及中藥中汞、砷的測定［J］.分析測試學(xué)報(bào)，1999，18（4）:13

［9］黃震，鄭建誠.氫化物發(fā)生—原子熒光法測定土壤中砷的方法研究［J］.福建分析測試，2007，16（3）:24-26

［10］羅國兵，錢東平，趙雷氫.化物發(fā)生-原子熒光法測水中硒的兩種消解方法比較［J］.化工技術(shù)與開發(fā)，2005（1）:333-338

Effect of Different Treatment on the Determination of Arsenic Content in Corn

WANG Yu-lan，XU Hong-ying
（Inner Mongolia Vocational College of Chemical Engineering，Huhhot 010010，Inner Mongolia，China）

There are several sample pretreatment ways commonly used on determination of total arsenic in corn by hydride generation atomic fluorescence spectrometry，which contain wet processing，dry processing，microwave treatment and high pressure treatment.In this paper，the 4 kinds of sample pretreatment ways were analyzed respectively.The results showed that：the dry processing representation was obviously on the low side，the other three ways to deal with the experimental results were satisfactory，but the microwave treatment and high pressure treatment process took longer time，and the cost was high，the required acid was more；wet processing treatment had many advantages such as the theory was simple，low cost，easy to digest completely，the process was controllable，less loss，disposing multiple samples at the same time，small error etc.

hydride generation atomic fluorescence spectrometry；corn；arsenic；digestion way

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.15.022

2014-06-24

王玉蘭（1979—），女（蒙古），實(shí)驗(yàn)師，本科，研究方向：有機(jī)分析、食品分析。