大米中總砷含量測定及相關問題探討

摘要：采用氫化物原子熒光光度法測定大米中總砷的含量。研究了還原劑濃度的選擇、消化中加入過氧化氫的必要性、濕法消解和微波消解的選擇等因素對測定的影響，優(yōu)化了儀器工作條件。在0～50μg/L范圍內(nèi)，砷濃度與熒光強度呈線性關系，相關系數(shù)為0.9997、加標回收率在97.2%～105.8%，檢出限為0.01mg/kg。

關鍵詞：氫化物原子熒光光度法；大米；總砷

1 引言

砷及其化合物是自然界常見的有毒有害物質(zhì)，具有較強的毒性，其污染物主要來源于采礦和冶煉業(yè)產(chǎn)生的廢渣、工業(yè)廢水及含砷農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用。土壤和水質(zhì)受到砷的污染，有可能影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，因此對農(nóng)產(chǎn)品中砷含量的檢測顯得尤為重要。本研究以大米為例，采用氫化物原子熒光光度法對大米中總砷含量的測定進行了研究，確定了測定所需要的最佳前處理方法和最佳測定條件。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

2.1.1 儀器

AFS-920雙道原子熒光光度計（北京吉天儀器有限公司）；砷（As）空心陰極燈（北京有色金屬研究總院）；MOS-6微波消解儀（上海新儀）；高壓消解罐；玻璃器皿：用15%硝酸溶液浸泡24h以上，用超純水沖洗干凈，晾干備用。

2.1.2 試劑[1]

硼氫化鉀（KBH4）溶液（10g/L）：稱取2.5g氫氧化鉀溶于100ml超純水中搖勻，加入10g硼氫化鉀溶解，用超純水定容至500ml，臨用時現(xiàn)配。硫脲溶液（50g/L）：稱取5g硫脲溶于100ml超純水中，臨用時現(xiàn)配。鹽酸溶液（2%）：10ml鹽酸加入超純水定容至500ml。砷標準儲備液（10μg/ml）：準確移取砷標準溶液（1g/ml）1ml加入2%鹽酸溶液定容至100ml。砷標準使用液（1μg/ml）：準確移取砷標準儲備液（10μg/ml）10ml加入2%鹽酸溶液定容至100ml。鹽酸（優(yōu)級純），過氧化氫（化學純）。

2.2 試驗方法

2.2.1 原理

大米粉試樣經(jīng)微波消解后，加入硫脲使五價砷預還原為三價砷，再加入硼氫化鉀使還原生成砷化氫，由氬氣載入石英原子化器中分解為原子態(tài)砷，在特制砷空心陰極燈的發(fā)射光激發(fā)下產(chǎn)生原子熒光，其熒光強度在固定條件下與被測液中的砷濃度成正比，與標準系列比較定量。

2.2.2標準系列制備[1]

取25ml比色管6支，分別加入適量2%鹽酸溶液，依次準確加入1μg/ml砷標準使用液0、0.5、1、2、4、5ml（各相當于砷濃度0、5.0、10.0、20.0、40.0、50.0ng/ml），各加入硫脲10ml，用2%鹽酸溶液定容至刻度，混勻備測。

2.2.3 前處理[5]

稱取大米粉試樣0.2g于高壓消解罐中，加入3ml超純水浸透試樣，加入3ml硝酸及2ml過氧化氫，浸泡過夜，在電熱板上加熱趕酸至黃煙消失，密封消解罐，放入微波消解儀中進行微波消解。待試樣消解完全后，在電熱板繼續(xù)加熱趕酸至黃豆粒大小時取下冷卻，用少量2%鹽酸溶液沖洗消解罐，加入1ml硫脲，用2%鹽酸溶液定容至10ml搖勻，反應半小時后上機測定。同時做樣品空白試驗。

2.2.4 測定[3]

開機設定最佳工作條件，預熱20min后點火，原子化器預熱20min，穩(wěn)定后進行標準系列測定及樣品測定，繪制工作曲線。

3 結果與討論

在試驗條件下，砷濃度在0～50μg/L范圍內(nèi)，砷濃度與熒光強度呈線性關系，相關系數(shù)為0.9997，曲線方程為：I=11.8175*C+3.8184。

3.1 還原劑濃度的選擇

在酸性介質(zhì)中，試樣中的砷與還原劑在氫化物發(fā)生系統(tǒng)中反應，硼氫化鉀濃度過低，還原能力弱，熒光強度下降；硼氫化鉀濃度過高，會產(chǎn)生大量氫氣稀釋氫化物濃度。通過對10g/L、15g/L、20g/L、25g/L的硼氫化鉀濃度進行試驗，熒光強度均比較穩(wěn)定，檢測結果無明顯改變，故本試驗還原劑采用的硼氫化鉀濃度為10g/L。

3.2消化時加入過氧化氫的必要性

微波消解過程中加入過氧化氫起輔助氧化作用，可以提高消解時的壓強，加速消解。試驗證明微波消解時不加過氧化氫，熒光強度不穩(wěn)定，而加入過氧化氫試樣消解更完全，熒光強度穩(wěn)定呈線性關系。

3.3 濕法消解和微波消解的選擇[4]

濕法消解用酸量大，消化時間長，待測元素易丟失，污染嚴重，空白值高；而微波消解用酸少，污染少，空白值低，精密度好，準確度高，工作效率高。試驗證明采用微波消解對試樣進行消化的回收率（97.2%～105.8%）明顯高于濕法消解的回收率（85.4%～92.7%），故采用微波消解作為試樣的消化方法。

4 結論

本文采用氫化物原子熒光光度法對大米中總砷含量的測定進行了研究，確定了測定所需要的最佳前處理方法和最佳測定條件。本法具有簡便、快速、穩(wěn)定、準確度高、重現(xiàn)性好的優(yōu)點，適用于質(zhì)檢機構大批樣品的檢測。

參考文獻

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作者簡介：王卉丹（1985-），女，糧油檢驗工程師，研究方向：糧油質(zhì)量檢測。

（作者單位：哈爾濱市糧食研究所）