湿法消解-原子荧光光谱法同时测定油脂样品中砷和汞

1、 湿法消解-原子荧光光谱法同时测定油脂样品中砷和汞杜洪凤 沈月华 张坤（四川省疾病预防控制中心，四川 成都 610031）摘要：目的 建立原子荧光光谱同时测定油脂样品中砷和汞的方法。方法 硝高酸消解油脂样品，在最佳仪器、反应条件下同时测定其中的砷和汞。结果mLmL。线性范围：As0ng/mL20 ng/mL，相关系数0.9999；Hg0ng/mL4ng/mL，相关系数0.9996。精密度：测定10ng/mL As、2ng/mLHg混合标准试液得到的标准精密度（RSD），砷1.6%、汞2.7%。样品加标回收率：As 95.5%101.4%、Hg92.5%102.0%之间。结论 该方法具有较高的灵

2、敏度、准确度、精密度和较低的检出限，满足了油脂样品中砷和汞的同时测定要求，同时也适合于食品、生物材料等样品的测定。关键词 湿法消解；原子荧光光谱；同时测定；油脂 ；砷；汞 Synchronizing Determination of Arsenic and Mercury in Fat by Atomic Fluorescence Spectrometry Using Wet DigestionDu Hongfeng, Shen Yue-hua, Zhang Kun.(Sichuan Provincial Center for Disease Control and Prevention, C

3、hengdu 610031, China)Abstract Objective: To establish a method for the synchronizing determination of arsenic and mercury in fat by Atomic Fluorescence Spectrometry using wet digestion. Methods:Under the proposed conditions, determine arsenic and mercury in fat using wet digestion with HNO3 HClO4. R

4、esult:arsenicarsenic is within the range of 020ng/mL of which correlative coefficient is 0.9999, and for mercury is within the range of 04ng/mL of which correlative coefficient is 0.9996. The RSDs for arsenic at 10ng/mL and mercury at 2ng/mL are 1.6% and 2.7%, respectively. The recovery rates of spi

5、king standards for arsenic and mercury are in the range of 9% and 92.5%102.0%, respectively. Conclusion:The determination of arsenic and mercury in fat by Atomic Fluorescence Spectrometry using wet digestion are developed with satisfactory sensitivity, accurate, precision and low detection limits. A

6、nd it suits the purpose of the simultaneous determination for arsenic and mercury in food, organism materials, etc.Key words Wet digestion; AFS; Synchronizing determination; Fat, Arsenic; Mercury砷、汞都是重要的卫生监测指标，其检测的方法很多。对于砷、汞测定，油脂类样品比较复杂，前处理难度大。本文就湿法消解油脂样品中，利用原子荧光光谱法同时测定砷、汞方法学指标及实际应用进行了试验研究。1 材料与方法1.

7、1 仪器与试剂 1.1.1 仪器及器材AFS-230E原子荧光光谱仪（北京海光仪器厂）；原子荧光用砷、汞特种空心阴极灯；可调恒温电热板（最大可调温度250）。25ml玻璃三角瓶；25ml比色管。所有玻璃器具每次使用前于10%硝酸溶液中浸泡24h以上，自来水冲净后，蒸馏水及二次蒸馏水清洗。1.1.2 试剂所有用水均为二次蒸馏水，酸为优级纯，其余试剂为优级纯或分析纯。氢氧化钠溶液（5g/L、250g/L，优级纯）；酚酞指示剂（10g/L）；硼氢化钠溶液（20g/L，5g/L氢氧化钠溶液配制）临用时配制；盐酸溶液（10%、1+1，V/V）；硫脲（50g/L）+抗坏血酸（50g/L）混合溶液，临用时配

8、制；硝酸、高氯酸；高纯氩气（纯度大于99.99%）；砷（1000mg /L）、汞（1000mg /L）ggHg。1.2 试样处理称取试样0.20g0.50g于25mL三角瓶中，有有机溶剂者需水浴加热驱尽，加硝高酸（9+1）10 mL，电热板上缓缓加热消解完全，继续加热至三角瓶内出现高氯酸白色烟雾。加入水10mL，氢氧化钠溶液（250g/L）2.0ml，酚酞指示剂（10g/L）2滴，滴加盐酸溶液（10%）至红色刚好褪去。再加入盐酸溶液（1+1）2.0mL，转入25mL比色管中，加入硫脲（50g/L）+抗坏血酸（50g/LmL，加水至刻度，混匀。放置30min后待测，同时做平行空白实验。1.3 试

9、样测定 1.3.1 仪器条件 灯电流：砷灯60mA、汞灯20mA；PMT负高压280V；原子化器高度9mm；氩气流速：载气400mL/min、屏蔽气1000mL/min；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰面积；延迟时间1秒、读数时间10秒。1.3.2 标准系列配制 吸取砷、汞标准混合使用溶液于25mL比色管中，配制成标准系列含As 0、0.5、2、5、10、15、20 ng/mL，Hg 0、0.1、0.4、1、2、3、4ng/mL，各加水10 mL，盐酸溶液（1+1）4.0mL，硫脲（50g/L）+抗坏血酸（50g/L mL，并加水至刻度，混匀，放置30min后待测。1.3.3 测定设置仪器最

10、佳测定条件和参数，分别测定标准系列和试样溶液中砷、汞的荧光强度，根据标准曲线或仪器自动计算砷、汞的含量。1.3.4 计算试样中砷、汞的含量按公式（1）计算S×V m×1000 X= （1）式中： X试样中砷或汞的含量（以As或Hg计），mg/Kg； S试样处理溶液中As或Hg的浓度，ng/mL；V试样处理溶液总体积，mL；m试样质量，g。 2 结果与讨论2.1 仪器工作条件选择 仪器工作条件的选择试验在含砷10ng/mL、汞2ng/mL、1.2mol/LHCl、硫脲（5g/L）、抗坏血酸（5g/L）反应体系中进行，硼氢化钠溶液(20g/L)作还原剂，1.2mol/LHCl作

11、载流 。2.1.1 空心阴极灯灯电流灯电流的大小与待测元素检出的荧光强度、背景信号有密切的关系，在一定范围内灯电流越大，灵敏度越高，荧光信号越强，但灯电流过大会造成工作曲线弯曲，并且会降低空心阴极灯的使用寿命。本试验中灯电流试验范围：砷灯20mA 80mA、汞灯5mA 50mA，其试验结果见图1。标准IF / 空白信号As： 20 30 40 45 50 55 60 65 70 80 (mA)Hg： 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 (mA)图1 砷、汞灯灯电流与荧光强度/背景信号的关系如图1所示，砷空心阴极灯灯电流20mA50mA时，荧光强度/背景信号比值逐渐增加，5

12、0mA80mA时比值相对稳定，本文选用60mA。汞荧光强度/背景信号在汞灯灯电流30mA 50mA时呈减小趋势，在5mA 30mA比较稳定，本文选用20mA。2.1.2 光电倍增管负高压PMT负高压的高低与检出的荧光强度、背景信号水平有密切的关系，在一定范围内PMT负高压越高，灵敏度越高，荧光信号越强。文中PMT负高压试验范围200V-320 V，其试验结果见图2。标准IF / 空白信号200 220 250 270 280 290 300 310 320 (V)图2 PMT负高压与砷、汞荧光强度/背景信号的关系 如图2所示，PMT负高压大于270V时，砷荧光强度/背景信号比值基本恒定；在27

13、0V-300V范围汞荧光强度/背景信号比值出现平台。选用270V-300V均可达到砷、汞的测定要求，本文选用280V。标准IF、信噪比原子化器高度与待测元素的荧光信号的摄取有关，过高会导致灵敏度和测定精度的下降，过小将导致气相干扰，并使空白信号增高。原子化器高度选择范围5-12 mm，其试验结果见图3。 5 6 7 8 9 10 11 12 (mm)图3 原子化器高度与砷、汞 荧光强度关系如图3所示，原子化器高度在7mm10mm范围内，砷的荧光强度出现平台；8mm11mm范围，砷的信噪比出现平台。在512mm时汞的荧光强度有不太明显的增大趋势，但信噪比明显增强。故原子化器高度选用8mm10mm

14、为佳，本文选用9mm。2.1.4 载气流速载气流速与测得的荧光强度、背景信号有一定的关系，流速越大，信号水平越低。载气流速试验范围300700 mL/min，试验结果见图4。标准IF、信噪比300 400 500 600 700 (mL/min)图4 载气流速对砷、汞荧光强度的影响如图4可见，砷、汞的荧光强度、信噪比随载气流速的增加而减小，但载气流速过小，氢氩焰不够稳定，本试验选择载气流速为400 mL/min。以上仪器条件是在本方法的线性范围内选择的，如改变线性范围，仪器条件可在选择范围内适当调整。2.2 反应介质条件选择气态物发生条件选择体系含10ng/mL砷、2ng/mL汞。仪器条件：灯

15、电流，砷60mA、汞20mA；PMT负高压280V；原子化器高度9mm；载气400mL/min、屏蔽气1000mL/min 。硼氢化钠浓度 硼氢化钠作为体系中气态物发生的还原剂，对方法的灵敏度、准确度和稳定性有非常大的影响。浓度过高，产生过多的氢，灵敏度会降低，并引起液相、气相干扰；而过低气态物难以形成。硼氢化钠浓度试验范围5g/L30g/L，结果见图5。标准IF、信噪比5 10 15 20 25 30 （g /Ll）图5 硼氢化钠浓度对砷、汞荧光强度的影响 由图5可见，硼氢化钠浓度对汞气态物的发生影响很大，在试验范围内汞的荧光强度、信噪比随浓度增加均显著降低；浓度在10g/L25g/L范围内

16、砷的荧光强度相对稳定，10g/L30g/L范围内信噪比也相对稳定。综合砷和汞荧光强度、信噪比、灵敏度等因素，硼氢化钠浓度可选用10g/L25g/L，本文选用20g/L。2.2.2 酸度 气态物发生需要适当的酸度，本试验中酸度选择范围0.12-3.6 mol /LHCl，其试验结果见图6。标准IF、信噪比 0.12 0.3 0.6 0.9 1.2 1.8 2.4 3.0 3.6 (mol/L HCl)图6 酸度对砷、汞荧光强度的影响如图6所示，酸度在0.12 mol /L0.6mol /LHCl时，砷的荧光强度随浓度增加显著增强，汞荧光强度、信噪比显著降低。在0.6mol /L3.6mol /L

17、 HCl 砷、汞的荧光强度和汞信噪比趋于稳定；而在0.3mol /L 2.4mol /L范围砷信噪比出现平台区。所以砷氢化物发生适宜酸度范围0.62.4mol /LHCl、汞气态物发生适宜酸度0.6mol /LHCl。盐酸、硫酸、高氯酸等都可以达到同样的效果，本试验采用1.2mol /L HCl。以上的氢化物发生条件适用于任意浓度的砷、汞。2.3 砷、汞标准曲线及线性范围原子荧光光谱法有比较宽的线性范围，在拟定的测定条件下对此进行了试验。标准系列含As 0、2、5、10、15、20 ng/mL，含Hg 0、0.1、0.4、1、2、3、4ng/mL按1.3.2、1.3.3节的方法测定其荧光强度，

18、并进行回归分析。砷：相关系数、回归方程：IF=209.11C+；汞：相关系数，试验结果见表1。表1 砷、汞线性范围试验结果As浓度（ng/mL）025101520As IF值Hg浓度（ng/mL）01234Hg IF值2.4 检出限87ng /mL、汞0.0065ng /mL。2.5 准确度以加标回收率表示，分别在鱼油胶囊、辣椒油、维E胶囊的试样中，按最终定容后试样液中含砷标准2 ng /mL、5 ng /mL、10 ng /mL ng /mL、1 ng /mL、2 ng /mL加入标准溶液，分别按1.2节、1.3节的方法处理，测定其砷、汞含量。其回收率砷95.5%1001.4%、汞92.5%102.0%，结果见表2。表2 回收率试验试样本底均值（ng /mL）加标量（ng /mL）测定值（ng /mL）回收率（%）As HgAs HgAs HgAs Hg鱼油胶囊251102辣椒油251102维E胶囊2