石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定海藻制品中的砷

1、石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定海藻制品中的砷    2012-07-04     論文導(dǎo)讀:應(yīng)用石墨爐原子吸收光譜技術(shù)建立了在海藻制品中測(cè)定總砷和三價(jià)無(wú)機(jī)砷的方法,為開展海藻制品中無(wú)機(jī)砷的監(jiān)測(cè)和食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。 采用濕法消解和微波消解為測(cè)定總砷的前處理方式,9mol/L鹽酸浸泡后乙酸丁酯萃取和純水反萃取作為海藻制品中三.    應(yīng)用石墨爐原子吸收光譜技術(shù)建立了在海藻制品中測(cè)定總砷和三價(jià)無(wú)機(jī)砷的方法,為開展海藻制品中無(wú)機(jī)砷的監(jiān)測(cè)和食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供準(zhǔn)確的檢測(cè)方法

2、。采用濕法消解和微波消解為測(cè)定總砷的前處理方式,9mol/L鹽酸浸泡后乙酸丁酯萃取和純水反萃取作為海藻制品中三價(jià)無(wú)機(jī)砷的提取方式,分別利用塞曼扣背景和氘燈扣背景的石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定總砷和三價(jià)無(wú)機(jī)砷。塞曼扣背景測(cè)定砷的線性范圍為3.0-60g/L,定量限(LOQ)為2.9g/L,精密度為3.6%,回收率為90%-102%;氘燈扣背景測(cè)定砷的線性范圍為4. 0-80g/L,定量限(LOQ)為3. 6g/L,精密度為4. 1%,回收率為88%-109%。本法對(duì)三價(jià)無(wú)機(jī)砷的提取方法簡(jiǎn)便實(shí)用、提取效率高。原子吸收光譜法的兩種背景校正方式測(cè)定總砷及三價(jià)無(wú)機(jī)砷的結(jié)果準(zhǔn)確可靠。為基層實(shí)驗(yàn)室開展食品中總砷

3、以及三價(jià)無(wú)機(jī)砷的測(cè)定提供實(shí)用、可靠的分析方法。砷和它的化合物是常見(jiàn)的環(huán)境污染物,近年來(lái)隨著工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,含有各種化學(xué)毒物的工業(yè)廢水大量排入江河湖海,導(dǎo)致魚類、貝類和海藻等海洋生物受到不同程度的砷污染,最終進(jìn)入人體,引起急性或慢性中毒,甚至致癌。海洋生物比較容易富集重金屬,其中砷化合物有無(wú)機(jī)砷亞砷酸(As3+),砷酸(As5+),有機(jī)砷一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)、三甲基砷酸(TMAO)、砷甜菜堿(AsB)和砷膽堿(AsC)以及其他更復(fù)雜的砷化合物,如砷糖,砷脂等。研究表明,砷化合物的毒性為:As3+>As5+>MMA>DMA>TMAO>AsB和

4、AsC。而砷甜菜堿和砷膽堿被認(rèn)為是無(wú)毒的。無(wú)機(jī)砷的毒性遠(yuǎn)大于有機(jī)砷,在無(wú)機(jī)砷中,三價(jià)砷的毒性比五價(jià)砷約高出10多倍。因此測(cè)定海藻中的總砷、無(wú)機(jī)砷,尤其是測(cè)定三價(jià)無(wú)機(jī)砷的含量對(duì)于保障食品安全具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。1988年FAO/WHO提出以無(wú)機(jī)砷形式暫定可耐受每周攝入量(PTWJ)為15g/kg,我國(guó)制定的海藻制品中無(wú)機(jī)砷的限量標(biāo)準(zhǔn)為1.5mg/kg(GB 2762-2005食品中污染物限量)。測(cè)定海藻制品中砷的國(guó)標(biāo)方法"GB/T 5009.11-2003"有砷斑法、銀鹽法和氫化物原子熒光光譜法?；瘜W(xué)法存在著靈敏度低、準(zhǔn)確性差等問(wèn)題。雖然氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)試靈敏度

5、高,但測(cè)定海藻制品時(shí)該方法有不少問(wèn)題,如有機(jī)砷在消解過(guò)程中不太容易全部轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)砷,常常會(huì)導(dǎo)致原子熒光光譜法測(cè)定總砷結(jié)果偏低;而在測(cè)定無(wú)機(jī)砷的前處理過(guò)程中,會(huì)引起有機(jī)砷形態(tài)發(fā)生變化,轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)砷,又導(dǎo)致海藻中無(wú)機(jī)砷含量測(cè)定結(jié)果偏高。除國(guó)標(biāo)方法外,還有離子色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法(IC-ICP-MS)和液相色譜-原子熒光光譜法(LC-AFS)等聯(lián)機(jī)測(cè)定方式,雖然能對(duì)試樣中所含砷形態(tài)化合物進(jìn)行有效的分離并測(cè)定,但由于聯(lián)機(jī)的技術(shù)和成本高,一般基層單位難以開展。本方法采用濕法消解和微波消解為測(cè)定海藻類食物中總砷的前處理方式,鹽酸浸泡、乙酸丁酯萃取和純水反萃取為測(cè)定三價(jià)無(wú)機(jī)砷的前處理方式,方法實(shí)用、

6、提取效率高。采用塞曼扣背景和氘燈扣背景的石墨爐原子吸收光譜法，測(cè)定波長(zhǎng)為193.7nm,以峰高法為測(cè)定方式測(cè)定總砷和三價(jià)無(wú)機(jī)砷,測(cè)定干擾小,準(zhǔn)確度和靈敏度高。相對(duì)"GB/T 5009.11-2003"而言,提高了海產(chǎn)食品中總砷測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性,減少了無(wú)機(jī)砷測(cè)定結(jié)果的偏差。實(shí)驗(yàn)部分儀器與試劑VARIAN-240Z型石墨爐原子吸收光譜儀(美國(guó)瓦里安公司,塞曼扣背景);Aurora-AI1200型石墨爐原子吸收光譜儀(加拿大歐羅拉公司,氘燈扣背景);砷空心陰極燈(美國(guó)瓦里安公司);熱解涂層石墨管(美國(guó)瓦里安公司);AED-440型多孔電熱消化器(北京博瑞賽科技有限公司);LabT

7、ech-EH20B型控溫電熱板(北京萊伯泰科儀器有限公司)。硝酸(德國(guó)默克公司);硫酸(廣州試劑一廠);硝酸鎂(德國(guó)默克公司);硝酸鎳(美國(guó)Sigma公司);氯化鈀(美國(guó)Sigma公司);硝酸溶液(1+99);硝酸和硫酸混合消解體系(9+1)。除非另有說(shuō)明,本實(shí)驗(yàn)所用試劑均為優(yōu)級(jí)純。實(shí)驗(yàn)用水為GB/T 6682規(guī)定的二級(jí)水?？偵榍疤幚矸绞綕穹ㄏ夥Q取樣品0.5-3g(精確至0.1mg)于50mL帶刻度硬質(zhì)玻璃消解管中,加入10mL濃硝酸,1mL濃硫酸,在可調(diào)式控溫電熱爐上加熱(加熱參考條件:120/0.5h,稍放置,升至180/2-4h,再升至220),若變棕黑色,再加硝酸,直至冒白煙,消解液

8、呈無(wú)色透明或略帶黃色,取出冷卻,直接用水定容至10mL,混勻備用,同時(shí)作試劑空白實(shí)驗(yàn)20。微波消解精確稱取0.2-0.6g(精確至0.1mg)樣品于高壓微波消解罐中,加入5mL濃硝酸、0.5mL濃硫酸,旋緊罐蓋后進(jìn)行消解。25-140/10min;140-160/10min;160-190/20min。冷卻后取出,于控溫電熱板上160趕酸,放冷后將消解液轉(zhuǎn)移至25mL或50mL容量瓶中,用少量水多次洗滌罐和內(nèi)蓋,洗液合并于容量瓶中,用水定容至刻度,混勻備用;同時(shí)作試劑空白實(shí)驗(yàn)。三價(jià)無(wú)機(jī)砷的提取與反萃取樣品粉碎后,精確稱取樣品1.5g(精確至0.1mg)置于25mL具塞刻度試管中并加入10mL1

9、790光譜實(shí)驗(yàn)室第29卷9mol/L鹽酸,混勻,置于60水浴中,浸泡18h以上,期間多次振搖2-3min。樣品充分浸提后取出冷卻,6000r/min高速離心5min,取上清液用定量濾紙濾過(guò),并用少量9mol/L鹽酸清洗殘?jiān)?濾液置于250mL分液漏斗中,用乙酸丁酯萃取2次(每次20mL),并充分振搖2-3min后靜置,分層,合并有機(jī)相,用水反萃取2次,每次10mL。合并水相置于25mL比色管中,用水定容至刻度,混勻備用,同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定總砷或無(wú)機(jī)三價(jià)砷塞曼扣背景方式參考條件:內(nèi)氣流量0.3L/min,原子化時(shí)停氣;測(cè)定波長(zhǎng):193.7nm;燈電流:10mA;光譜通帶:0

10、.5nm;測(cè)定方式:峰高法,塞曼校正背景法;進(jìn)樣體積:10L;升溫程序:干燥85-110/30-50s;灰化1100-1200/20-30s;原子化2650-2750/4-5s。砷標(biāo)準(zhǔn)使用液用硝酸溶液(1+99)分別稀釋成含砷:0、10、20、30、40g/L和60g/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。取砷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液10、2L硝酸鎳-氯化鈀混合溶液(0.5g/L+0.5g/L)注入石墨爐中測(cè)定,測(cè)吸光度值并繪制校準(zhǔn)曲線,然后使用備用的消解液(2.2節(jié))測(cè)定總砷以及試劑空白、使用提取液(2.3節(jié))測(cè)定三價(jià)無(wú)機(jī)砷以及試劑空白。結(jié)果與討論圖1 硫酸、鹽酸和高氯酸對(duì)樣品溶液測(cè)定的干擾1-H2SO4;2-HCl;3-HClO4?？偵榍疤幚頋裣夥ê臀⒉ㄏ舛歼m用于原子吸收光譜法測(cè)定總砷的前處理方式。在濕消解法中,硫酸高沸點(diǎn)、強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性的特點(diǎn)能將海藻制品的有機(jī)砷轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)砷,并且模擬消解后5%以下的硫酸殘留量對(duì)55.0g/L樣品溶液測(cè)定結(jié)果無(wú)影響。而高氯酸和鹽酸都不適合為消解試劑,殘留的