砷是卷烟中毒性较大的有害元素之一，卷烟的主要原料烟叶、辅助材料和加工过程都有可能引入一定量的砷元素，消费者在抽吸卷烟时，因滤嘴直接接触嘴唇，滤嘴及接装纸中的砷会通过口腔进入体内。烟丝中的砷则通过烟气进入人体。如果卷烟中的砷含量过高，会对人体造成危害。砷已被列在烟草制品的成分披露和管制名单中。准确测定卷烟中的砷元素含量有助于指导低危害卷烟的研发和提高卷烟的吸食安全性。

目前检测砷的方法主要有原子荧光法［1–6］、分光光度法［7］、电感耦合等离子体原子发射光谱法［8–9］、等离子体质谱法［10］、原子吸收光谱法［11–12］等。分光光度法等化学方法操作繁琐、方法灵敏度低；原子吸收光谱法有基体干扰；电感耦合等离子体质谱法及等离子体原子发射光谱法仪器昂贵、分析成本高。氢化物发生– 原子荧光光谱法是一种高效率、低成本分析方法，方法灵敏度高、干扰少、线性范围宽和分析速度快，是目前测定砷常用的方法。

微波消解法利用微波加热封闭容器中的消解液和试样，在高温增压条件下使样品快速湿法消化，具有消解效果好、快速及样品损失少、低空白等优点［3–6］。笔者采用硝酸– 过氧化氢消化体系消解处理卷烟样品、原子荧光法测定样品溶液中的砷，取得了满意结果。

1. 实验部分

1.1主要仪器与试剂

双道原子荧光光谱仪：AFS–2202a 型，北京海光仪器公司；空心阴极灯：配有计算机处理系统和和砷空心阴极灯，北京有色金属研究院；微波消解仪：MARS–5 型，美国CEM 公司；水纯化系统：美国Millipore 公司；硝酸、过氧化氢、盐酸：优级纯硼氢化钾溶液：质量分数为1.5%，称取3.0 g 硼氢化钾，溶于200 mL 0.5% 的氢氧化钾溶液中，摇匀，现用现配；5%硫脲–5%抗坏血酸混合液：称取5.0 g 硫脲、5.0 g 抗坏血酸于150 mL 烧杯中，加人100 mL 高纯水溶解，现用现配；砷标准储备液：100 μg／mL，国家标准物质研究中心；所有玻璃器具每次使用前于10% 硝酸溶液中浸泡24 h 以上，用高纯水洗净，除特殊说明外，所用试剂均为分析纯；实验用水为高纯水。

1.2仪器工作条件

仪器工作条件见表1。

1.3实验方法

1.3.1标准溶液的配制

用5% 硝酸将100 μg／mL 砷标准溶液逐级稀释成100 ng／mL 砷标准工作溶液。准确吸取砷标准工作溶液0.00，1.00，2.00，5.00，10.00，20.00，40.00mL 分别加入100 mL 容量瓶中，各加人15％的盐酸30 mL，5% 硫脲–5% 抗坏血酸混合液10 mL，用高纯水定容，制得浓度依次为0.0，1.0，2.0，5.0，10.0，20.0，40.0 ng／mL 砷标准系列溶液，待测。

1.3.2样品前处理

将卷烟样品按烟丝、过滤材料、接装纸拆分，分别剪碎，各自混匀，之后再分别称取0.2000 g 置于微波消解罐中，加入5 mL 硝酸，盖上小漏斗放置过夜。次日分批缓慢加入2 mL 过氧化氢，盖上消解罐盖，置于微波消解仪中，按表2 的升温程序进行微波消解。消解结束后，取出消解罐，冷却至室温，慢慢打开盖子，加热驱赶余酸至近干，用水将内容物移入20 mL 比色管中，用超纯水反复洗涤消解罐，并且将洗涤液一并加入比色管中，加人2 mL 硫脲– 抗坏血酸混合液，用10% 盐酸溶液定容至刻度，摇匀，得到待测样品处理液，同时做试剂空白试验。

1.3.3样品测定

将标准系列溶液、样品空白和样品溶液在1.2仪器工作条件下进行测定。

2结果与讨论

2.1仪器测定条件

2.1.1灯电流和负高压

灯电流的大小与检出信号强度密切相关，灯电流过小，信号强度低，灵敏度差；灯电流增大，灵敏度则随之增大，但灯电流过大影响灯的使用寿命。实验选择灯电流为80 mA。

仪器的灵敏度与负高压正相关。负高压增高时噪声也会增大。300 V 的负高压可以满足分析要求。2.1.2原子化器高度原子化器高度偏低时，光源射到石英炉火焰口的反射光过强，使空白荧光强度较高，导致检出限增大；原子化器高度偏高时，灵敏度和测定精度均降低，原子化器高度以8 mm 为宜。

2.1.3载气流速

载气流速影响荧光强度和背景信号，载气流速与荧光信号成反比。随着载气流速减小，荧光强度和信噪比增大。若载气流速过小，氢– 氩火焰不稳定，测定结果的重现性差。经试验选择载气流速为400 mL／min。

2.1.4硼氢化钾用量

硼氢化钾是还原剂和氩氢焰的氢气来源，其用量影响氢化物生成速率和氩氢焰的质量，对测定结果影响较大。当硼氢化钾溶液浓度减小时，氩氢焰也变小，引起的噪声减小，信噪比得到改善。但其用量过小时，还原高价砷能力减弱，灵敏度下降。实验采用1.5% 的硼氢化钾溶液。

2.1.5样品溶液酸度

溶液中的砷还原成原子态时需要适当的酸度，一般选用盐酸。试验发现盐酸的体积分数在8％～15％范围内，荧光强度较稳定，灵敏度较高。因此实验选用10％的盐酸。

2.2微波消解条件

样品先加入浓硝酸浸泡过夜，再加入过氧化氢，以防加热时反应过于激烈。试验结果表明，采用程序升温微波消解样品，消解较为完全。微波消解样品时，消解功率和消解时间对消解效果影响较大。有机物含量较高的样品分解时会产生气体，使消解罐内压力增大，可进一步加速样品的分解。同时应注意因消解罐内压力增大对操作安全性的影响。试验确定的微波消解条件见表2。

2.3共存离子干扰及消除

在硼氢化钾的质量浓度为15 g／L 时，对于10ng／mL 的砷，100 倍的Cu，20 倍的Pb，10 倍的Sb，30 倍的Sn，100 倍的Zn 未见明显干扰。高浓度的以上离子可用硫脲– 抗坏血酸混合溶液掩蔽。

2.4工作曲线及方法检出限

对1.3.1 中的砷标准系列溶液分别进行荧光强度测定，以砷浓度(x) 为横坐标、荧光强

度(y) 为纵坐标绘制工作曲线，得曲线方程为y=330.16x+5×10–13，线性范围为0～40 ng／mL，线性相关系数大于0.999。在实验条件下，对试剂空白溶液连续进行l1 次荧光强度的测定，用3 倍标准空白荧光度的标准偏差除以标准曲线斜率得出方法的检出限，经计算仪器的检出限为0.01 ng／mL。若取样量为0.200 g，定容体积为20 mL，则方法检出限为1 ng／g。

2.5方法可靠性验证

由于卷烟尚无国家标准样品，而茶叶与烟叶的存在形态相似，消解时行为一致，故选用茶叶和灌木枝叶标准样品来验证本方法的可靠性。将茶叶标准样品[GBW 07605，砷含量标准值(0.28±0.04)mg／kg]、灌木枝叶标准样品[GBW 07603，砷含量标准值(1.25±0.15) mg／kg)] 分别平行测定3 次，测定平均值分别为0.278，1.23 mg／kg，测定值与标准值相符，表明本法可行。

2.6回收率和精密度试验

在已知含量的样品中分别加入砷标准溶液，经消解后测定，计算回收率，根据5 次平行重复测定结果计算相对标准偏差，结果见表3。由表3 可知，样品的加标回收率为92%～102%，相对标准偏差小于4%。

3结语

采用微波消解– 原子荧光光谱法测定卷烟样品

中的砷，方法快速便捷，试剂用量少，分析流程简单，检出限低，加标回收率高，精密度好。用该方法测定茶叶等国家标准样品中砷的检测结果与标准值相符。该方法可用于卷烟样品中砷的测定。