北京普天同创生物科技有限公司
砷是一种对人体健康具有危害性的元素。联合国粮农组织、世界卫生组织食品添加剂专家委员会于1967年联合制定的针对人群的最大允许砷摄入量为0.05 mg/kg/.d。近年来氢化物原子荧光技术日趋成熟,广泛应用于环境、生物、地质等领域中。白酒作为我国的传统食品,其食品安全控制具有重要意义。但目 前对于白酒中砷元素测定的报道不多,特别是应用氢化物原子荧光光度法测定白酒中砷元素的方法,尚未见文献报道。
本文针对白酒中砷元素的测定, 利用微波消解技术对样品进行前处理,用原子荧光法测定总砷含量。该法具有消化时间短、试剂用量少、不易损失、操作简便、线性范围宽、抗干扰能力强、具较高的灵敏度和准确度等优点。
1 材料与方法砷
1.1 仪器与试剂
1.1.1仪器
O.I.Analytical 7295微波消解仪;AFS-230E型双道原子荧光光谱仪(北京科创海光仪器公司);砷空心阴极灯(北京科创海光仪器公司)。
1.1.2试剂
硝酸;盐酸;砷单元素标液(1000μg/L,国家标准物质中心),使用时稀释成0.01 mg/L 的工作液,以去离子水定容;硼氢化钠溶液:使用时称取10 g溶于500 mL 0.2 %的氢氧化钠溶液中,氢氧化钠;硫脲:使用时称取10 g溶于100 mL去离子水中(掩蔽剂)。
1.2 实验方法硫脲
1.2.1微波消解仪条件
消解程序见表1。
1.2.2标准曲线绘制
分别准确吸取0.01 mg/L 的工作液0.00 mL 、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、7.00 mL 和9.00 mL 于6 个10 mL 具塞比色管中,定容至10 mL,加入1 mL HCl 和1 mL 掩蔽剂,摇匀,室温下放置20 min 后测定荧光强度。
1.2.3原子荧光光谱仪工作条件
为使得到的测定结果准确可靠,对仪器的测定条件进行优化,以保证实验过程在最佳状态下进行。最终确定仪器参数,见表2。
1.2.4样品的处理
准确吸取1mL白酒样品于消解罐中,加入2 mLH2O2和3 mL HNO3混匀放置过夜后按程序消解, 完毕后,开盖除酸,冷却,将其移入10 mL 具塞比色管中,用去离子水定容至10 mL, 并加入1 mL HCl 溶液和1mL掩蔽剂,摇匀,室温下放置20 min,同时作空白样品。与标准曲线在相同条件下测定荧光强度。
2 结果与分析
2.1 样品消解条件的选择
在样品消解中应尽可能地减少在消化过程中砷含量的损失,同时为了消除白酒中其他物质对砷测定的干扰,得到准确的分析结果, 在测定前需将试样中所有的砷形态转变为统一的As3+形式,因此对消化方法进行了选择比较。方法比较见表3。
在对上述方法的研究选择中, 方法三和方法四其回收率较好,但考虑到白酒中所含酒精量较高,与HNO3混合后经升温加压易发生爆炸, 为使样品在微波消解过程中反应温和进行, 最终选择了1 mL 酒样+2 mLH2O2+3 mL HNO3,摇匀放置过夜,再进行微波消解的方法。
2.2 原子荧光光谱仪工作条件
样品经消化后所有砷形态均需转化为As 3+ ,考虑到As5+在浓HCl中更易被还原为As 3+,即生成AsH3,因此在标准管与样品管中均同时加入1mL浓HCl。同时为了使硼氢化钠溶液在酸性条件下能更好地与样品发生反应,因此选用5%HCl 作为载流液。
氩气流速的高低也会影响测定结果,氩气流速过低,不能将AsH3完全吹入原子化器;过高则会稀释AsH3,两者都会导致峰面积响应信号下降,影响测定结果。本实验最终优化确定的氩气流速为300 mL/min。
2.3 标准曲线的测定
通过对仪器测定条件的优化,对标准曲线进行测定,线性关系良好,R=0.9997。结果见表4,标准曲线见图1。
2.4 精密度分析
经对浓度为3.000μg/L 的As标准工作液进行11次连续重复测定,结果见表5。
精密度( 相对标准偏差)RSD=SD/x,SD=4.2352,x=331.218,经计算得出该法精密度为1.3 %。
2.5 检出限
在最佳试验条件下, 对标准空白进行11 次重复测定,结果见表6。
该方法检出限计算公式为DL=3×SD/K,SD=1.5380,K=73.720,经计算该法检出限为0.0626 μg/L,在该方法检出限下所得标准曲线相关系数R=0.9997。
2.6 样品测定及回收率测定
按仪器最佳测定条件对不同香型白酒进行测定,结果见表7。
在被调查的6种不同香型8个白酒样品中,发现在不同地区生产的白酒中砷含量不一样,其原因可能是不同地区的生产用水砷含量不同,同时也与酿酒时所用的原辅 料、生产工艺等密切相关。同时为了评价该方法是否适用于样品的制备,通过回收率试验验证原子荧光光谱法测定结果的准确性,将每一个样品均进行加标回收检 测,以其中的酱香型1号样净样和添加了3μg/L 砷标准溶液的酱香型1号样同时做消解除酸处理后,用原子荧光光谱法测定其总砷含量。其回收率为109.69 %±8.26%(n=6),表明样品在处理过程中损失较小,该方法适用于原子荧光光谱法对白酒中砷的检测。
3 结论
利用了较为先进的微波消解技术对样品进行消解,该方法具有消化时间短、试剂用量少、不易损失、操作简便等优点;AFS- 230E 型双道原子荧光光谱仪在最佳条件下测定白酒中的砷元素,该法最低检出限为0.0626μg/L,在该方法检出限下所得标准曲线相关系数R=0.9997, 线性关系良好;对样品进行加标回收率的测定,得到回收率在86.69 %~115.23 %之间,表明样品在处理时损失较小,该方法适用于对白酒中砷的检测,同时还具有线性范围宽、抗干扰能力强、具有较高的灵敏度和准确度等优点。
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