HG-AAS法测定不锈钢食具浸泡液中的砷

蒋小良 王洁泉 黄钧 叶林 苏淑坛

（江门出入境检验检疫局，广东江门 529000）

艾晓军

（武警黄金地质研究所,河北廊坊 065000)

HG-AAS法测定不锈钢食具浸泡液中的砷

蒋小良 王洁泉 黄钧 叶林 苏淑坛

（江门出入境检验检疫局，广东江门 529000）

艾晓军

（武警黄金地质研究所,河北廊坊 065000)

研究了利用氢化物发生原子吸收法测定不锈钢食具浸泡液中痕量砷的反应体系。对载气流速、硼氢化钠溶液的浓度、5%抗坏血酸-5%硫脲溶液添加量和介质酸度的影响，以及基体和共存离子的干扰等条件进行了研究。样品加标回收率为95.8%～106.2%，测定结果的相对标准偏差不大于2.8 %，方法检出限为0.12 μg／L。该方法适用于不锈钢食具容器浸泡液中痕量砷的测定。

氢化物发生 不锈钢食具 浸泡 砷

砷元素及其化合物广泛存在于环境中，由于元素形态的砷不溶于水，因此几乎没有毒性，有毒性的主要是砷的化合物。砷的化合物经水、食物和空气进入人体后，可以引起急性或慢性砷中毒。急性砷中毒多见于消化道，主要表现为立即出现的呕吐，食道、腹部疼痛出血等，抢救不及时会造成死亡［1］。因此在不锈钢食具容器的卫生指标分析中，砷的迁移量是其中一项重要指标。我国制定了有关标准限定不锈钢食用器皿浸泡液中相关元素的含量，GB／T 5009.81-2003所使用的砷斑法进行检测存在较多缺陷［2］，因为砷斑法是半定量法，灵敏度低，操作繁琐，容易对操作人员的健康造成危害。

目前测定痕量砷的方法主要有氢化物发生原子吸收法［3，4］、原子荧光光度法［5-8］、石墨炉原子吸收法［9］、电感耦合等离子体光谱法［10-12］等。笔者研究了氢化物发生原子吸收光谱法测定不锈钢食具容器浸泡液中的痕量砷，采用微型化学原子化器［13］，化学反应发生空间仅数十微升，完成一次测定只需16 s，从而提高了灵敏度并减小了干扰影响。本研究对NaBH4用量、溶液酸度、载气流量及进样量等条件进行了试验并考察了共存离子的干扰，建立了可行的分析方法。该方法灵敏度高、操作简单、快速、干扰小、消耗试液量少，是一种测定不锈钢食具容器浸泡液中痕量砷的理想方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

原子吸收光谱仪：AA-800型，带石墨炉装置，美国Perkin Elmer公司；

微型化学原子化器：MCA-101型，ZL 2004 2 0084256.7，上海智通仪器有限公司；

石英管原子化器：T形石英管，管长140 mm ，内径7 mm，支管长80 mm，内径3 mm，砷无极放电灯，美国Perkin Elmer公司；

超纯水系统：Synery UV型，美国Millipore公司；

砷标准溶液：1 000 μg／mL，钢铁研究总院国家钢铁材料测试中心；

乙酸：分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；

盐酸：优级纯，广州化学试剂厂；

硼氢化钠：分析纯，天津市福晨化学试剂厂；

氢氧化钠、抗坏血酸：分析纯，广州化学试剂厂；

硫脲：分析纯，广东台山化工厂；

乙酸溶液：水与冰乙酸体积比为96∶4，取冰乙酸40 mL用水稀释至1 000 mL，用时现配；

NaBH4溶液（含 10 g／L的 NaOH）：15 g／L，称取NaBH41.5 g和NaOH 1.0 g于烧杯中，加100 mL水溶解，现用现配；

实验所用器皿在使用前用15%硝酸浸泡24 h；实验所用水均为超纯水。

1.2 仪器条件

灯电流：380 mA；波长：197.3 nm；乙炔流速：1.0 L／min；空气流速：10 L／min；光谱通带：0.2 nm；进样量：0.80 mL；载气：高纯氩气，流速为0.8 L／min；蠕动泵转速：60 r／min；读数时间：16 s；读数方式：峰面积。

1.3 分析方法

按GB／T 5009.81-2003的要求，取不锈钢食具器皿样品，先用微碱性的洗洁剂洗涤，然后用自来水冲洗干净，再用超纯水淋洗，晾干。加入4%乙酸溶液至距上口边沿1 cm处，小火煮沸0.5 h，取下，补充4%乙酸溶液至原体积，室温下放置24 h，准确移取上述浸泡液25 mL倒入洁净的烧杯中，放置电炉上缓慢加热至近干，用水洗涤烧杯，转移到25 mL容量瓶中，然后加盐酸2.5 mL、硫脲（50 g／L）+抗坏血酸（50 g／L）混合溶液1.5 mL，补加水至刻度，摇匀后置于沸水浴中5 min，自然冷却至室温，选择吸收波长为197.3 nm条件下测定，采用吸收峰面积计算砷的含量，并随同做空白试验。

2 结果与讨论

2.1 载气流速的影响

微型化学原子化器采用高纯氩气（＞99.99%）作为载气，载气流速会影响挥发性砷物质从反应器中带出的速度和稀释程度以及原子化产物在原子化器中停留时间。如果流速太小，反应池中生成的砷化氢不能快速地通过T型管，从而使峰型展宽而出现严重的拖尾；载气流速过大，又将生成的砷化氢稀释，使信号减弱。当其它条件固定，氩气流速在0.4～1.4 L／min变化时，测定的峰高与峰面积见图1。

由图1可以看出，吸收峰高随着流速的增加是逐渐变小，幅度是越来越大，而对应的吸收峰面积是先迅速升高，然后逐渐下降，而下降的趋势比峰高要小，这主要是峰拖尾引起的。当载气流速控制在0.8 L／min时，峰高出现最大值，随着载气流量的增大，吸收信号急剧减小，使灵敏度降低。实验选择载气流速为0.8 L／min。

2.2 盐酸体积分数的影响

砷只有在酸性介质中才能与硼氢化钠反应，这一反应对酸度的要求十分苛刻。实验对盐酸体积分数的影响进行了试验，结果见表1。

表1 盐酸体积分数的影响

结果表明，盐酸体积分数对砷的测定影响较大，盐酸体积分数为4.0%时峰面积达到最大。因此实验选择盐酸体积分数为4.0%。

2.3 硼氢化钠质量分数的影响

硼氢化钠作为还原剂在实验中起着非常重要的作用。硼氢化钠的质量分数太小，反应不完全，测定结果偏低；硼氢化钠的质量分数过高，生成大量气体使得挥发性砷物质浓度降低，并且测定的稳定性变差，试验结果如表2所示。

表2 硼氢化钠质量分数对砷吸收峰面积的影响

结果表明，硼氢化钠的质量分数在1.0%以下时，信号小。在1.5%时吸收峰面积达到最大值，因此实验选择硼氢化钠的质量分数为1.5%。

2.4 抗坏血酸-硫脲用量的影响

抗坏血酸-硫脲可以将试样中五价砷还原为三价砷，需要过量添加，添加量太少，试样中未被还原的五价砷不能被硼氢化钠转化为砷化氢，使检测结果偏低。通过梯度添加抗坏血酸-硫脲溶液进行对比试验，结果表明，抗坏血酸-硫脲对峰面积影响大，明显提高了砷的响应值，抗坏血酸-硫脲用量在1.5～2.5 mL吸收值没有明显的变化，本实验选择抗坏血酸-硫脲用量为2 mL。

2.5 乙酸体积分数的影响

由于加入硫脲-抗坏血酸混合溶液对Ni、Cr、Sn、Pb、Sb等元素能起到掩蔽剂的作用，不锈钢食具容器乙酸浸出液中其它元素含量很小，基本上不会影响砷的测定，因此仅需要考虑乙酸体积分数对砷测定的影响，结果如表3所示。

表3 乙酸体积分数的影响

结果表明，乙酸体积分数对砷的测定影响比较大，当乙酸体积分数大于0.25%时，存在明显干扰，所以测定前需要将浸泡液加热蒸发至近干消除乙酸对测试过程的干扰。

2.6 线性范围和检出限

配制系列砷标准溶液，浓度为 0、5、10、20、40 μg／L，加入盐酸1 mL、5%抗坏血酸-5%硫脲溶液2.0 mL，用水稀释至刻度摇匀。在最佳条件下测定，结果表明，当砷含量x在0.1～40 μg／L的范围内，其回归方程为y=0.081 267x-0.006 846，r=0.999 9。

根据IUPAC 的规定，检出限用除待测元素以外的全部试剂做空白溶液，用3σ计算元素的检出限。对20个试剂空白进行测定，根据积分信号计算标准偏差，求出砷元素的方法检出限为0.12 μg／L。

2.7 精密度试验

在最佳实验条件下，连续测定 1.0、5.0、20 μg／L 砷的标准溶液各7次。方法的精密度（RSD）为1.2%～2.8%。研究中发现，使用该化学原子化器测定砷，基体影响很小，浸出液中砷浓度一般较小，记忆效应可以忽略。这是精密度好，检出限低的重要原因。

2.8 样品分析与回收试验

按照1.3方法对样品进行处理，加入不同浓度的砷标准溶液，进行加标回收试验，结果见表4。所得回收率为95.8%～106.2%，说明方法的准确度较高。

表4 样品测定及回收率试验

3 结语

建立了用氢化物发生-原子吸收法测定痕量砷的方法，方法的回收率为95.8%～106.2%，相对标准偏差不大于2.8%。本法经济实用、操作简便、快速，是一种高灵敏度和高选择性的测定不锈钢食具容器乙酸浸泡液中砷的方法，可作为进出口不锈钢食具容器卫生标准中砷测定的替代检验方法。

［1］白爱梅，李跃，范中学.砷对人体健康的危害［J］.微量元素与健康研究，2007，24(1)： 61-62.

［2］GB／T 5009.81-2003 不锈钢食具容器卫生标准的分析方法［S］.

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DETERMINATION OF ARSENIC IN STAINLESS STEEL FOOD CONTAINERS BY HG-AAS

Jiang Xiaoliang，Wang Jiequan，Huang Jun，Ye Lin，Su Shutan
（Jiangmen Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Jiangmen 529000，China）

Ai Xiaojun
（Gold Geological Institute of CAPF, Langfang 065000, China)

Trace arsenic eroded from stainless steel food containers was determined by hydride generation atomic absorption spectrometry. The influences of flow velocity of carrier gases，concentration of NaBH4(sodium boron hydride), volume of 5% L-ascorbic acid and 5% thiourea，acidity and interference of coexisting ion were tested. Recovery obtained by standard addition method on samples were in the range of 95.8%-106.2%. The relative standard deviation of determination results was not more than 2.8%，and the detection limit was 0.12 μg／L. The method is suitable for the determination of trace arsenic in stainless steel food containers.

hydride generation，stainless steel food containers，eroded，arsenic

2011-08-22