不同的前处理方式对测定玉米中总砷的影响

王玉兰，徐红颖

（内蒙古化工职业学院实习实训中心，内蒙古呼和浩特010010）

不同的前处理方式对测定玉米中总砷的影响

王玉兰，徐红颖

（内蒙古化工职业学院实习实训中心，内蒙古呼和浩特010010）

氢化物发生原子荧光光谱法测定玉米中的总砷，其常用的样品前处理方式有常压湿法处理、干法处理、微波处理和高压处理等几种。采用氢化物发生原子荧光光谱法对上述4种消化方式处理的玉米进行测定分析，以探讨4种消化方式的适用性。试验结果表明：干法处理实验结果明显偏低，其它三种处理方式实验结果虽然令人满意，但微波处理和高压处理全程需要时间较长，所需酸量较大，且成本高；而湿法处理玉米中的总砷，具有原理简单、消化完全、成本低、过程容易控制、损失少、一批可以处理多份样品、误差小等优点。

氢化物发生原子荧光法；玉米；砷；消化方式

玉米是内蒙古自治区最主要的农作物之一，是人们生活中的重要食品。农村生态环境的破坏和污染，造成了农作物的重金属污染。虽然有些重金属是人体必需的微量元素，但当它们的浓度在人体内的积蓄量达到一定阈值时，就会对人体产生毒害［1］。砷是具有蓄积作用的有害重金属元素，由于含砷农药的使用、工业三废，以及食品在加工过程中使用某些化学添加剂而引起食品中砷的污染，在食品监测中，常常被列为重点监测项目［2］。目前砷的测定，主要采用氢化物发生原子荧光光谱法［3］。样品的前处理有常压湿法处理、干法处理、微波处理和高压处理等几种方式。虽然国家标准简单介绍了这几种消化方式，但是针对玉米这类食品而言，却没有具体、详细的说明样品的前处理方式［4-10］，所以研究并探讨出最佳、合理的样品前处理方式和试验条件是本文所关注的。研究中发现，湿法处理玉米中的总砷，具有原理简单、消化完全、成本低、过程容易控制、损失少、一批可以处理多份样品、误差小等优点。所以更加适合食品中玉米的总砷含量的测定。

1材料与方法

1.1材料与试剂

玉米：购于呼和浩特市东瓦窑农贸市场；硝酸、高氯酸、盐酸、为优级纯；硫脲（5%）+抗坏血酸（5%）混合溶液；超纯水；砷标准储备液：1 000 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心；砷标准溶液100 μg/L（精密吸取砷标准储备液10 mL用10%盐酸稀释定容而得）。

1.2主要仪器及工作条件

AFS-830型双道氢化物-原子荧光分光光度计：北京吉天仪器公司，主要仪器参数见表1；MDS-6微波消解仪：上海新仪；电子天平：北京赛多利斯；马弗炉；电子控温加热板；恒温干燥箱；瓷坩埚；砷空心阴极灯：北京有色金属研究总院。

表1　AFS-830型双道氢化物-原子荧光分光光度计主要仪器参数Table 1Main instrument parameters of AFS-830 type two way Hydride Atomic Fluorescence Spectrometry

1.3试样处理

1.3.1湿法处理

准确称取粉碎均匀的干玉米1.0000g，置于100mL锥形瓶中，加入10 mL硝酸-高氯酸（5+1）混合液和3粒～4粒防沸玻璃珠，在电热板上浸泡过夜，次日在电热板上缓缓加热消化至白烟将尽，赶酸至约剩余2.5mL溶液时，取下放冷，转入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗坏血酸（5%）混合溶液，再加水进行定容，放置30 min，待用。同时做试剂空白。

1.3.2干法处理

准确称取粉碎均匀的干玉米1.000 0 g，置于酸洗的瓷坩埚中，在150℃电热板上加热2 h至无烟，再置于550℃马弗炉中灰化4 h，待灰化完全，取出坩埚，冷却后加入少量（1+9）硫酸溶解，转入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗坏血酸（5%）混合溶液，再加水进行定容，放置30 min，待用。同时做试剂空白。

1.3.3微波处理

准确称取粉碎均匀的干玉米1.000 0 g，置于洗净的密闭聚四氟乙烯消化罐中，加入15 mL硝酸（70%）溶液，设定好消解程序进行自动消化（二档1.0 MPa，180℃，消化10 min），样品冷却后取出，在恒温电热板上赶酸至2mL左右时，转入50mL容量瓶中，加入5mL硫脲（5%）+抗坏血酸（5%）混合溶液，再加水进行定容，放置30 min，待用。同时做试剂空白。

1.3.4高压处理

准确称取粉碎均匀的干玉米1.000 0 g，置于洗净的密闭聚四氟乙烯消化罐中，加入20 mL硝酸（70%）溶液，套上金属外杯，旋紧，放入恒温干燥箱中，在150℃的温度下保持4 h，样品冷却后取出，在恒温电热板上赶酸至2 mL左右时，转入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗坏血酸（5%）混合溶液，再加水进行定容，放置30 min，待用。同时做试剂空白。

2结果与分析

2.1标准曲线的绘制

配制砷溶液标准系列，将砷标准溶液100 μg/L吸取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL于50 mL容量瓶中，各加入10 mL（1+9）硫酸和5mL硫脲（5%）+抗坏血酸（5%）混合溶液，定容。配制成浓度为0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 μg/L的标准系列。混合均匀后，放置30 min，待用。

仪器预热稳定后，将试剂空白，标准系列溶液依次放入仪器进行测定，得到砷标准曲线回归方程及相关系数分别为Y=68.013X-40.312，r=0.999 7。

2.2玉米溶液中砷的测定

在相同的仪器条件下，将玉米溶液依次放入仪器进行测定，再根据砷标准曲线回归方程得到试样中总砷浓度。

2.3不同消化方式对实验结果的影响

不同处理方式所得回收率及总砷含量见表2。

表2　不同处理方式所得回收率及总砷含量（n=10）Table 2Recovery rate and total arsenic content of different treatment methods

从表2可以看出，干法处理实验结果明显偏低，因为干法处理灰化，消化过程不受操作者的控制，测量过程中，测量元素有损失，导致回收率偏低；而湿法、微波、高压处理结果令人满意，但从节约成本来看，微波处理全程需要时间较长，且微波消解仪成本高、所需酸量较大；高压处理全程消化时间也比较长且压力消解罐体积大、质量重、成本高。而湿法处理具有原理简单、消化完全、成本低、过程容易控制、损失少、一批可以处理多份样品、误差小等优点。所以在3种处理方式的测量结果满意的情况下应该选择湿法处理。

2.4仪器最佳工作条件的选择

负高压增大，荧光强度也增大，但噪音也会相应增大。实验表明该仪器负高压为280 V～340 V时，可满足实验要求，本实验选择负高压300 V。灯电流增加，荧光强度也增大，但灯电流增大会降低灯的使用寿命，本实验选择灯电流65 mA。原子化器高度升高，荧光强度也增大；但原子化器过高时，噪音也会过大，对测定结果影响较大。炉高在8 mm～10 mm时，荧光强度值较好，本实验选用炉高8 mm。载气过大，使荧光强度值减小；载气过小时，氢氩焰不稳定，同时增加了噪声，本实验选择载气流量为500 mL/min。而屏蔽气流量对荧光强度影响不大，故选择屏蔽气流量为900 mL/min。

2.5还原剂的影响与选择

硼氢化钾，硫脲，硫脲-抗坏血酸混合溶液，都可以作为还原剂，而直接采用硼氢化钾或硫脲作为还原剂时，因为还原不完全，使测定结果偏低。经试验，采用硫脲-抗坏血酸混合溶液作为还原剂效果最佳，它不仅可以使样品还原完全，而且能够掩蔽部分共存的干扰离子，同时可以抑制高氯酸的影响，提高测定灵敏度。本文采用5%硫脲-5%抗坏血酸混合溶液作为还原剂，放置时间30 min以上时，荧光强度稳定，测量结果满意。

2.6消化时间的影响

本试验以湿法处理为例，分别消化2、4、6、8、10 h后测定其中总砷的含量，测定结果为，随着时间的延长，玉米中总砷含量不断波动，但总体上波动幅度不大，消化时间越长，消化越彻底，但消化时间越长，玉米中总砷含量波动越小。

3结论

样品的前处理方式遵循着几项原则，一是消化过程中被测元素没有损失，消化完全，二是所用试剂不能产生干扰，三是快捷、方法原理简单、成本低、过程容易控制、结果准确等。本实验的四种前处理消化方式中，湿法处理最为符合该几项原则。

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［4］陈骐.原子荧光光谱法同时测定粮食中砷和汞含量的方法探讨［J］.粮食加工，2008（6）:85-86

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Effect of Different Treatment on the Determination of Arsenic Content in Corn

WANG Yu-lan，XU Hong-ying
（Inner Mongolia Vocational College of Chemical Engineering，Huhhot 010010，Inner Mongolia，China）

There are several sample pretreatment ways commonly used on determination of total arsenic in corn by hydride generation atomic fluorescence spectrometry，which contain wet processing，dry processing，microwave treatment and high pressure treatment.In this paper，the 4 kinds of sample pretreatment ways were analyzed respectively.The results showed that：the dry processing representation was obviously on the low side，the other three ways to deal with the experimental results were satisfactory，but the microwave treatment and high pressure treatment process took longer time，and the cost was high，the required acid was more；wet processing treatment had many advantages such as the theory was simple，low cost，easy to digest completely，the process was controllable，less loss，disposing multiple samples at the same time，small error etc.

hydride generation atomic fluorescence spectrometry；corn；arsenic；digestion way

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.15.022

2014-06-24

王玉兰（1979—），女（蒙古），实验师，本科，研究方向：有机分析、食品分析。