用原子荧光法测定饲料级硫酸镁中砷含量

● 山西省产品质量监督检验研究院 贾 亮



用原子荧光法测定饲料级硫酸镁中砷含量

● 山西省产品质量监督检验研究院 贾 亮

摘 要:砷化物具有毒性，饲料级硫酸镁的原料中有可能含有砷化物，其有一部分会进入产品中。本实验通过原子荧光法对饲料级硫酸镁中的砷含量进行了测定，探讨HG2933-2000中砷含量测定方法的改进。

关键词：原子荧光法 饲料级硫酸镁 砷

原理

在酸性条件下，加硫脲使五价砷还原为三价砷，再加硼氢化钾使其还原生成砷化氢，由载气（氩气）载入石英原子化器，受热分解为原子态砷，在特制砷空心阴极灯发射光的照射下，基态砷原子被激发至高能态，去活化回到基态后发射出特征波长的荧光，其荧光强度在一定浓度范围内与砷含量成正比，与标准系列比较定量。

试验过程

1. 试剂

本方法所用试剂纯度为优级纯，试验用水为二级去离子水。

（1）浓盐酸；

（2）氢氧化钾溶液(3 g/L)：称取3 g氢氧化钾溶于1 000 mL水中；

（3）硼氢化钾溶液(15 g/L)：称取硼氢化钾15 g溶于1 000 mL氢氧化钾溶液中；

（4）盐酸溶液(5%V/V)：量取5mL浓盐酸于100 mL容量瓶中，加水至刻度；

（5）硫脲+抗坏血酸溶液（20%）：称取研磨后硫脲5 g，加水约60 mL，加热溶解，待冷却后，加入5 g抗坏血酸，定容至100 mL，摇匀；

（6）砷标准储存溶液（1 mg/mL）：购置砷（As）单元素标准溶液；

（7）砷标准工作液（0.1μg/mL）：移取砷标液按1：10逐级稀释至砷标液为0.1μg/mL，临用时配制。

2.仪器

AF-610C型原子荧光光谱仪（北京瑞利分析仪器公司）；AS-2高性能空心阴极灯。

3 .分析步骤

(1)标准曲线的制备

取5个100 mL容量瓶，依次加入0.1μg/mL 砷标准工作液0 mL、1 mL、5 mL、10 mL和20 mL，各加入浓盐酸5 mL、20%硫脲溶液10 mL 用水定容至刻度。此时标准曲线各个砷的质量浓度依次为0 ng/mL、1 ng/mL、5 ng/mL、10 ng/mL、20 ng/mL。

(2)样品处理

称取(1. 00±0.0l)g 试样，置于烧杯中，用50 mL 水溶解，并转移至100 mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀。吸取10 mL，于100 mL容量瓶中，加入5 mL浓盐酸、5 mL20%硫脲，用水定容至刻度，摇匀。同时作试剂空白。

(3)测定

①仪器条件

灯电流60 mA；光电倍增管负高压 240V；载气流量800mL/min；辅助电流0 mA；测量方式为荧光强度或质量浓度直读；原子化方式：火焰法；采样泵速：100 r/min；采样时间：8 s；注入泵速：100 r/min；读数时间16 s；延迟时间2 s；载流液为5%盐酸溶液，还原剂为15 g/L硼氢化钠溶液；标准或样品加入体积 2 mL。

②测定过程

开机预热，输入仪器条件中相应的参数值。测量时，先进行标准系列测定，绘制标准曲线后，再测定两次空白溶液的空白值，随后测定样品。

③计算

按下式计算样品含砷量:

式中：x：样品中砷的含量，%；

m1：试样的质量，g；

c：试样被测液的浓度，mL；

c0： 试样空白液的浓度，mL。

结果与讨论

1.反应介质的影响

以硼氢化钾作还原剂时，反应介质一般为盐酸溶液，不同砷含量使用不同浓度盐酸时荧光强度见表1：

表1　不同砷含量使用不同浓度盐酸时荧光强度

由此得知，盐酸溶液在5%～10%时，荧光强度好且基本没有变化，故选择最佳反应介质酸度为5%。

2.线性范围

按照“标准曲线的制备”测定标准曲线线性范围，数据见表2和图1：

表2　标准曲线线性范围

从图1可知：砷浓度为0 ng～50 ng时，其荧光强度与浓度呈良好的线性关系，r=0.9999，回归方程为Y=168.12 X+27.35 。

图1　砷含量与荧光强度标准曲线

3.检出限

采用仪器配套软件程序检出限测量方法，连续测量空白液11次，荧光值分别为35.292、35.070、50.338、29.894、23.283、54.676、38.375、26.906、33.975、41.430、30.061。检出限为0.1703 ng/g。

4.回收率试验

分别移取10 mL样品置于100 mL容量瓶中，按低、中、高浓度加入不同的砷标准溶液，按“分析步骤”操作，测定回收率，结果见表3。

表3　回收率试验结果

5.对比试验

运用本方法与砷斑法分别测定10份样品，经配对t检验，两种方法无统计学意义（t=1.33，p＞0.05）。见表4。

表4　两种方法测定10份样品的结果（%）

结论

通过本实验证明原子荧光法具有线性范围宽、检出限好、准确度高等特点，可以避免砷斑法目测时人为误差及砷斑对于时间的敏感性。建议将原子荧光法引入饲料级硫酸镁中砷含量的测定国家标准或行业标准中。