微波消解-原子荧光光谱法测定山茶油中痕量砷

沈 佳 冯 启 王 越 朱妙琴

(浙江外国语学院科技学院，杭州310023)

前言

由于空气、水、土壤的污染，山茶油中可能含有痕量砷、汞有毒元素，因此，许多分析技术已被应用于食用油中微量元素的测定。在测定样品中微量元素时，常用的仪器方法包括电感耦合等离子体原子发射光谱法，电热蒸发-电感耦合等离子体原子发射光谱法，氢化物发生-原子荧光光谱法，电感耦合等离子体质谱法和原子吸收光谱法[1-5]。在这些方法中，氢化物发生-原子荧光光谱法的检出限仅次于电感耦合等离子体质谱法，并优于原子吸收光谱法和氢化物发生-原子荧光光谱法是测定微量元素的最灵敏的一种方法，它符合成本效益。

近年来，微波消解技术在各种样品的前处理中得到了广泛的应用，特别是茶叶、无花果树叶、人参、竹笋、稻谷等植物样品[6-10]。酸性系统，包括硝酸、高氯酸和过氧化氢溶液常用于工业微波消解系统中植物样品的消解。在多组实验研究的基础上，优化了微波消解条件，用原子荧光光谱法测定山茶油中痕量的As；研究了几组不同消解酸比例的实验，以确定其中较理想的消解条件。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

AFS-930型原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司)，Multiwave3000微波消解仪(奥地利安东帕公司)，SPB石墨消解仪(珀金埃尔默仪器有限公司),砷、汞空心阴极灯等。

砷标准溶液(100 μg/L，北京普析通用公司)，标准茶叶对照样：国家标准物质样品编号为GBW10052(GSB-30)。某浙江产山茶油；其它试剂为分析纯，实验用水为去离子水。

1.2 实验方法

准确称取0.3 g(精确至0.000 1 g)试样放入消解罐内，加入不同配比的混合酸，过夜，次日在消解仪内参考预设的流程开展消解操作。40 ℃预热10 min，确保设备可以有效的开启。运行完成之后需要冷却，放入赶酸架上110 ℃(由于砷易挥发，故赶酸温度不能高于110 ℃)赶酸至溶液澄清透明剩余1～2 mL左右时取下。冷却到室温环境中，使用硝酸(0.5%)溶液洗涤消解，洗涤液并入到瓶内同时定容至25 mL刻度线，实现良好的混匀待测操作，并同时做试剂空白实验。

2 结果与讨论

2.1 仪器检出限

为了检查仪器是否准确，在实验开始前，将仪器条件调至最佳状态(与上述测量条件相同)，测定标准空白溶液11次，根据公式(1)、(2)计算得到仪器的检出限。其中S为标准偏差，b为标准曲线的斜率。

(1)

QL=3S/b

(2)

运算获得砷的设备检出限是0.312 μg/L。

2.2 标准曲线的制作

移取2.5 mL砷标准溶液(0.1 mg/L)到容量瓶内，用盐酸(5%)稀释，添加2 mL硫脲-抗坏血酸(12.5%)溶液，定容，摇晃均匀后留作后用。

将设备设定到自动进样，相应标准溶液系列各自是2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 μg/L；得As标准曲线为：Y=7 655X-5.796,R2=0.999 7。

2.3 试样溶液的测定

按实验方法消解样品，定容至 25 mL容量瓶内(测砷需要加入1 mL硫脲-抗坏血酸进行预还原)，充分摇匀，用标准曲线方法进行测定。砷载流是一定浓度的溶液，还原剂是硼氢化钾(1%)。

2.4 消解条件优化

2．4．1 湿法消解法

湿法消解的消解结果大多数以失败告终。消解过程，样品反应剧烈，上层出现很多泡沫，且不断溢出，样品和消解液易爆沸，且大多数样品碳化严重，多次补酸，效果也不明显，不易消解完全。为了实验的安全，最终放弃了湿法消解。

2．4．2 微波消解法

为了找出较理想的微波消解酸配比, 先研究了茶叶对照样GSB-30。按实验方法，分别实验四组不同配比的混合酸，每组酸平行实验3个样品。茶叶对照样微波消解条件优化及测定结果见表1，山茶油样品测定结果见表2。

表1结果表明：消解0.30 g茶叶对照样，6 mL硝酸+4 mL过氧化氢消解样品时测定结果最高，说明该配比条件下消解最完全。该消化配比条件下，测定结果的精密度也较理想。

表1 茶叶对照品微波消解条件优化及测定结果Table 1 Analytical results of As in standard reference of tea

表2 油样品微波消解条件优化及测定结果Table 2 Analytical results of As in Camellia Oil

表2结果表明：消化0.30 g样品油，6 mL硝酸+4 mL过氧化氢消解时测定结果最高，说明该配比条件下消解最完全。该消化配比条件下，测定结果的精密度也较理想。

3 加标回收实验

准确称取三份油样品各0.30 g，分别加入一定量砷标准溶液(0.1 mg/L)，按照理想条件下的方法进行消解处理，测定As含量，计算加标回收率，结果见表3。表3 结果表明 : 加标回收率在92%～102%，结果理想。

表3 加标回收实验Table 3 Recovery test of the ideal method

4 结语

从实验的一致性、标准物质及样品的测定结果以及加标回收率的结果看，微波消解-原子荧光光谱法适用于测定山茶油中痕量砷。该法在测定标准物质和样品的过程中，精密度较为理想，加标回收率符合要求。微波消解可适用于几乎所有食品样品，消解过程是在高温高压密闭的条件下进行，需要注意实验安全及规范操作。如果消解管的防爆片未放在正确的位置将导致消解管内的液体飞溅，微波消解仪自动停止。