湿法消解-原子荧光法测定海产品总砷方法的改进

陈基东

（钦州市疾病预防控制中心，广西钦州 535000）

砷元素广泛地存在于自然界，其化合物多有毒，无机砷毒性更大。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂等领域，这些污染物部分随着水循环最终排放到海洋，导致海洋中的生物体内造成不同程度的蓄积。而海产品中砷含量过高，可能会危害食用者的身体健康。因而，近年的食品安全风险监测把砷列为必检项目之一，目前食品安全国家标准《食品中总砷及无机砷的测定》（GB 5009.11—2014）测定食品中总砷的方法有电感耦合等离子体质谱法、氢化物发生原子荧光光谱法和银盐法。鉴于ICP-MS普及率低和银盐法灵敏度低的问题，最常用还是氢化物发生原子荧光光谱法，此法的样品前处理方法有湿法消解和干灰化法，而植物性海产品不适合用干灰化法，且干灰化法的助熔剂容易引入更多的砷本底和其他杂质。笔者根据多年的食品安全风险监测工作，对湿法消解做出了一些改进，使测定海产品中总砷的结果更加准确可靠[1]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器

原子荧光光度计，北京吉天AFS-8230；微波消解罐，美国CEM 55 mL；电热板，莱博泰科EH45C；电热消解仪，北京东航EHD-24。

1.1.2 试剂

硝酸（CR，德国默克）；高氯酸（GR，山东西亚化学工业有限公司）；硫酸（AR，西陇化工股份有限公司）；氢氧化钾（AR，广东光华科技股份有限公司）；硫脲（AR，广东省化学试剂工程技术研究开发中心）；硼氢化钾（AR，国药集团化学试剂有限公司）；抗坏血酸（AR，上海试四赫维化工有限公司）。砷单元素溶液标准物质GBW08611，1 000 μg/mL，中国计量科学研究院；扇贝成分分析标准物 质GBW10024，（3.6±0.6）mg/kg，地 球 物 理 地 球 化学勘查研究所；螺旋藻成分分析标准物质GBW10025，（0.22±0.03）mg/kg，地球物理地球化学勘查研究所。

1.2 实验方法

1.2.1 前处理方法

（1）湿法消解。称取适量样品置于100 mL锥形瓶中，同时做空白和空白加标，各加硝酸20 mL，高氯酸2 mL，硫酸1.25 mL，放置过夜。次日在锥形瓶中加入几个玻珠，盖上小漏斗，于电热板上以100 ℃预消解0.5 h，升温至130 ℃消解3 h，此过程反应较激烈，并分解出大量的棕色氮氧化物气体，注意反应节奏，必要时从电热板上取下稍冷，反应平缓后再放回电热板继续消解，温度提升至160 ℃继续消解3 h，此过程若发生碳化现象需及时补加硝酸，确保无碳化现象发生后在此温度下赶尽硝酸，再次将温度升至180 ℃消解3 h，最后取下小漏斗将温度升至260 ℃消解5 h[2]，此阶段是有机砷转化为无机砷的关键阶段，此时注意硫酸的损失情况，必要时沿着锥形瓶内壁用滴加的方式补充硫酸，消解完成后取下冷却，加20 mL纯水于电热板上缓慢升温至260 ℃，再度蒸发至冒硫酸白烟，各阶段消解时间视样品的反应情况而定，可适当延长，消解完后冷却至常温，用纯水将消解液转入25 mL比色管，加入2 mL硫脲+抗坏血酸溶液，加水至刻度，混匀，放置30 min，待测[3]。

（2）改进的湿法消解。称取适量样品置于55 mL微波消解罐（美国CEM）中，同时做空白和空白加标，各加硝酸10 mL，高氯酸1 mL，硫酸1.25 mL，盖上小漏斗于电热消解仪上以100 ℃预消解0.5 h，随后升温至120 ℃消解3 h，此过程反应较激烈，并分解出大量的棕色氮氧化物气体，注意反应节奏，必要时从电热消解仪上取下稍冷，反应平缓后再放回电热消解仪中继续消解，将温度再度提升至150 ℃消解3 h，此阶段若发生碳化现象需及时补加硝酸，确保无碳化现象发生后在此温度下赶尽硝酸，最后取下小漏斗，将温度提高至190 ℃继续消解5 h，此阶段是有机砷转化为无机砷的关键阶段，待高氯酸的白烟冒尽，消解完成后，取下消解罐冷却后用纯水将消解夜转入25 mL比色管，加入2 mL硫脲+抗坏血酸溶液，加水至刻度，混匀，放置30 min，待测[4-5]。

1.2.2 原子荧光光度计工作条件

负高压：260 V；灯电流：50 mA；载气流量：300 mL/min；屏蔽气流量：800 mL/min；原子化器高度：8 nm；延迟时间：1 s；读数时间：10 s；测量方式：荧光强度；读数方式：峰面积。

1.2.3 标准曲线绘制（改为标准系列的配制）

取25 mL比色管6支，依次准确加入1.00 μg/mL的砷标准使用液0.00 mL、0.10 mL、0.25 mL、0.50 mL、1.5 mL和3.0 mL（分别相当于砷浓度0.0 μg/L、4.0 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、60 μg/L、120 μg/L），各加硫酸溶液12.5 mL，硫脲+抗坏血酸溶液2 mL，补加纯水至刻度，混匀后放置30 min后测定。

1.2.4 实验步骤

打开气源，将分压阀压力调节为0.3 MPa，安装好砷空心阴极灯后开启原子荧光光度计电源，点亮空心阴极灯，调节好原子化器高度，开启电脑，打开原子荧光光度计工作站软件，设置好仪器条件，点火预热30 min以上，待仪器稳定后，先测定标准曲线，再对空白和样品进行测定[6]。方程Y=45.955X+50.934（r=0.999 6）。

2 结果

2.1 标准曲线绘制

在设定的测试条件下，标准曲线的测量数据见表1，测试结果表明，砷浓度在0～120 μg/L线性关系良好，回归

表1 标准曲线的测量结果

2.2 质控品的检测结果

对扇贝、螺旋藻分别用改进前后的湿法消解对样品进行前处理后，按GB 5009.11—2014中氢化物发生原子荧光光谱法测定，结果见表2。表2的实验结果表明，在使用原子荧光光谱法测定海产品中总砷时，改进后的湿法消解较标准方法的湿法消解，其结果更加接近标准值，相对标准偏差也更小一些，即改进后的湿法消解-原子荧光测定结果更加准确可靠。

表2 湿法消解改进前后原子荧光光谱法测定海产品总砷的结果（单位：mg/kg）

2.3 不同前处理对回收率的影响

把空白加标和样品一起经过相同的消解程序后，与样品一起按GB 5009.11—2014中氢化物发生原子荧光光谱法测定，结果见表3。由表3可知，改进前后的湿法消解对空白加标的回收率均在90%以上，且没有明显的差异，结果满足实验要求，说明两种消解方法都不会造成明显的砷损失。

表3 不同前处理的空白加标回收率情况

2.4 结果验证

从市场上采购了一些海产品，以改进后的湿法消解对样品进行批量前处理，消解完后用原子荧光光度计进行测定，样品的检测结果令人满意，其结果见表4。

表4 不同海产品总砷含量的测定结果（单位：mg/kg）

3 结论与讨论

CEM微波消解罐的最高承受温度为250 ℃，但在笔者的实验过程中发现在温度达到200 ℃时，罐体受到弯折力时会有轻微变形现象，应选择最高消解温度为190 ℃，而190 ℃已足以分解高氯酸，产生富氧环境，而且消解罐的管口小，罐体长，有利于富氧环境的保持，有利于砷甜菜碱等有机砷化合物被混合酸分解转化为无机砷。

与标准方法的湿法消解相比，改进后的湿法消解不但减小了硝酸等消解用酸的用量，缩短了消解时间。同时，标准方法的湿法消解全过程，均需要人员值守随时观察消解情况，防止出现碳化、酸溢出和爆燃或爆炸等意外事故，而改进后的湿法消解，只要在硝酸耗尽而无碳化现象出现时，其后的消解程序无需人员值守，大大降低了实验人员的劳动强度。

改进后的湿法消解因减少了试剂用量，从而降低了可能由试剂带入的本底，在缩短了消解时间的同时也降低了实验人员的劳动强度，而其测定结果准确可靠，可以作为日常检测海产品中总砷的消解方法。