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摘要:目的 建立一种快速消解并同时测定食品、化妆品、水;砷和汞的方法。 方法 食品、化妆品采用微波消解,水采用溴酸钾—溴化钾消解,双道氢化物发生原子荧光法同时测定样品中砷和汞。 结果 方法检出限砷和汞分别为013、0043μg/L,平均回收率分别为1034%、944%,相对标准偏差分别为186%、320%。 结论 方法简便,快捷,准确,灵敏度高,应用双道氢化物发生原子荧光法可同时测定食品、化妆品、水中砷和汞含量。
关键词:双道原子荧光法;同时测定;食品;化妆品;水;砷和汞
中图分类号:R99513 文献标识码:B 文章编号:1009-9727(2005)02-314-03
Simultaneous determination of arsenic and mercury from food and cosmetics and water by using double tracts atomic fluorescent method ZHANG Gui1, HU Xiao-ling1, WU Bo-wen2 (Zhuhai Municipal Center for Disease Control and Prevention, Zhuhai 519000, Guangdong, P R China)
Abstract:Objective To establish a method for simultaneous determining arsenic(As)and Mercury(Hg) in food,cosmetics and water Methods The food and cosmetics were dissolved by microwave and the water were dissolved by bromatebromide potassium;the As and Hg in them were simultaneously determined by doublechannel hydride generationatomic fluorescencece spectrometry
Results The detection limit of this method was 013μg/L for As and 0043μg/L for HgThe average recovery rates of As and Hg were 1034% and 944% The average relative standard for As and Hg was 186% and 320% Conclusion The method was simple,rapid,accurate and high sensitive As and Hg in the food,cosmetics and water can be determined by hydride generationatomic fluorescence spectrometry
Key words:Atomic fluorescence spectrometry;Simultaneity determination;Food;Cosmetics;Water;As;Hg
砷和汞是具有蓄积作用的有毒有害元素,在食品、生活饮用水和化妆品领域都将其列为重要的监督监测项目。在日常工作中,经常碰到同一样品同时要求检测砷和汞两个项目的情况,如食品中的面制品、水产品、保健品;化妆品;生活饮用水中的出厂水、水源水等。在1996年版的《食品卫生检验方法》中,砷用干灰法或湿法消化以银盐法和砷斑法测定,汞用加热回流法消化以冷原子吸收法测定,以上方法都存在操作繁琐,所需时间长,且接触有害物质的弊病。为了提高检测效率,本文选用微波消解食品和化妆品,水采用溴酸钾—溴化钾消解,应用双道原子荧光法同时测定砷和汞,操作简便,灵敏度高,能满足日常检测工作的需要,且能大量节省时间和试剂,结果令人满意。
1 材料和方法
11 实验原理 样品经酸消化后,砷被氧化成五价砷,汞为离子态汞,加入硫脲—抗坏血酸预还原五价砷为三价砷,再加入硼氢化钠使之还原生成砷化氢和原子态汞蒸汽,由载气(氩气)带入原子化器中,砷化氢分解为原子态砷,在特制的砷、汞空心阴极灯激发下产生特征波长的荧光,其荧光强度与其含量成正比,与标准系列比较定量。
12 仪器和试剂
121 主要仪器 AFS-230双道氢化物发生原子荧光光谱仪(北京万拓仪器公司);MDS-200A型微波消解仪(上海新仪微波化学科技有限公司);As特种阴极灯(北京有色金属研究院);Hg特种阴极灯(北京有色金属研究院)。
122 主要试剂 As标准贮备液(1000mg/L)GBW08611(国家标准物质研究中心);Hg标准贮备液(1000mg/L)GBW08617(国家标准物质研究中心);As标准应用液(1μg/ml);Hg标准应用液(01μg/ml);盐酸GR、硝酸GR、过氧化氢;硼氢化钠(10g/L):称取2gNaOH(优纯级)溶于200ml纯水中,加入10g NaBH4(优纯级)并使之溶解,用纯水稀释至1000ml,用时新配。硫脲(100g/L):抗坏血酸(100g/L)称取10g硫脲用纯水溶解后(必要时可加热溶解),再加抗坏血酸10g定容至100ml混匀。溴酸钾—溴化钾溶液:称取278g溴酸钾和10g溴化钾溶于纯水定容至1000ml。盐酸羟胺(120g/L)溶液:称取12g氯化钠和12g盐酸羟胺溶于纯水至100ml。
13 仪器工作条件 元素:A道:As,B道:Hg;光电倍增管负高压(V):300;原子化温度(℃):800;原子化器高度(mm):8;灯电流(mA):A道:40,B道:10;载气流量(ml/min):500;屏蔽气流量(ml/min):900;读数时间(s):10;测量方式:标准曲线法;延迟时间(s):0;读数方式:峰面积;注入量(ml):05;重复次数:1。
14 样品处理
141 食品、化妆品前处理 称取05~10g样品于微波消解罐中,加入5ml硝酸,2ml双氧水,放置过夜或电热板上预处理1h,待剧烈反应稍停之后,盖上内盖,严格按微波消解仪的操作步骤操作,一般食品和化妆品(如霜膏类,洁面爽肤类,沐浴洗发类)可选用最高压力15~20MPa,时间5~10min即可消解完全,另一些粉饼、眼影、口红类化妆品可选用最高压力30MPa,时间15min即可,消化完后取出放冷,于电热板上赶酸1h,冷后转移到25ml比色管中,分多次洗涤消解罐,加入25ml 1+1 HCL和25ml硫脲—抗坏血酸溶液,定容到刻度,放置1h后测定。
142 水样前处理 取水样50ml,加入浓盐酸5ml,加入溴酸钾—溴化钾溶液4ml,摇匀,放置10min后,滴加盐酸羟胺至黄色褪去,再加入硫脲—抗坏血酸溶液10ml,用纯水定容至100ml,标准系列也同样处理。
15 标准曲线的绘制 各取As、Hg标准应用液于比色管中,使其最终浓度分别为As 0、20、50、100、200、400、600μg/L,Hg 0、02、05、10、20、40、60μg/L,加入浓盐酸和硫脲—抗坏血酸溶液,使其最终浓度均为10%。
2 结果与分析
21 酸度对测定的影响 在不同酸度下,荧光强度值差别较大,为选择适宜的酸度,分别用5%、10%、15%、20% HCL作介质,测定标准系列,发现当酸度为10%时,As和Hg的荧光强度值均较高,且荧光强度值较稳定,标准曲线线性较好,故本文选用10%的盐酸作介质。
22 NaBH4浓度对测定结果的影响 实验发现NaBH4浓度对As和Hg的测定有较大影响,当NaBH4浓度为1g/L时,Hg的荧光强度值最高,但As的荧光强度值却测不出来;当NaBH4浓度逐渐增大时,Hg的荧光强度迅速减弱,As的荧光强度逐渐增强,当NaBH4浓度达到10g/L时,As荧光强度达最大值,且Hg的荧光强度值也能满足测定要求且稳定性又好,故本文选用10g/L的NaBH4做还原剂。
23 预还原剂对测定结果的影响 由于样品经消解后As已被氧化成五价,而实验证明单用NaBH4不能将五价砷完全定量地还原成砷化氢,若不加预还原剂将五价砷还原成三价,则只有70%~80%的五价砷能还原,因此加入预还原剂(硫脲—抗坏血酸溶液)是完全必要的[1],而硫脲—抗坏血酸浓度在10%~20%之间变化时的测定结果基本一致,故本文选用10%的硫脲—抗坏血酸作预还原剂。
24 仪器条件的选择
241 原子化温度 原子化温度对测定灵敏度及精密度影响较大。试验表明,不点火时测定Hg的灵敏度高但记忆效应严重、分析精度低,在800~900℃记忆效应小精度亦高[2],且灵敏度与低温时相差不大,原子化温度对As的影响不大,故本文选用800℃作为原子化温度。
242 载气流量 试验不同载气流量(300~900ml/min)对测定的影响,发现当载气流量为300ml/min时,灵敏度最高,但不稳定,当载气流量为500ml/min时,灵敏度略有降低,但测定值稳定,当载气流量为700、900ml/min时灵敏度降低,这是因为气流过大冲稀了待测成分,使信号减弱,故本文选用500ml/min作为载气流量。
243 灯电流 实验表明,当灯电流增大时,荧光强度值亦随之而增高,综合考虑测定所需灵敏度和灯的寿命,本文选用As40mA,Hg10mA。
244 负高压 实验表明随着负高压增加,荧光强度值亦随之增高,但噪声亦随之而增加,故当灵敏度可满足要求时,应尽可能采用较低的负高压,故本文选用300V作为试验条件。
25 标准曲线的线性关系及检出限见表1。
表1 砷和汞的线性关系及检出限 (略)
26 精密度试验 分别对含As 5、20μg/L,含Hg 05、20μg/L的标准溶液按本法连续测定6次,结果表明标准相对偏差As为186%,Hg为320%。见表2。
表2 砷和汞的精密度试验 (略)
27 准确度试验 应用本法分别对食品(水产品),化妆品(霜膏类)及生活饮用水进行加标回收试验,各类样品的平均回收率为:食品As 1004%,Hg 968%;化妆品As 1046%,Hg 954%;生活饮用水As1052%,Hg 911%。结果见表3。
表3 砷和汞的加标回收试验 (略)
28 实验注意事项
281 由于汞极易吸附于玻璃器皿表面,所以所用玻璃器皿均需用1+4硝酸浸泡过夜后方可使用。
282 荧光猝灭是影响荧光强度和稳定性的最主要原因之一[2],因此为了提高稳定性,在消化完全后,要注意赶尽能引起荧光猝灭的NO。
283 所使用的酸必须要有一定的纯度,以降低空白值,特别是做低含量样品(如水样)时尤其重要。
3 结论
采用微波消解食品和化妆品样品,并用双道氢化物发生原子荧光光谱法同时测定食品、化妆品、水中的砷和汞含量,方法简单、快速、准确,灵敏度高,且同时测定既方便又节省试剂。尤其是汞,用此法比传统的冷原子测汞仪法灵敏度高,故此法具有实用价值,能满足日常分析工作的需要。
参考文献:
[1] 杨祖英食品检验[M]化学工业出版社,20013
[2] 魏复盛等水和废水监测分析方法指南[M]北京:中国环境科学出版社