不同的前處理方式對測定玉米中總砷的影響

王玉蘭，徐紅穎

（內蒙古化工職業學院實習實訓中心，內蒙古呼和浩特010010）

不同的前處理方式對測定玉米中總砷的影響

王玉蘭，徐紅穎

（內蒙古化工職業學院實習實訓中心，內蒙古呼和浩特010010）

氫化物發生原子熒光光譜法測定玉米中的總砷，其常用的樣品前處理方式有常壓濕法處理、干法處理、微波處理和高壓處理等幾種。采用氫化物發生原子熒光光譜法對上述4種消化方式處理的玉米進行測定分析，以探討4種消化方式的適用性。試驗結果表明：干法處理實驗結果明顯偏低，其它三種處理方式實驗結果雖然令人滿意，但微波處理和高壓處理全程需要時間較長，所需酸量較大，且成本高；而濕法處理玉米中的總砷，具有原理簡單、消化完全、成本低、過程容易控制、損失少、一批可以處理多份樣品、誤差小等優點。

氫化物發生原子熒光法；玉米；砷；消化方式

玉米是內蒙古自治區最主要的農作物之一，是人們生活中的重要食品。農村生態環境的破壞和污染，造成了農作物的重金屬污染。雖然有些重金屬是人體必需的微量元素，但當它們的濃度在人體內的積蓄量達到一定閾值時，就會對人體產生毒害［1］。砷是具有蓄積作用的有害重金屬元素，由于含砷農藥的使用、工業三廢，以及食品在加工過程中使用某些化學添加劑而引起食品中砷的污染，在食品監測中，常常被列為重點監測項目［2］。目前砷的測定，主要采用氫化物發生原子熒光光譜法［3］。樣品的前處理有常壓濕法處理、干法處理、微波處理和高壓處理等幾種方式。雖然國家標準簡單介紹了這幾種消化方式，但是針對玉米這類食品而言，卻沒有具體、詳細的說明樣品的前處理方式［4-10］，所以研究并探討出最佳、合理的樣品前處理方式和試驗條件是本文所關注的。研究中發現，濕法處理玉米中的總砷，具有原理簡單、消化完全、成本低、過程容易控制、損失少、一批可以處理多份樣品、誤差小等優點。所以更加適合食品中玉米的總砷含量的測定。

1材料與方法

1.1材料與試劑

玉米：購于呼和浩特市東瓦窯農貿市場；硝酸、高氯酸、鹽酸、為優級純；硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液；超純水；砷標準儲備液：1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；砷標準溶液100 μg/L（精密吸取砷標準儲備液10 mL用10%鹽酸稀釋定容而得）。

1.2主要儀器及工作條件

AFS-830型雙道氫化物-原子熒光分光光度計：北京吉天儀器公司，主要儀器參數見表1；MDS-6微波消解儀：上海新儀；電子天平：北京賽多利斯；馬弗爐；電子控溫加熱板；恒溫干燥箱；瓷坩堝；砷空心陰極燈：北京有色金屬研究總院。

表1　AFS-830型雙道氫化物-原子熒光分光光度計主要儀器參數Table 1Main instrument parameters of AFS-830 type two way Hydride Atomic Fluorescence Spectrometry

1.3試樣處理

1.3.1濕法處理

準確稱取粉碎均勻的干玉米1.0000g，置于100mL錐形瓶中，加入10 mL硝酸-高氯酸（5+1）混合液和3粒～4粒防沸玻璃珠，在電熱板上浸泡過夜，次日在電熱板上緩緩加熱消化至白煙將盡，趕酸至約剩余2.5mL溶液時，取下放冷，轉入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

1.3.2干法處理

準確稱取粉碎均勻的干玉米1.000 0 g，置于酸洗的瓷坩堝中，在150℃電熱板上加熱2 h至無煙，再置于550℃馬弗爐中灰化4 h，待灰化完全，取出坩堝，冷卻后加入少量（1+9）硫酸溶解，轉入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

1.3.3微波處理

準確稱取粉碎均勻的干玉米1.000 0 g，置于洗凈的密閉聚四氟乙烯消化罐中，加入15 mL硝酸（70%）溶液，設定好消解程序進行自動消化（二檔1.0 MPa，180℃，消化10 min），樣品冷卻后取出，在恒溫電熱板上趕酸至2mL左右時，轉入50mL容量瓶中，加入5mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

1.3.4高壓處理

準確稱取粉碎均勻的干玉米1.000 0 g，置于洗凈的密閉聚四氟乙烯消化罐中，加入20 mL硝酸（70%）溶液，套上金屬外杯，旋緊，放入恒溫干燥箱中，在150℃的溫度下保持4 h，樣品冷卻后取出，在恒溫電熱板上趕酸至2 mL左右時，轉入50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲（5%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，再加水進行定容，放置30 min，待用。同時做試劑空白。

2結果與分析

2.1標準曲線的繪制

配制砷溶液標準系列，將砷標準溶液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%）+抗壞血酸（5%）混合溶液，定容。配制成濃度為0.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 μg/L的標準系列。混合均勻后，放置30 min，待用。

儀器預熱穩定后，將試劑空白，標準系列溶液依次放入儀器進行測定，得到砷標準曲線回歸方程及相關系數分別為Y=68.013X-40.312，r=0.999 7。

2.2玉米溶液中砷的測定

在相同的儀器條件下，將玉米溶液依次放入儀器進行測定，再根據砷標準曲線回歸方程得到試樣中總砷濃度。

2.3不同消化方式對實驗結果的影響

不同處理方式所得回收率及總砷含量見表2。

表2　不同處理方式所得回收率及總砷含量（n=10）Table 2Recovery rate and total arsenic content of different treatment methods

從表2可以看出，干法處理實驗結果明顯偏低，因為干法處理灰化，消化過程不受操作者的控制，測量過程中，測量元素有損失，導致回收率偏低；而濕法、微波、高壓處理結果令人滿意，但從節約成本來看，微波處理全程需要時間較長，且微波消解儀成本高、所需酸量較大；高壓處理全程消化時間也比較長且壓力消解罐體積大、質量重、成本高。而濕法處理具有原理簡單、消化完全、成本低、過程容易控制、損失少、一批可以處理多份樣品、誤差小等優點。所以在3種處理方式的測量結果滿意的情況下應該選擇濕法處理。

2.4儀器最佳工作條件的選擇

負高壓增大，熒光強度也增大，但噪音也會相應增大。實驗表明該儀器負高壓為280 V～340 V時，可滿足實驗要求，本實驗選擇負高壓300 V。燈電流增加，熒光強度也增大，但燈電流增大會降低燈的使用壽命，本實驗選擇燈電流65 mA。原子化器高度升高，熒光強度也增大；但原子化器過高時，噪音也會過大，對測定結果影響較大。爐高在8 mm～10 mm時，熒光強度值較好，本實驗選用爐高8 mm。載氣過大，使熒光強度值減小；載氣過小時，氫氬焰不穩定，同時增加了噪聲，本實驗選擇載氣流量為500 mL/min。而屏蔽氣流量對熒光強度影響不大，故選擇屏蔽氣流量為900 mL/min。

2.5還原劑的影響與選擇

硼氫化鉀，硫脲，硫脲-抗壞血酸混合溶液，都可以作為還原劑，而直接采用硼氫化鉀或硫脲作為還原劑時，因為還原不完全，使測定結果偏低。經試驗，采用硫脲-抗壞血酸混合溶液作為還原劑效果最佳，它不僅可以使樣品還原完全，而且能夠掩蔽部分共存的干擾離子，同時可以抑制高氯酸的影響，提高測定靈敏度。本文采用5%硫脲-5%抗壞血酸混合溶液作為還原劑，放置時間30 min以上時，熒光強度穩定，測量結果滿意。

2.6消化時間的影響

本試驗以濕法處理為例，分別消化2、4、6、8、10 h后測定其中總砷的含量，測定結果為，隨著時間的延長，玉米中總砷含量不斷波動，但總體上波動幅度不大，消化時間越長，消化越徹底，但消化時間越長，玉米中總砷含量波動越小。

3結論

樣品的前處理方式遵循著幾項原則，一是消化過程中被測元素沒有損失，消化完全，二是所用試劑不能產生干擾，三是快捷、方法原理簡單、成本低、過程容易控制、結果準確等。本實驗的四種前處理消化方式中，濕法處理最為符合該幾項原則。

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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

王玉蘭（1979—），女（蒙古），實驗師，本科，研究方向：有機分析、食品分析。