微波消解-原子熒光對蘑菇中砷的測定與分析

喬玲（朝陽市食品檢驗檢測所，遼寧朝陽122000）

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微波消解-原子熒光對蘑菇中砷的測定與分析

喬玲
（朝陽市食品檢驗檢測所，遼寧朝陽122000）

摘要：采用微波消解法對蘑菇樣品進行前處理，氫化物發生-原子熒光法進行測定，測得蘑菇中砷含量的平均值為0.24mg/kg。用加標回收率評價方法的準確性，回收率為90.3%～105.0%。

關鍵詞：微波消解；原子熒光；砷

砷，是一種非金屬元素，位于元素周期表中的第V主族。砷主要以化合物形式存在于自然界中，其化合物可在人體內蓄積，從而引起急性或慢性中毒。砷化合物被人體吸收后，細胞酶蛋白的硫基可與之結合，使酶的活性受到抑制，進而影響組織的新陳代謝，甚至導致細胞死亡。也可使神經細胞代謝受阻，造成神經系統病變[1]。砷是一種致癌物質，其毒性極強。當其劑量達到0.07 g～0.2 g時人體則會產生急性中毒，而當劑量達到0.1 g～0.3 g時則會使人致死[2]。砷污染是指由砷及其化合物所引起的環境污染。金屬礦的開采、冶煉以及煤的燃燒等過程都可產生含砷的廢水、廢氣與廢渣，以及近年來農藥的大量使用，這些污染都會直接或間接進入食物鏈，并進一步影響人們的健康和生命安全。近年來，砷在各類食品安全風險監測中都被列為重點監督檢測的有害元素。測定食品中的砷含量對于提高百姓餐桌上的安全性以及保障人民群眾的身體健康有著重要意義。

蘑菇，又稱食用菌，有野生和人工栽培之分。其營養價值豐富，蛋白含量一般在30 %以上，并含有多種維生素及鈣、鐵等礦物質，同時蘑菇中還含有人體必需而又不能自身合成的8種氨基酸。因此，它日益成為人們餐桌上青睞有加的食品。與此同時，蘑菇的食用安全愈發引起人們的重視。尤其是野生蘑菇，極易受周圍環境污染的影響。

食品中總砷的測定方法有氫化物原子熒光光譜法、銀鹽法、砷斑法、比色法、ICP－MS等多種方法[3-5]，氫化物原子熒光光譜法由于操作簡單、干擾少、靈敏度高等特點，廣泛應用于食品檢測領域中[6]。然而，使用原子熒光光譜儀測定總砷對樣品前處理的要求很高，檢測結果的好壞取決于樣品能否消解完全，并同時保證前處理過程中砷的損失量盡可能少。GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無機砷的測定》中規定樣品前處理方法有濕消解和干灰化兩種方法。濕消解方法簡單，易操作，在各元素分析中應用普遍。但此法易受人為操作影響，極易碳化，而且酸消耗量大；干法消解可有效破壞有機物，但干法消解應選擇最佳灰化溫度和時間，并需加入硝酸鎂助熔，之后覆蓋氧化鎂吸收高溫逸出的砷[7-8]，否則都有可能導致樣品處理過程中砷的損失，造成檢測結果偏低。干法消解處理起來較為繁瑣，容易引起空白值偏高，影響測量結果[9]。微波消解作為一種新型的消解方式，具有空白值低、消解速度快、待測元素損失率低和樣品被污染的可能性低等優點，同時降低了勞動強度及分析成本，并改善了工作環境。目前在各種樣品的消解處理中已得到廣泛應用[10-12]。

本文研究了利用微波消解處理樣品，氫化物原子熒光光譜法測定蘑菇中砷的方法，并對市場上蘑菇中砷的污染情況進行了分析，為確保人們餐桌上的安全提供了一定的參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

硝酸、過氧化氫、鹽酸、氫氧化鉀、硼氫化鉀、硫脲，以上試劑均為優級純；砷標準溶液（GSB 04-1714-2004，標準值1 000 μg/mL）：國家有色金屬及電子材料分析測試中心，逐級稀釋至10 μg/L（以此標液儀器自動稀釋做標準曲線）；砷有證標準物質（菠菜粉GBW 10015，0.23 mg/kg）：國家標物中心；氬氣（≥99.99 %）：市售。

1.2儀器與設備

微波消解儀：美國CEM公司；PF6-2非色散原子熒光光度計：北京普析通用儀器有限公司。

1.3檢測方法

1.3.1濕消解

按GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無機砷的測定》中規定的方法處理樣品，使樣品消解完全。冷卻，用2 %鹽酸將內容物轉入25 mL容量瓶中，加入50 g/L硫脲2.5 mL，補加2 %鹽酸至刻度，混勻備測。

1.3.2微波消解

用聚四氟乙烯消解罐稱取樣品0.5 g（精確至0.01 g），加入5 mL硝酸，2 mL過氧化氫（30 %），旋緊消解罐蓋子，按微波消解儀程序進行消解。待溫度降至室溫左右將消解罐取出，在通風櫥中排酸，直至消解罐中棕色氣體排凈為止。定容備測同1.3.1。微波消解參數見表1。

表1　微波消解參數Table 1 Parameters of microwave digestion

1.3.3原子熒光測定

從市場上抽取野生蘑菇和人工栽培蘑菇各10個批次，用微波消解處理樣品后測定樣品中的砷。原子熒光測定參數為原子化器溫度為200℃；負高壓260 V；通道燈電流B主燈40 mA；B輔燈40 mA；載氣流量300 mL/min；屏蔽氣流量600 mL/min。

1.4方法的評定

1.4.1測試有證標準物質

稱取有證標準物質10個平行樣，其中1～5號樣品采用1.3.1濕消解方法，6～10號樣品采用1.3.2微波消解方法，待前處理完畢上機測定砷含量。通過計算測定結果的Z比分數進行評定[13-14]。

式中：Z為Z比分數；x為測定值；X為指定值，標準物質參考值；S為滿足計劃要求的變動性合適估計值/度量，不確定度或標準偏差。

|Z|為Z比分數絕對值；|Z|≤2表示結果滿意；2＜|Z|＜3表示結果可疑；|Z|≥3表示結果不滿意。

1.4.2加標回收

從20個批次蘑菇樣品中隨機稱取野生蘑菇及人工栽培蘑菇各兩個批次，進行加標試驗，計算加標回收率。

2　結果與分析

2.1標準物質測定及Z比分數計算

有證標準物質測定及Z比分數計算結果如表2。

表2　標準物質及Z比分數結果Table 2 Results of standard material and Z-score

2.2蘑菇中砷含量的測定

蘑菇樣品砷含量測定結果，20個批次蘑菇樣品砷含量測定結果（mg/kg）為：1～10號依次是0.39、0.28、0.55、0.31、0.12、0.48、0.22、0.31、0.36、0.39；11～20號依次是0.08、0.12、0.13、0.19、0.09、0.11、0.32、0.03、0.09、0.14。20個蘑菇樣品中砷含量的平均值為0.24 mg/kg。其中1～10號樣品為野生蘑菇，11～20號樣品為人工栽培蘑菇。

2.3加標測定及加標回收率計算

取樣品1，5，14，17分別加入標樣，測量及加標回收率計算結果如表3。

表3　加標回收結果Table 3 Results of recovery

結果表明，微波消解與GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無機砷的測定》中規定的濕消解方法無明顯區別，其|Z|均≤2，結果均為滿意。但微波消解省時省力，整個消解過程只需不到1 h，且樣品處理過程中減少了試劑的損耗，降低了工作成本，此方法適宜蘑菇的樣品前處理。從蘑菇中砷含量的測定結果來看，20個批次只有一個批次結果超出了GB 2762-2012《食品安全國家標準食品中污染物限量》中的規定（0.5 mg/kg），其余結果均為合格。其中1～10號樣品測定結果的平均值為0.341 mg/kg，11～20號樣品測定結果的平均值為0.130 mg/kg，從此得出，野生蘑菇的砷含量明顯高于人工栽培蘑菇的砷含量。4個蘑菇樣品的加標回收試驗，其加標回收率為90.3 %～105.0 %，均符合要求。

3　結論與討論

1）微波消解-原子熒光測定蘑菇中砷含量簡便，快速，結果準確度高，是一種可實用的方法。

2）蘑菇中砷含量雖然總體結果大多為合格，但也有少數樣品中砷含量超標或接近于臨界值（0.5 mg/kg），尤其是野生蘑菇。這是由于野生蘑菇大多生長在陰暗潮濕的樹林中，尤其是下雨過后，這樣就很容易受到環境的影響，受污染的空氣、水、土壤可直接造成對作物的影響。近年來，由于工業化生產日益發達，家用汽車使用量的與日俱增，給我們的生活環境帶來嚴重負擔，各種污染紛沓而來。中國科學院地理科學與資源研究所的初步調查顯示，治理重金屬污染，尤其是砷污染，近乎到了刻不容緩的地步。因此，在日常工作中應提高對各類食品中砷含量監督檢測的頻率，為相關部門進一步工作提供足夠的依據，以確保人們的身體健康和生命安全。

參考文獻：

[1]高麗紅.氫化物發生-原子熒光法測定蜂膠中的總砷[J]．河南預防醫學雜志,2014 ,25(3):190

[2]張小紅,陳敏．砷的污染毒性及對人體健康的影響[J]．甘肅環境研究與檢測,1999,12(4): 215-222

[3]中華人民共和國衛生部.GB/T 5009.11-2003食品中總砷及無機砷的測定總砷的測定第一法氫化物原子熒光光度法[S].北京:中國標準出版社,2003

[4]戚榮平,邱曉楓,孟琪,等．濕法消解－氫化物原子熒光光譜法測定海產品中總砷[J]．中國衛生檢驗雜志,2010,20(2):287-288

[5]姜誠,張平.海產品中總砷的消解方法研究[J].微量元素與健康研究,2010,27(2):47-48

[6]江志剛,張建武．氫化物-原子熒光法測定海產品中的砷及幾種不同消解方法的比較[J].中國國境衛生檢疫雜志,1998,21(6): 325-327

[7]劉明鐘.原子熒光光譜分析[M]．北京:化學工業出版社,2008:122

[8]周天譯,鄒瑛．原子光譜樣品處理技術[M]．北京:化學工業出版社, 2006:258-260

[9]趙慶武．淺談樣品的前處理方法[J]．中國健康月刊(學術版),2009, 11(4):114-115

[10]李俊玲,徐燕,王家保．保健食品中鉛、砷、汞微波消解前處理方法的研究[J]．職業與健康,2005,21(9): 1317-1319

[11]張磊,王曉艷,李波．微波消解技術在金屬分析中的應用[J]．光譜實驗室,2010,27(3):953 - 957

[12]聶容春,羅樂,徐初陽,等．不同消解方法對定量研究樣品中有毒有害元素的影響[J]．現代化工, 2012,32(8): 112 -115

[13]夏錚錚,劉卓慧．實驗室認可與管理基礎知識[M]．北京:中國計量出版社,2003:86

[14]王麗玲．能力驗證、實驗室間比對常用統計技術及評定方法[J]．中國衛生檢驗雜志,2006,16(8):985-986

Detection and Analysis of Arsenic in Mushroom by Microwave Digestion-AFS

QIAO Ling
（Chaoyang Institute for Food Control，Chaoyang 122000，Liaoning，China）

Abstract：The mushroom samples were pretreated by microwave digestion，hydride generation-atomic fluorescence spectrometry determination. The average value of arsenic in mushroom was 0.24 mg/kg. Accuracy were evaluated by the recoveries，the recoveries were between 90.3 %-105.0 %.

Key words：microwave digestion；atomic fluorescence spectrophotometry；arsenic

收稿日期：2016-01-08

作者簡介：喬玲（1981—），女（漢），工程師，研究生，研究方向：食品檢驗。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.037