氢化物发生—等离子发射光谱法测定食盐中砷的方法研究

氢化物发生—等离子发射光谱法测定食盐中砷的方法研究

马智勇

南京市疾病预防控制中心210003

摘要：目的建立利用氢化物发生—等离子发射光谱仪联用测定食盐中的痕量砷的方法。方法通过对关键试验条件和影响因素的观察和分析，探索和建立利用氢化物发生——等离子发射光谱法用测定食盐中痕量砷的方法。结果通过对不同食盐样品实际检测表明，该方法最低检测限为0.3μg/L，RSD小于2%，平均回收率为99.5%~100.5%结论该方法具有准确、灵敏、快速、简便，能够有效避免食盐的基体干扰，可以适用于各类食盐样品的实际测定工作。

关键词：氢化物发生—等离子发射光谱法；食盐；砷

AReformedMethodforDetectingTotalFlavonoidsinHealthFoods

MaZhiyong

NanjingMunicipalCenterforDiseaseControlandPrevention，Jiangsu，210003，China.

Abstract：[Objective]EstablishamethodforthedeterminationofTraceArsenicinsaltbyHydrideGeneration-ICP-AES[Methods]Throughtheobservationandanalysisofthekeytestconditionsandinfluencingfactors，weexploredandestablishedamethodforthedeterminationofTraceArsenicinsaltbyhydridegenerationandICP-AES.[Results]Accordingtothedifferentsaltsampleactualtestingshowsthattheminimumtestlimitof0.3g/L，RSDislessthan2%，theaveragerecoveryratewas99.5%~100.5%.[Conclusion]Themethodisaccurate，sensitive，fastandsimple，andcaneffectivelyavoidthematrixinterferenceofsalt.Itcanbeappliedtothepracticaldeterminationofvariouskindsofsaltsamples.

Keywords：ICP-AES，Salt，As

引言

食盐主要成分是NaCl，是人们日常饮食不可缺少的调味品，我国规定成人需每日摄入约6g食盐才可满足机体对钠的需要[1]。食盐按照原料来源不同，通常分为井盐、矿盐、土盐、湖盐、海盐等。近年来，随着生活水平的提高，在食盐中经常加入不同的营养强化剂，制成各类营养强化盐，诸如加钙盐、加锌盐、加铁盐、低钠盐等等。砷是一种对人体有害的元素，食盐中的砷含量是国家食品安全标准的重要控制指标。食盐的原料一般来源于自然界，其本底可能会含有痕量的砷，在营养强化的过程中，加入的营养强化剂也有可能带入痕量砷污染。因此，需要建立一种能快速简便、准确可靠的测定食盐中痕量砷的方法，控制产品质量，保证食品安全。

现行的国标方法中，食盐中砷的测定方法有氰化物原子吸收分光光度法、氢化物原子荧光光度法、砷斑法、银盐法，但每种方法各有明显的优缺点，或试剂有污染，或检测限高、背景干扰大等等，使用都有一定的局限性[2][3]。等离子发射光谱法（ICP-AES）是一种发射光谱分析方法，具有检测限低、线性范围宽、自吸现象小、可以多元素同时测定等优点，通常具有极高的分析速度，而且便于和氢化物发生器、流动注射进样、超声雾化器等前段进样设备联用[4]。本文探索建立了一种以氢化物发生与等离子体发射光谱仪（ICP-AES）联用的方法，测定食盐中的痕量砷，并对关键试验条件和影响因素进行分析研究。实验证明该方法效果非常理想，可以适用于各类食盐样品的实际测定工作。

1试验部分

1.1方法原理

在酸性条件，还原剂抗坏血酸和硫脲将食盐中五价砷还原三价砷，所有三价砷又被硼氢化钠还原为砷化氢，后由惰性气体（Ar）作载气导入等离子体发射光谱仪中定量测定。

2.1主要仪器与试剂

TJAtomScanAdvantage电感耦合等离子体发射光谱仪；T-PHD型氢化物发生器。

美国Mllipore公司Mlli-Q超纯水机（纯水电阻>18.2兆欧）

抗坏血酸-硫脲混合液：精确称取5.0g抗坏血酸（AR）、5.0g硫脲（AR），用纯水溶解并定容至50ml，混合溶液含抗坏血酸和硫脲各10%。

还原剂：临用现配1.5%硼氢化钠溶液，称取1.5g硼氢化钠溶于100ml的0.1%NaOH（AR）溶液中，硼氢化钠纯度≥98%。

载流溶液：量取25ml浓盐酸（GR），用纯水稀释定容至500ml，得5%盐酸溶液。

砷标准使用液：以GBW（E）单元素标准溶液（1000μg/ml，购自国家标准物质研究中心）为储备液，用3mol/L盐酸（GR）逐级稀释，分别得到成20.0、40.0μg/L砷标准使用液。

载气：纯度>99.99%的氩气

1.3仪器工作参数

高频发射功率：1350W，分析谱线：189.0nm，泵速：160rpm，冲洗时间：120秒，氢化物发生器载气流量0.8L/min，雾化器压力：25psi，积分时间：10秒。

1.4样品准备

准确称取约5.0000g待测食盐样品，用3mol/L盐酸溶解，加入5.0ml10%抗坏血酸—硫脲混合溶液，转移至50ml容量瓶中，用纯水定容至刻度，静置约半小时后待测。同时做空白试验。

2结果与讨论

2.1仪器工作参数优化

在等离子体发射光谱仪的使用上，元素分析谱线、射频发射功率、

2.1.1分析谱线的选择使用ICP对元素进行检测时，选择适宜的分析谱线是最重要的使用参数，通常应该尽量选择没有干扰或干扰小、灵敏度高、自身发身强度大、自吸收效应小、背景小、对称性和峰形好的谱线。通常仪器随机谱线库中会给出合适的谱线供选择。通过查阅仪器谱线库，本文选择了189.0nm谱线。

2.1.2射频发射功率的影响本文采用40μg/L砷标准使用液，分别选择了不同射频发射功率时As的灵敏度（Cts）和稳定性进行比较，结果如图1所示。

图2雾化器压力对As灵敏度的影响

实验结果表明，当雾化器压力设定为25psi时，氩气载气流速约8.0L/min，砷元素等离子体灵敏度最高。重复测量10次，SD为0.0004，表明稳定性很好，所以本方法选用雾化器压力25psi。

2.1.4进样速度的选择在ICP设备中，进样速度由蠕动泵控制，泵速决定着氢气发生速度及单位时间进样量的多少。本文采用40μg/L的砷标准使用液，测试了不同蠕动泵速度对灵敏度（Cts）的影响，结果如图3所示：

图3蠕动泵速度对As灵敏度的影响

试验结果表明，进样速度越快，即蠕动泵速度越高则仪器灵敏度越高，但在泵速达到130rpm后，仪器灵敏度提高随泵速的变化就不明显了。因进样速度太快会造成等离子体不稳定，甚至熄灭，因此本文选择选用160rpm的蠕动泵速度。

2.2盐酸基体浓度的选择

因为氢化反应是在酸性条件下进行，盐酸是常用的介质，盐酸基体的浓度直接影响到单位时间内氢气的发生量，从而影响试液的提升量，也直接决定了测定的灵敏度。本文试验了1.0mol/L-5.0mol/L不同盐酸基体浓度对砷谱线灵敏度（Cts）的影响，结果如图4所示：

图5NaBH4浓度对As灵敏度的影响

由实验得到，随着NaBH4溶液浓度的增大，As的灵敏度快速增加，在1.5%时灵敏度最高，浓度继续增高达到2%以后，灵敏度明显降低。因此，本文选用1.5%NaBH4溶液。

此外，配制好的NaBH4溶液在室温下很容易分解，最好在30分钟内使用完毕。试验表明，使用超过40分钟后，灵敏度明显下降约35%，然后随着时间增加会继续下降[5]。

2.4方法检出限、精密度、回收率试验

用3mol/L盐酸空白溶液，按《GB/T27417-2017合格评定化学分析方法确认和验证指南》确定的一般原则[6]，计算得到该方法检出限为0.3μg/L。

分别取低钠、加钙、加硒、加锌等四种营养强化盐，按以上方法分别测定其As含量、相对标准偏差和加标回收率，平行测定5次。结果如表1所示：

3小结

本文通过对关键试验条件和影响因素的观察和分析，探索和建立利用氢化物发生——等离子发射光谱法用测定食盐中痕量砷的方法。方法最低检测限为0.3μg/L。通过实际样品测定，RSD均小于2%，回收率为99.5%~100.5%。该方法具有准确、灵敏、快速、简便，能够有效避免样品中大量NaCl的基体干扰，可以适用于各类食盐样品的实际测定工作。文中对仪器参数和实验条件进行了优化分析和讨论，对今后的研究工作也有一定借鉴意义。

参考文献：

[1]孙鹏，于立娟，李广义，等.氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定食盐中的砷和汞[J].中国测试，2015，41（1）.

[2]任青考，张桂珍.原子荧光光度法同时测定食用盐中铅、砷[J].盐业与化工，2014，43（8）.

[3]制盐工业通用试验方法砷的测定GB/T13025.13-2012

[4]食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定GB5009.11-2014

[5]范华锋.氢化物发生ICP-AES法测定食盐中痕量砷[J].中国卫生检验杂志，2003，13（1）：73-74.

[6]合格评定化学分析方法确认和验证指南GB/T27417-2017

作者简介：马智勇（1979.2.~），男，毕业于北京化工大学，从事理化检验，主管技师。