食品中砷含量的測定

1、a1食品中砷的測定 a21 砷的簡介1.1 元素性質(zhì) 砷的原子序數(shù)為33，原子量74.92，原子類型:非金屬。砷蒸汽具有一股難聞的大蒜臭味，游離的砷是非?；顫姷?，在空氣中加熱到200時，有熒光出現(xiàn)，于400時，會有一種帶藍色的火焰燃燒，并形成白色的氧化砷煙。（As2O3是毒性很強的物質(zhì)，是砒霜的主要成分，可用于治療癌癥，是兩性氧化物。） 砷有三種存在形式：無價砷、三價砷、五價砷，其化合物的毒性是由價數(shù)的不同，有機或無機，是氣體、液體還是固體等決定。一般而言無機砷比有機砷要毒，三價砷比五價砷要毒，但是對于不帶價的砷的了解比較少。砷化氫毒性與其他砷不同，是目前已知的砷化物中最毒的一個。a31.2

2、來源 砷污染是指由砷或其化合物所引起的環(huán)境污染。砷和含砷金屬的開采、冶煉，用砷或砷化合物作原料的玻璃、顏料、原藥、紙張的生產(chǎn)以及煤的燃燒等過程，都可產(chǎn)生含砷廢水、廢氣和廢渣，對環(huán)境造成污染（砷在地殼中有時以游離狀存在，不過主要是以硫化物礦的形式存在如雌黃As2S3、雄黃As2S2、砷黃鐵礦FeAsS）。1.3 生理作用 砷是必需微量元素，人體砷含量低時會導(dǎo)致生長抑制和生殖異常，過量攝入會導(dǎo)致砷中毒。據(jù)動物實驗資料提出，人的砷需要量為6.25g/4.18MJ（兆焦耳：熱值單位） 12.5g/4.18MJ，世界各地砷的攝入量一般為12g40g，但攝入海產(chǎn)品多的人，攝入量一般為195g每天。a41.

3、4 中毒途徑 砷和砷化物一般可通過水、大氣和食物等途徑進入人體，造成危害。1.5 中毒機理 砷及其化合物進入人體，蓄積于肝、腎、肺、骨骼等部位，特別是在毛發(fā)、指甲中貯存，砷在體內(nèi)的毒作用主要是與細胞中的酶系統(tǒng)結(jié)合，使許多酶的生物作用受到抑制失去活性，造成代謝障礙。長期攝入低劑量的砷，經(jīng)過十幾年甚至幾十年的體內(nèi)蓄積才發(fā)病。1.6 中毒表現(xiàn) （尿砷0.09mg/L，發(fā)砷0.06mg/L） 砷慢性中毒主要表現(xiàn)為末梢神經(jīng)炎和神經(jīng)衰弱癥候群的癥狀，皮膚色素高度沉著和皮膚高度角化、發(fā)生龜裂性潰瘍是砷中毒的另一個特點。急性砷中毒多見于消化道攝入，主要表現(xiàn)為劇烈腹痛、腹瀉、惡心、嘔吐。搶救不及時可造成死亡。砷

4、具有致癌性。 a52 儀器簡介2.1 儀器部分儀器結(jié)構(gòu)熒光光度主機130位自動進樣器斷續(xù)流動氫化物發(fā)生及氣液分離系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)原子化器光學(xué)系統(tǒng)電路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)蠕動泵：取樣泵、還原劑泵反應(yīng)器氣液分離器：一級、二級a62.2 儀器條件（1）光電倍增管負高壓：可在200V-500V之間增減，最小變量5V。負高壓增大，儀器靈敏度增大，但噪聲也增大，即提高負高壓不改善信噪比。（2）空心陰極燈燈電流：燈電流的大小代表了激發(fā)光源的強弱。在一定范圍內(nèi)，燈電流越大，靈敏度越高，但因為燈電流太大會產(chǎn)生噪音大、自吸現(xiàn)象，影響檢出限和穩(wěn)定性以及縮短燈的使用壽命。范圍為0mA-150mA，最小變量1mA。（3）原子化

5、器高度：原子化器最高端（石英爐芯的出口處）距透鏡中心水平面的垂直距離即火焰高度，它主要用于表示不同元素的最佳爐體位置。需人工調(diào)節(jié)。a7(4)延遲時間：當樣品與還原劑開始反應(yīng)產(chǎn)生的氫化物進入原子化器需要一個過程，這段時間稱為延遲時間，可以有效地延長燈的使用壽命，減少空白噪聲。 (5)讀數(shù)時間：計算機進行數(shù)據(jù)測量的時間（點亮元素?zé)粽丈湓诱羝怪a(chǎn)生熒光的整個過程）。(6)載氣流速：指通過石英爐芯載氣內(nèi)管的氬氣流量。300mL/min -600mL/min可調(diào)，最小變量100mL/min。(7) 屏蔽氣流速:指通過石英爐芯載氣屏蔽氣管的氬氣流量。800mL/min -1100mL/min可調(diào)，最小

6、變量100mL/min。(8) 測量方式：標準曲線法（Standard Curve）。(9) 讀數(shù)方式：峰面積（Peak Area）。a83 砷含量的檢測 檢測方法：氫化物原子熒光光度法 原子熒光光譜法（AFS）原理：基態(tài)原子（一般為蒸氣狀態(tài)）吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后，激發(fā)態(tài)原子在去激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。 氫化物發(fā)生進樣方法，是利用某些能產(chǎn)生初生態(tài)的還原劑或者化學(xué)反應(yīng)，將樣品溶液中的分析元素還原為揮發(fā)性共價氫化物，然后借助載氣流將其導(dǎo)入原子光譜分析系統(tǒng)進行測量的方式。碳、氮、氧族元素的氫化物是共價化合物。其中As（砷）、Sb（銻）、Bi（鉍）、Ge

7、（鍺）、Sn（錫）、Pb（鉛）、Se（硒）、Te（碲）等8種元素的氫化物具有揮發(fā)性，通常情況下為氣態(tài)。借助載氣流可以方便地將其導(dǎo)入原子光譜分析系統(tǒng)的原子化器之中，進行定量光譜測量。這是測定這些元素的最佳樣品引入方式。 a93.1 總砷的測定 (1)原理：食品試樣經(jīng)濕消解或干法灰化后， 加入硫脲使五價砷預(yù)還原為三價砷，再加入硼氫化鉀或硼氫化鈉使還原生成砷化氫，由氬氣進入石英原子化器中分解為原子態(tài)砷，在特制砷的空心陰極燈的發(fā)射光激發(fā)下產(chǎn)生原子熒光，其強度在規(guī)定條件下與砷的濃度成正比，與標準系列比較定量。 a10 當硼氫化鉀與酸性溶液反應(yīng)生成氫氣被氬氣帶入石英爐時，氫氣將被點燃并形成氬氫焰，在氬氫焰

8、的周圍加有屏蔽氣以進一步改善檢出限及穩(wěn)定性。屏蔽式結(jié)構(gòu)減少熒光猝滅，整個系統(tǒng)放在完全避光的原子化室內(nèi)，減少雜散光的影響。載氣載氣- -氬氣氬氣蠕動泵氫化物或原子蒸氣氫化物或原子蒸氣廢液廢液氣液分離器氣液分離器硼氫化鉀硼氫化鉀樣品樣品屏蔽式石英屏蔽式石英爐原子化器爐原子化器反應(yīng)塊反應(yīng)塊屏蔽氣屏蔽氣空芯陰極燈空芯陰極燈原子熒光光度計的原理a11氬氣、氫化物屏蔽氣a12(2) 試劑1）預(yù)還原液（5%硫脲+5%抗壞血酸）：稱取5g硫脲5g抗壞血酸于100mL容量瓶中，用超純水定容。2）載流（5%鹽酸）：在加入少量超純水500mL容量瓶中，加入25mL鹽酸，用超純水定容。3）還原劑（2%硼氫化鉀+0.5

9、%氫氧化鈉）：稱取2.5g氫氧化鈉溶于500mL容量瓶中，再將10g硼氫化鉀溶于堿液，用超純水定容?，F(xiàn)配現(xiàn)用。4）濕法使用試劑：硝酸（沸點：120）、高氯酸（沸點：130 ）。注：實驗試劑均為優(yōu)級純，水為超純水。a13(3)標準溶液1）標準儲備液：含砷0.1mg/mL。精確稱取于100干燥2h以上的三氧化二砷0.1320g,加100g/L氫氧化鈉10mL溶解，用少量水轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，加（1+9）硫酸25mL，用水定容至刻度線。2）砷使用標準液：含砷1g/mL.吸取1.00mL砷標準儲備液于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線。(4) 使用儀器 AFS-9800雙道原子熒光光度計、電熱

10、板a14(5)分析步驟 1）前處理GB/T 5009.11-2003(第一法) 稱取 （精確到0.01g）于50mL-100mL錐形 瓶中，同時做兩份空白，加硝酸2040mL，硫酸（沸點：338 ）1.25mL ，搖勻后放置過夜，置于電熱板上加熱消解。若消解液處理至10mL左右時仍有未分解物質(zhì)或色澤變深，取下放冷，補加硝酸510mL，如此反復(fù)兩三次，注意避免炭化。如果仍不能消解完全，則加入高氯酸12mL，繼續(xù)加熱至消解完全后，再持續(xù)蒸發(fā)至高氯酸的白煙散盡，硫酸的白煙開始冒出。冷卻，加水25mL，再蒸發(fā)至冒硫酸白煙。冷卻，用水將內(nèi)容物轉(zhuǎn)入25mL容量瓶，加入50g/L硫脲2.5mL，補水至刻度并

11、混勻，備測。液奶510g奶粉12.5ga15 硫酸是高沸點酸，在消化過程中其與硝酸、水形成高沸點復(fù)合物，從而有效地提高消化液的溫度，達到破化壞樣品生物結(jié)構(gòu)的目的，使包裹在生物大分子中的砷元素有效地釋放。 OHNO3+H2SO4 O2NO=S=O + H2O HO （雜多酸） 要洗除消化液中的HNO3及氮氧化物，一般可通過加水加熱使之水解而逸出。a16gg5 . 05固體試樣液體試樣mLL5m5硝酸高氯酸稱?。ň_到0.01g）于100mL錐形瓶中， 同時做兩份空白， 放置過夜，置于電熱板上加熱消解，若消解液處理仍有未分解物質(zhì)或色澤變深，取下放冷。補加1-2mL硝酸。再持續(xù)蒸發(fā)至冒大量白煙，溶液

12、35mL且清澈透明。冷卻，加水25mL，再蒸發(fā)至冒大量白煙，溶液35mL且清澈透明。冷卻，用水將內(nèi)容物轉(zhuǎn)入25mL容量瓶，加入1.25mL的鹽酸，5mL 5%硫脲+5%抗壞血酸，補水至刻度并混勻，備測。a172）標準系列制備 在6個25mL的容量瓶中加入少量標準介質(zhì)溶液 （5%鹽酸-1%硫脲-1%抗壞血酸），分別加入0、0.25、0.50、1.00、2.00、2.50mL砷100ng/mL的標準儲備液，用標準介質(zhì)加至刻度線附近，然后用超純水定容，搖勻，放置10分鐘即可使用。此標準系列的濃度為：0、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ng/mL。3）儀器條件 光電倍增管負高壓：25

13、0V 燈電流：60mA 原子化器高度：8mm 載氣流量：300mL/min 屏蔽氣流量： 800mL/min 延長時間：2s 讀數(shù)時間：12sa18(6) 計算結(jié)果砷(mg/kg)式中： C1試樣被測液的濃度，單位為納克每毫升（ng/mL）； C0試劑空白液的濃度，單位為納克每毫升（ng/mL）； m試樣質(zhì)量，單位為克（g）。允許差：在重復(fù)性條件下獲得兩次獨立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的10%1000m2501CCa193.2 無機砷的測定（1） 原理 食品中的砷可能以不同的化學(xué)形式存在，包括無機砷和有機砷。在6mol/L鹽酸水浴條件下，無機砷以氯化物形式被提取，實現(xiàn)無機砷和有機砷的

14、分離。在2 mol/L鹽酸下測定總無機砷。a20（2） 試劑1）6mol/L鹽酸溶液：在加入少量超純水500mL容量瓶中，加入250mL鹽酸，用超純水定容。2）載流（20%鹽酸）：在加入少量超純水500mL容量瓶中，加入100mL鹽酸，用超純水定容。3）還原劑（1%硼氫化鉀+0.5%氫氧化鈉）：稱取2.5g氫氧化鈉溶于500mL容量瓶中，再將10g硼氫化鉀溶于堿液，用超純水定容?，F(xiàn)配現(xiàn)用。4）碘化鉀（100g/L）+硫脲（50g/L）:稱取碘化鉀10g，硫脲5g溶于水中，并稀釋至100mL混勻。a21（3）分析步驟1）前處理：稱取經(jīng)粉碎過80目篩的干樣2.50g于25mL具塞刻度試管中，加6m

15、ol/L鹽酸20mL，混勻。置于60水18h(80水浴4h)，期間多次震蕩，使試樣充分浸提。取出冷卻，脫脂棉過濾，取4mL濾液于10mL容量瓶中，加碘化鉀（還原劑）-硫脲混合液1mL，正辛醇（消泡劑）8滴，加水定容。放置10min后測試試樣中無機砷。如渾濁，再次過濾后測定。同時做試劑空白試驗。a222）標準系列制備 分別準確吸取1g/mL三價砷標準儲備液加入0、0.20、0.40、0.80、1.60、2.00mL于10mL容量瓶中，分別加入6mol/L鹽酸4mL，加碘化鉀-硫脲混合液1mL，正辛醇8滴，加水定容。此標準系列的濃度為：0、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ng/m

16、L。3）儀器條件 光電倍增管負高壓：260V 燈電流：60mA 原子化器高度：8mm 載氣流量：300mL/min 屏蔽氣流量： 800mL/min 延長時間：2s 讀數(shù)時間：12sa23（4）計算結(jié)果砷(mg/kg)式中： C1試樣被測液中無機砷的濃度，單位為納克每毫 升（ng/mL）； C0試劑空白液的濃度，單位為納克每毫升（ng/mL）； m試樣質(zhì)量，單位為克（g）。 F 固體試樣：F=10mL25mL/4mL允許差：在重復(fù)性條件下獲得兩次獨立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的10%100010001000m01CCFa244 注意事項 所有計量用玻璃儀器使用前在20硝酸中浸泡24以

17、上。 在更換載流時，一定要小心，以免將進樣針碰斷；避免自動進樣器表面滴上液體而損壞儀器。 一定要注意各泵管無泄漏，在使用一段時間后，應(yīng)隨時向泵管與泵頭間的空隙加幾滴硅油，以保護泵管。 實驗時要注意在氣液分離器（二級氣液分離器）中不要有積液，以防溶液進入原子化器。 在樣品分析中需要用硝酸處理樣品，當測定溶液中硝酸含量較高時加入硫脲和抗壞血酸還原劑后會產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，造成砷的測定結(jié)果嚴重偏低。應(yīng)該盡量控制硝酸的殘留量。 測定砷時，開始階段受空心陰極燈變化影響較大，應(yīng)隨時校正標準曲線。 氬氣純度：99.99%，工作時氣瓶次級壓力0.2-0.3MPa，儀器穩(wěn)壓到0.2MPa。當氬氣壓力低于0.15MPa時，儀器給以提示，氫化物發(fā)生反應(yīng)不能進行。a255 補充內(nèi)容 Cu、Co、Ni等會干擾As元素的檢測，這些干擾可通過加入硫脲（5%）- 抗壞血酸（5%）混合溶液而消除。當HCl的濃度大于2.5 mol/L時，硫脲還可起到還原劑的作用，將五價砷還原至三價。其它可形成氫化物的元素，在其含量不高于10 g/mL的情況下不會對As的檢測造成影響。 如果共存的可形成氫化物的元素的含量高于200 g/mL，那么分子產(chǎn)生的熒光或散射現(xiàn)象的發(fā)生將會導(dǎo)致光譜被干擾。 載氣流量大會稀釋氫化物，降低靈敏度，流量太低則使形成的氫化物無法迅速進入原子化器。a26 氫化物發(fā)生反應(yīng)要求有適宜的酸度，試驗表