浅谈氢化物原子荧光分光光度法测砷的注意事项
浅谈氢化物原子荧光分光光度法测砷的注意事项
河南省水产技术推广站渔业检测中心 魏文东
前言 国务院于2011年2月19日正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这是中国第一个“十二五”专项规划⑴。环保部等部门将掀起重金属污染防治风暴，涉及5大重点防控行业的砷、铅、汞、铬、镉等重金属污染。未来五年据称国家计划投入750亿元，各地还要将防治成效纳入政府领导考核内容。
作为重金属监控检测之一，砷的化合物种类很多固态的有三氧化二砷（即砒霜），二硫化三砷，三硫化二砷和五氧化二砷等。而砷的化合物均有剧毒，砷通过呼吸道、 消化道和皮肤接触进入人体。如摄入量超过排泄量，砷就会在人体的 肝、肾、肺、脾、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部分，特别是在毛发、指甲中蓄积， 从而引起慢性砷中毒，潜伏期可长达几年甚至几十年， 慢性砷中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有致癌作用，能引起皮肤癌。
无论是以“‘农夫山泉’检测事件”为警示，还是为了《重金属污染综合防治“十二五”规划》的全面实施，笔者都认为有必要对重金属砷的检测方法做一个系统的回顾。
一、目前采用的检测方法
目前经常使用的检测方法有，（一）化学分析法：银盐法，砷斑法；（二）仪器分析法：氢化物原子荧光分光光度法，硼氢化物还原比色发，示波极谱法，无火焰氢化物原子吸收法分光光度法( 氢化物发生器法 ) ，石墨炉原子吸收法，电感耦合等离子体原子发射光谱法等。无论是传统的化学分析方法，还是比色法、分光光度法、原子吸收法等，这些方法都操作繁琐 ，分析时间长，灵敏度也不高。加之考虑到检测成本和仪器价格，我们很容易选择氢化物原子荧光分光光度法，加快了检测速度，提高了灵敏度及回收率 ，拓宽了线性范围。
二、氢化物原子荧光法的原理及试验步骤
其原理是，在酸性介质中，样品中的砷与还原剂 ( 一般为硼氢化钾或钠) 反应在氢化物发生系统中生成挥发性的氢化物：过量氢气和气态氢化物与载气( 氩气) 混合，进入原子化器，氢气和氩气在特制点火装置的作 用下形成氩氢火焰，使待测元素原子化。待测元素的激发光源——特制高性能空心阴极灯发射出砷的特征谱线通过聚焦，激发氩氢焰中待测物原子，产生原子荧光。根据荧光强度的大小来测定氢化物元素在试样中的浓度。
我实验室使用的仪器为：北京科创海光双道原子荧光分光光度计AFS-3100，德国进口微波消解仪speedwave™MWS-3,电热板
其实验步骤如下⑵-⑺：
1.标准系列配制 准确移取1.0mg/L砷标准溶液0.5 、1.0、2.0、4.0、6.0、10 mL于100 mL量瓶中，分别加入5.00 m L浓盐酸，20.0mL 15％硫脲,混合溶液,用去离子水定容至刻度,摇匀,制成含 5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0、100.0ug/L的标准系列溶液备用。
2.样品的处理 准确称量0.50g水产品肉糜，于消解罐中，加入1.0mL浓硝酸，0.5mL30%双氧水，8.0mL水⑻，放置15分钟后放进微波消解仪中，按照编制好的程序：消解。消解液转移到25mL比色管中，用3ml的去离子水洗涤合并，加入2.5 m L浓盐酸，5.0mL 15％硫脲 ,用去离子水定容至刻度,摇匀待测。
4.测定仪器条件 光电倍增管负高压：260 V；空心阴极灯电流 ：As 一 60mA；原子化器温度：300；原子化器高度：8 .0 mm；气流量：900 ml/ min ；蔽气流量：400 ml/ min；测量法：标准曲线法；读数方式：峰面积；读数时间：17.0 s ；延迟时间：1.0s。
5.检测限的测定 空白溶液测量15次，仪器自动进行统计测量，并做一工作曲线，根据下列公式计算出检测限，计算结果为0.0127μg/ L（即0.0127ng/ mL）。DL=3×SD×K 式中：DL为方法检出限（μg/ L）；SD为空白标准偏差，K为工作曲线斜率的倒数。SD、K值仪器自动测量计算。与仪器厂商给出的DL≤0.04 ng/ mL的要求相比，我们的结果还是比较令人满意的。
6.精密度的测定 对60.0μg/ L的标准溶液，仪器自动连续进行11次测量，其精密度为2.6%，符合仪器出厂标准中给出的0.32~6.10%的要求。
7.准确度的测定 品回收率试验，添加20μg/ L和80μg/ L的标液，对同一样品各添加4个平行，回收率为90%--102%之间。回收率效果很好。
三、实验注意事项
事实上我们要进行上述实验，必须注意一下事项：
1、仪器管道、进样针、气液分离器及所用到的所有玻璃器皿，都需在30%的硝酸溶液中浸泡24小时以上。这是由于，原子荧光分光光度法仪器很灵敏，很容易污染样品，出现检测结果异常。
2、5%的载流酸液，首选纯盐酸，优级纯硫酸次之。千万不能用硝酸和高氯酸。（我们可以在测定非砷重金属时候可以选用硝酸或者高高氯酸做载流）这是是有测定砷实验原理决定的 KBH4+3H2O+H=H3BO3+K³++8H
8H+2As³+=2AsH3↑+H2↑
即只有As³+才能和新生态的H结合，生成AsH3↑，而如果采用有强氧化性的硝酸和高氯酸，在势必会把我们需要的三价砷转化成五价砷，形成对目标物的掩蔽，造成检测结果的偏差。
3、样品处理的消解方法总共有三种，一湿法消解，二干法灰化，三微波消解。我们实验室都多次实验对照，实验结果都在允差范围内。
对于湿法消解，相关国标的湿消化法陈述过于简单，加入混合酸后样 品可放置数小时或过夜。也可直接从室温逐步升温消煮，在120℃左右消煮0.5h ，在150℃消解约1.5h ，然后将温度提高到 250℃，待棕色烟雾排尽，白色烟雾出现 后还要消煮至少3 0 mi n ，然后再提高温度，直至消化液变白，取下，冷却，定容。
湿法消解注意要点：①再开始十分钟内，温度上升一定要有梯度，切勿直接上升到150℃以上，勿加高氯酸，否则极易碰溅出，造成损失。②消解澄清后，一定要赶酸，把残留的硝酸高氯酸赶出分解。以免再测定时间反氧化目标物，或其生成的氮氧化合物，干扰掩蔽目标物测定。
干法灰化严格按照相关标准规定步骤。灰化法主要的质量控制要点是：①样品加入硝酸镁一氧化镁浆状液后，要充分混匀，100℃干燥，再于高温炉中550-600℃灰化；②使用新配制的硝酸镁一氧化镁混合液，灰化后的灰分十分松散，极易在打开炉门时，被气流吹飞。因此要在断电待马弗炉炉温降低后再打开（大概断电一个小时后即可）。③注意考察氧化镁的含砷量，如本底过高，难以保证空白的代表性和样品的重复性与重现性 。
微波消解根据不同仪器型号有不同操作，我们实验室是我们在大量水质、底质、水产品实验基础上，采用三种消解方法比较总结出来的。最后我们使用微波消解，且采用了样品消解不赶酸测定的ZL方法⑼。按照上面实验步骤方法，效果最佳。微波消解注意点：①称样量要按照仪器型号规定，注意安全。②根据样品质地的不同，加入的酸量可能不同，不能严格按照不赶酸ZL来做。在不能确保最后消解液酸液分解完全，我们可以对消解液进行赶酸处理。③在采用不赶酸测定的情况下，要适当增加还原剂硫脲的量。
总结
在注意若干细节问题上，我们采用氢化物发生-原子荧光光度法测砷，使用微波消解法处理食品、生物样品、底质等固液样品，借鉴不赶酸样品测定ZL，最大程度的减少了样品的污染、损失，而且简洁快速，结果准确。为我们批量检测工作，提供了很好的方法。
参考文献：
〔1〕 中财网，2011.2.19
〔2〕 张希光等，氢化物发生-原子荧光光谱法测定地表水中微量砷。现代科技，2007.4
〔3〕 吕小虎，环境科学丛刊，第十一卷，第二期
〔4〕 王书华，董士元，饲料砷的测定方法及注意事项，中国饲料，2005第十四期
〔5〕 刘庆生等，氢化物发生-原子荧光法测定饲料中的砷，现代科学仪器，2007.1
〔6〕 刘子靖等，绿色食品产地土壤中总砷的测定，北方环境，第30卷第2期，2005.4
〔7〕 尚德荣，翟毓秀等，水产品中无机砷的测定方法研究，海洋水产研究，第28卷第1期，2007.2
〔8〕 刘素华等，食品生物样品中砷的微波消解不赶酸测定，中国公共卫生，第21卷，第6期，2005.6
〔9〕 济南市疾病预防控制中心，申请号/ZL号：03112142
