原子荧光法测农产品中总砷的前处理方法探讨
总结出前处理方法对不同农产品中总砷的检测结果的影响程度。
【关键词】样品处理 微波消解 湿消解 原子荧光 总砷
一、概述
自然界的砷以不同的化学形式存在，包括无机砷（三价砷和五价砷等）以及有机砷（通常包括一甲基胂、二甲基胂等）。毒性大小顺序为AsH3﹥As（Ⅲ）﹥As（Ⅴ）﹥R-As-X。当前食品安全问题受到越来越多的关注，由于含砷农药的使用及环境污染， 以及食品在加工过程中使用某些化学添加剂而引起食品中砷的污染。在卫生监督检查中， 常常被列为重点监测项目，慢性砷中毒对人体多器官均可造成危害，如何准确检测食品中的总砷关系到我国人群的生命安全。
二、仪器和试剂
（一）原子荧光光谱仪 北京金索坤 SK---2003 AZ AFS
（二）自动进样器 SK—YH
（三）Mars 高通量密闭微波消解仪 美国CEM公司 MARS Xpress
（四）消解罐 Xpress TFM 55ml
（五）控温加热器： DKQ- 43 型智能控温电加热器
三、样品预处理
（一）食用油的前处理
1.湿法消解： 根据文献食品检验湿法消解过程和机理探讨[1]中，取0.5g食用油样品，加入硫酸2ml、高氯酸3ml、硝酸5ml，首先对其进行低温消解，待温度达到硝酸的分解温度的时候，总也会产生棕色的烟且液面出现许多泡沫，轻摇容器待反应平稳之后对平板电炉进行升温，当有白烟出现的时候开始振荡容器并且加入硝酸。为了防止样品发生碳化现象，需要控制硝酸的滴加速度，从而控制容器内的反应速度。当容器内液面有许多泡沫产生且呈透明状的时候，停止摇晃容器，并且加热到有白色浓烟（高氯酸挥发所致）产生。如果容器内的液体是棕黄色，这是因为样品中存在一部分难以消解的物质，需要继续消解，直到容器内的液体变澄清，此时容器中约有2ml的硫酸，将容器冷却至室温，将液体移至容量瓶中（25ml），在加入5ml 50g/L 硫脲- 抗坏血酸混合溶液和2.5mL盐酸（1+1）， 加水定容至刻度， 同时做试剂空白。
2.微波消解： 准确称量0.1～0.3 g 样品置于消解罐中，加入2ml过氧化氢与5 ml硝酸，隔夜放置，并且在特定的消解装置中按照下表的条件进行消解。完成消解之后，将Xpress TFM消解罐置于智能控温电加热器上，除去其中的氮氧化物，当剩余溶液的体积约为2 m l至3ml时停止加热 ，将容器中液体移入25 m l的容量瓶， 加入5 m l 50 g /L 硫脲- 抗坏血酸混合溶液和2.5mL盐酸（1+1）， 加水定容至刻度， 同时做试剂空白。（表1）
（二）预混合饲料的前处理
1.湿法消解：参照GB/T 13079-2006 饲料中总砷的测定[2]中的5.4.1.1的混合酸消解法，精确称取0.5g预混合饲料样品，加入硫酸3ml、高氯酸4ml、硝酸23ml，隔夜放置，然后使用低温进行消解，当硝酸的棕色烟挥发完以后，轻摇容器待反应平稳之后对平板电炉进行升温，当有白烟出现的时候开始振荡容器并且加入硝酸。为了防止样品发生碳化现象，需要控制硝酸的滴加速度，从而控制容器内的反应速度。当容器内液面有许多泡沫产生且呈透明状的时候，停止摇晃容器，并且加热到有白色浓烟（高氯酸挥发所致）产生。如果容器內的液体是棕黄色，这是因为样品中存在一部分难以消解的物质，需要继续消解，直到容器内的液体变澄清，此时容器中约有2ml的硫酸，将容器冷却至室温，将液体移至容量瓶中（25ml），在加入5 m l 50 g /L 硫脲- 抗坏血酸混合溶液和2.5mL盐酸（1+1）， 加水定容至刻度， 同时做试剂空白。
2.微波消解： 处理方法同3.1.2
（三）紫菜的前处理
1.湿法消解： 根据国标GB/T5009.11[3]中的湿消解法
2.微波消解：处理方法同3.1.2
（四）酱油的前处理
1.湿法消解： 根据国标GB/T5009.11[3]中的湿消解法
2.微波消解：精密称取试样0.3～0.5g于消解罐中，加硝酸5ml， 再加过氧化氢2ml， 放置30min ，装好消解装置， 按表1 条件消解。消解完毕后，把Xpress TFM消解罐置于100℃DKQ- 43 型智能控温电加热器上赶去氮氧化物至溶液体积约2ml至3ml 移入25ml容量瓶， 加入5ml 50g/L 硫脲- 抗坏血酸混合溶液和2.5mL盐酸（1+1）， 加水定容至刻度， 同时做试剂空白。
四、测定结果及分析
（一）检出限及与线性范围根据仪器操作软件检出限程序，在最佳条件下对消解空白和砷标准溶液交替测定22 次， 用3倍消解空白荧光值的标准偏差除以标准曲线斜率即方法的检出限都在0.09 ng/ ml左右。砷在0～40 ng/ ml 范围内线性关系良好， 相关系数r > 0.999 7。
（二）方法的精密度和回收率（准确度）
1.精密度： 根据国标GB/T5009.11[3]中第7点对精密度的叙述：在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值是算术平均值的多少为精密度. 8种不同的前处理样品按要求计算出精密度，结果见表2.
两种方法的精密度都符合要求，但高压微波消解法的精密度最高其次是常压微波消解法最后是干灰化法。
2.回收率（准确度）试验：8种不同的前处理样品，分别加入相同浓度50ng/ ml的砷标准液1ml，按3和4的步骤测定，计算加标回收率，结果见表3.
由表3可以看出，As的加标回收率在80.7% ～95.6%之间，可见不同的的前处理方法对部分比较难处理的试样所测的结果影响是比较大的。
五、结论
（一）食用油在湿法消解时会浮在液面，加热会造成爆沸或飞溅，导致回收率比微波消解的低，食用油湿法消解要先加硫酸，再加硝酸、高氯酸，否则先加硝酸易形成硝酸甘油脂类，易爆燃，但用微波消解这种易爆样品安全性较差。由于上述两种原因因此在称取样品时称样量不高于0.3g，这也导致回收率偏低.但 采用微波消解对食用油进行前处理，具有消解速度快，试剂消耗少，过程易控制，空白低，无样品挥发损失及玷污等优点。能有效的提高试验效率，保证试验的准确性回收率也比湿法消解高。
（二）导致两种前处理测预混合饲料中砷的回收率总体偏低除了预混合饲料中所可能添加大量的钙、铜、铁、锰、锌、硒等的干扰，要加相应浓度的屏蔽剂外，还有在预混合饲料中砷存在形态较复杂，部分物理化学性质稳定的砷化物并不能被消解成无机砷形态，从而引起总砷的测定回收率偏低，造成结果不准确。但混合酸消解法的回收率比微波消解法高。
（三）在处理紫菜中微波消解系统对含有复杂形态的砷的水生生物性样品存在消解不完全的情况，部分物理化学性质稳定的砷化物并不能被消解成无机砷形态，从而引起总砷的测定回收率偏低，造成结果不准确。紫菜中砷糖很丰富，砷糖在酸碱条件下会发生糖水解形成基礎糖元，在湿法消解下能较全转成无机砷，所测的总砷回收率较高。
（四）在酱油的中砷存在形式比较简单，因此两种前处理方法所测得的总砷回收率都较高，但敞开式消解样品方法有易导致砷损失， 试剂用量大， 易引入沾污等缺陷。采用微波消化样品， 由于在常压密封罐中进行， 所需试剂少， 砷元素损失小， 消化时间短， 再联用高灵敏度的原子荧光光谱法测定，方法准确， 快速方便.
总之，微波消解与干法和传统的湿法消解相比它有快速、安全、有效及使用试剂少的优点，消解溶液系统是一个循环消解过程，通过加压加热来达到破坏有机质的目的。由于消解所需试剂很少，可以大大降低试剂空白值，但也有消解不全样品。湿法消解相对微波消解等方法优点在于，可凭经验控制温度和反应速度，可以对应不同基体样品同时消解，样品处理速度快，方法设备普及，试剂消耗少，实际工作中可以和其他方法互补使用。但湿法消解工作强度度大，若通风条件不好长期操作会影响操作员健康且敞开式消解样品方法有易导致砷损失。可见样品在处理过程中对痕量砷的检测结果的准确度是有影响，我们在检测时要根据具体设备情况，可凭经验对应不同基体样品选择相应的消解方法进行消解，挑选检出限较低，回收率、精密度较高、比较安全的处理方法进行检测。
参考文献：
[1] 陈庆生，李敏等主编 食品检验湿法消解过程和机理探讨 中国中医药咨询 2010.7.259
[2]GB/T 13079-2006 饲料中总砷的测定 2007.3
[3] GB/T5009.11-2003 食品中砷的检测（ 原子荧法） 食品卫生检验方法理化部分（一） 2004.5.71