食品重金属及有害元素检测

主题:【第六届原创】第五届原创参赛作品:海产品中总砷测定方法探讨

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海产品中总砷测定方法探讨



GB/T5009.11-2003标准中提到食品中总砷测定前处理方法为湿法消化处理,但并未严格指明温度控制要求,硝酸,硫酸,高氯酸三者的用量要求等。本文以考核海产品中砷的测定为例,着重讲述了湿法消解原子荧光法测定总砷的各项注意点,对准确测定总砷具有一定的指导作用。

GB/T5009.11-2003标准:


取四个质控样(附上证书值)
A:(18。2±3。6)mg/kg;B:(GBW10024)(3。6±0。6)mg/kg;C:(GBW10023)(27±6)mg/kg;D:(GBW08521)(41±3)mg/kg;其中A、B为动物性海产品;C、D为植物性海产品。

工作中,有的同志认为只要将样品消解至呈无色透明液就可以了,并没有严格地控制好消解条件。



从上表看,在上述质控样的分析中,12组的测定结果只有5组满足要求,仅占42%,不满足要求的结果除魏某分析的质控样B结果偏高外,李某、王某、林某的测定结果均远低于标称值,说明了他们三人均没有很好的掌握砷的检测方法要点,没有掌握海产品中砷检测前处理方法。李某、王某均采用硝酸和高氯酸湿法消解,而没有按国家标准方法中加硫酸,消解温度难以达到200度以上,这样就达不到样品中有机砷完全分解所需的温度,因而样品中的有机砷没有完全分解成无机砷,由于有机砷不发生氢化物反应,所以用原子荧江法测定的结果偏低。林某用微波消解(消解的最高温度180度),而后加硫酸合并洗液继续加热至昌白烟,但没有补加其他酸,也没有持续昌白烟,因而其消解温度和时间不足,难以把样品中的有机砷完全分解,结果自然偏低。

这四个样品均为海产品,其中A、B为动物类海产品,C、D为植物类海产品,动物类海产品砷元素形态为AsB(砷甜菜碱)、AsS-PO4和AsS-OH(AsS砷糖),植物类海产品砷元素形态为AsS-SO3 ,AsS-PO4,AsS-OH和少量DMA(二甲基砷)。资料表明海产品组织中砷多以砷甜菜碱、砷糖形式存在,其砷原子与碳原子间由四个砷碳键紧密连接,键能较大,意味着破坏砷碳键需要较剧烈的条件。

湿化消化温度的控制

  据报道要消解砷甜菜碱,砷糖,消化液温度要过到200度以上才能被完全消解,因此消化过程必须有沸点较高的高氯酸(沸点203度)或硫酸(沸点338度)存在,其中高氯酸的存在是必须的,而且消化液温度越高,消化效果越好;硫酸的存在可以在一定程度上提高消化液的温度,这可能在一定程度上提高了高氯酸的氧化性,加快了消化的反应速度,也加快了高氯酸的挥发。有关试验数据表明,使用电热板+电炉加热并采用硝酸-高氯酸-硫酸消解体系,有机砷能彻底消解成无机态砷;而采用同样加热方式用硝酸-高氯酸消解体系有机砷只能部分消解成无机态砷。这也就是消解样品中的其它元素可以只用硝酸-高氯酸消解体系,而消解砷要再加入硫酸的原因吧,而不是只要将样品消化至无色透明的液体即可。

    另外电热板显示温度与消解液温度存在明显的差异,如在150mL三角瓶中加入15mL硫酸,放几粒玻璃珠放置于电热板上,用校准后的温度计测硫酸液体的温度,不同温度对比如下表。

表  电热板显示温度与溶液温度的差异



溶液介质

电热板显示温度(度)

温度计测定溶液温度(度)

硫酸

220

174

硫酸

230

180

硫酸

240

187

硫酸

255

200



因此在加热消解时,应调整电热板温度在250度以上,才能使消解溶液温度达到200度以上,要达到昌硫酸白烟,电热板温度要调整到350度以上,这样才能确保有机砷完全消解成无机砷。

酸度、还原剂的影响

有些检验人员在测试时发现样品溶液的砷含量超过标准曲线的范围,就直接对溶液进行稀释而后直接进行测定,这样会造成测定结果偏低。由于砷的还原与溶液中盐酸的浓度,还原剂的含量与浓度有直接的关系,酸度不够,还原剂量不够,就不足以使溶液中的五价砷完全还原为三价砷,而五价砷不能与硼氢化钾反应生成砷化氢,造成检测结果偏低。

现在有很多的实验室均引入了ICP-MS仪器了,而用ICP-MS来检测海产品中的砷含量时,只有用微波消解前处理去除有机物质就可以了,无需将有机砷完全转化为无机砷,这是因为原子荧光法测砷要将所有的砷变成无机态的五价砷,五价砷还原为三价砷,三价砷才具有荧光性,在原子荧光仪器上才要检测信号。而ICP-MS是利用等离子体焰(其温度高达8000~10000K)可将所有形态的砷击碎成带一个电荷的砷离子。故对前处理消化温度控制不像原子荧光法测砷控制这么严格。

ICP-MS仪器检测海产品中的砷含量时,容易受到多原子离子ArCl+(海产品,氯化钠含量较高)的干扰,引起结果的正偏差,虽然有些实验室引进了碰撞反应池技术,应用具有消除多原子离子ArCl+干扰的检测设备如安捷伦7500ce、安捷伦7700等仪器,但是在被测溶液中含有较高含量的氯离子存在情况下,干扰难以完全消除,有时会显著影响结果。这么更有注意优化好ICP-MS仪器的工作参数,使CeO/Ce≤2.0%,同时将As的干扰方程(75As=1.000×75M一3.127×77M+2.733×82M一2.760×83Kr)在编辑方法时写上,这样仪器会自动扣除ArCl+的干扰。

下表为四个质控样品不同方法测试结果

该帖子作者被版主 huangza10积分, 2经验,加分理由:鼓励原创!
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但愿我的这篇文章能对实际工作中测砷的朋友有所帮助
qq250083771
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envirend
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支持作者,作者分析了试剂用量等,给大家省了很多摸索;建议楼主按原创来奖励。
huangza
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使用微波消解的比使用湿法消解的结果都要高,是不是湿法消解有损失啊
subo01
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不错,好文章,对湿法消解分析的不错,我们消解一般经常都是用高氯酸、硝酸、硫酸。其中高氯酸和硝酸比例为1:4,另外加5ml硫酸。
nphfm2009
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〓疯子哥〓
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有没有做这个东西的前处理全过程?如果有期待您也发上来,让我们学习学习
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快乐
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