食品中的砷和汞的同时测定

本文采用最新元素分析技术微波等离子体原子发射光谱和多模式进样系统联用对食品中的As Hg进行同时分析。MSIS-MP-AES分析As，Hg，灵敏度高，线性范围宽，相关系数≥0.999。MP-AES采用空气和氮气运行，无需可燃或危险气体，绿色环保，经济实用，安全可靠，测定食品中As，Hg灵敏度较高，数据结果准确，配合合适的前处理技术，完全满足法规需求。

砷和汞属于毒害元素，它们广泛存在于自然界，各种自然现象可使其从地表经大气、雨水等环节不断循环，并可为动植物所吸收，在植物体内容易被富集，一旦含量超过安全限值将会对人体造成健康危害。砷极易氧化，其三价化合物俗称“砒霜”毒性极强，进入人体可以引起急性或慢性砷中毒，甚至造成皮肤、循环、消化、呼吸等组织系统病变及癌症发生。汞中毒可以引起中枢神经系统、消化系统、肾功能等多系统损害，甚至毒害胎儿。故植物类样品中毒害元素的检测一直是广大分析工作者极为关注的检测之一。

一般植物中的Hg,As测定常用的方法有ICP-MS法，原子荧光法，氢化物发生原子吸收法等。本实验采用微波消解技术进行植物样品的前处理，该技术在全封闭、高温、高压的环境中达到快速，完全的消解，具有消解效率高，污染小，损失少，节省试剂等优点，是近年来比较常用的消化方式之一。

实验部分

仪器条件

Agilent 4200 MP-AES微波等离子体原子发射光谱仪，法国F-DGS 氮气发生器，MSIS多模式进样系统，One-neb 雾化器，5通道蠕动泵。仪器分析条件见表1。

MSIS多模式进样系统， MSIS即可做为氢化法元素发生氢化法反应的装置同时也可以做为常规分析元素的雾化室，无需单独配制氢化物发生器或者原子荧光，可在原子光谱中实现一次进样同时进行常规重金属元素及低含量As、Hg等氢化法元素的分析，方法简单高效。下图MSIS系统的进行多模式分析的示意图。

图1.MSIS 多模式分析简图。

表1 仪器分析条件

实验试剂

砷，汞单元素标准溶液：1000mg/Kg;浓硝酸，Sigma优级纯;浓盐酸，巴斯夫优级纯;18.2MΩ高纯水;15mL刻度离心管;硼氢化钠(优级纯);氢氧化钠(优级纯);

样品前处理

称取菠菜，鸡肉，茶树叶和黄豆各1g(精确到0.0001g)，加入6mL浓硝酸，0.5mL浓盐酸，2mL高纯水，95度，预消解1小时，冷却后，装罐，微波消解。冷却至室温，取出，置赶酸器上，95-100度，赶酸2-3h，加入2mL浓盐酸，95度微沸5min，取下冷却后，采用高纯水定容至10mL，上机测定。

标准溶液制备

10mg/Kg As Hg储备液：从1000mg/Kg Hg, As标准溶液稀释配成10mg/Kg As Hg，5% 盐酸储备液;

500ug/Kg Hg As工作液 ：从10mg/Kg Hg As 储备液精确移取0.5mL置于容器中，加入2mL浓盐酸，95度保持微沸5min，取下冷却后，采用高纯水定容至10mL。

校正曲线溶液：将500ug/Kg Hg As工作液稀释成1，2，5，10，50，100ug/Kg，20%盐酸介质的标准溶液。

分析谱线的选择及背景校正：依据样品中待测元素的含量，选择软件推荐的最灵敏线作为分析谱线，背景校正采用Auto自动校正背景。分析谱线见表2。

表2 各元素分析谱线(单位：nm)

结果和讨论

线性范围

MP-AES具有较宽的动态线性范围，多数元素动态线性范围可达4-5个数量级，本方法中根据样品中元素的不同含量范围设置标准曲线，所有待测元素之标准曲线的线性相关系数(r)均≥0.999。As校正曲线范围从2μg/Kg-100μg/Kg;Hg校正曲线范围从1μg/Kg-100μg/Kg。标准曲线图如下所示：

图2.Hg、As的校正曲线。

方法检出限

根据检出限定义，将样品空白溶液平行测定11次，结果的3倍标准偏差所对应的浓度即为检出限。根据样品前处理的取样量和定容体积换算成本方法的方法检出限。结果见表3。由表可知，采用MSIS-MP-AES法测定汞砷元素的方法检出限在1.2-2.7μg/kg之间。

表3 方法检出限(单位：μg/kg)

样品测定结果

实验分别对菠菜分析标准物质GBW10015、茶叶分析标准物质GBW08513、鸡肉分析标准物质GBW10018和黄豆分析标准物质GBW10013等4种国家标准物质，进行方法验证，结果表明仪器测定值均在参考值范围之内。测定结果见表4。

表4.样品测定结果，单位(mg/Kg)

注：ND代表小于方法检出限，()代表参考值。

小结

本文采用微波等离子体原子发射光谱仪和MSIS多模式进样系统联用技术，以硼氢化钠和氢氧化钠作为还原剂，前处理时采用浓盐酸低温加热还原砷的方法，同时快速测定动植物标准物质中的As和Hg，测定结果和证书值吻合良好。该方法无需使用昂贵的氩气和危险可燃气体乙炔等，线性范围宽，灵敏度和检出限低，在保证准确测定同时，更为安全、环保，运行成本低，是原子光谱技术用于无机元素分析的理想技术。