食品检验中重金属砷测定的探讨

发布时间:2018-07-02 来源: 美文摘抄 点击:


  [摘 要]近年来,食品安全已经成为社会热点话题。工业生产中产生的废气、废水、废渣不经处理直接排放,造成土壤和地下水的严重污染。其中的镉、砷、铜、锰等重金属在动植物体内逐渐积累,食用一定量后将会导致人体重金属慢性中毒。因此,必须要采用一种高效、准确、方便的食品重金属含量测定方法,保证食品质量安全。本文以重金属砷为例,对氢化物发生原子荧光光谱法具体的测定方法以及测定中需要注意的事项进行了分析。
  [关键词]食品检验;重金属;砷;测定方法
  中图分类号:S533 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)24-0243-01
  引言:砷是一种对人体危害较为严重的重金属,对人体的心肌、呼吸、免疫等系统均会造成不同程度的损伤,常人服入三氧化二砷0.01~0.05g,即可中毒,出现中毒症状;服入0.06~0.2g,即可致死;在含砷化氢为1mg/升的空气中,呼吸5~10分钟,可发生致命性中毒。目前国家标准中总砷检测方法有:电感耦合等离子体质谱法、氢化物发生原子荧光光谱法、银盐法。本文主要对氢化物发生原子荧光光谱法具体的测定方法以及测定中需要注意的事项进行了分析,其原理是在酸性环境下,毒性稍弱的五价砷被硫脲加抗坏血酸预还原为毒性更强的三价砷,然后继续加入硼氢化钾将三价砷还原成砷化氢。由氩气载入石英原子化器中分解为原子态砷,利用砷空心阴极灯照射激发下产生原子荧光,根据荧光强弱判定样本中砷的含量。
  一、食品中重金属砷的实验测定步骤
  1、实验准备
  (1)实验仪器:AFS3100型双道原子荧光分光光度计、电热板;
  (2)实验试剂:超纯水,分析纯酸,氢氧化钾,硼氢化钾硫脲,抗坏血酸;
  (3)试剂配制:先用精密天平称量氢氧化钾粉末1.0g,然后将其溶于0.2L的超纯水中。等到固体全部溶解后,将称量好的硼氢化钾2.0g溶于溶液中,配制完毕后放置待用;利用量筒量取硫脲、抗坏血酸各10g,倒入0.1L的水中,混合溶液配制完毕后放置待用;用胶头滴管和量筒量取20mL的分析纯硝酸,加入1.0L水进行稀释。将稀释后的硝酸溶液加入到浓度为1000μg/mL的砷溶液中,逐级稀释得到砷标准使用液50μg/L(现用现配)。
  (4)仪器使用条件:负高压340V,砷空心阴极灯电流电流为40mA,原子化器内部温度恒定为180℃,载气流量控制在350-380ml/min。
  2、样品处理
  湿法消化法是测定食品中无机物含量的常用方法,具有分解速度快、金属逸散量少等应用优势,本文以该方法测定食品中重金属砷的含量。将待测的食品样品进行充分粉碎,然后利用天平称取两份粉末样品各1.0-2.5g,将其导入容锥形瓶内,制作两份空白样品。然后利用量筒量取15ml的浓硝酸和1.25ml的浓硫酸,分别加入到两份样品中,充分摇匀后将锥形瓶放置在电热板上加热,加快样品酸化速度。样品加入过程中实验人员要定期进行观察,避免样品出现碳化现象。一般来说整个反应过程可在2-3h内完成。取完全消解后的样品溶液,倒入烧瓶内进行加热,直到溶液中有白烟冒出。此时停止加热,并向溶液中加入30ml的蒸馏水,继续加热至白烟冒出。将所得溶液放置于室温环境下冷却,定容至25ml的比色管中,并向比色管中加入1.25ml浓硫酸和2ml的硫脲、抗坏血酸混合溶液,用纯水定容至刻度,放置30min后测定。。
  3、砷的测定
  取现配好的砷标准使用液,分别取0.0ml、0.5ml、l.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml,加入到25ml的比色管中,并分别向每个比色管中加入1.25ml浓硫酸和2ml的硫脲、抗坏血酸混合溶液,用纯水定容至刻度,放置30min后测定。经过上述操作后,可以得到砷含量分别为0.0μg/L、2.0μg/L、4.0μg/L、6.0μg/L、8.0μg/L、10.0μg/L的标准系列溶液。按照这样的办法,将仪器测试条件分别计入计算机上后,进行标准溶液和样品的检测。
  二、检测结果及讨论
  1、标准曲线图如图1:
  2、实验结果分析
  (1)还原溶液的浓度对于实验现象产生不同程度的影响,在实验观察中,需掌握好硼氢化钾的浓度。如果硼氢化钾的浓度较低,将会导致其还原高价砷的能力降低,并使实验现象的灵敏度也较低。反之,将会导致在实验中产生大量氢气,对实验产生稀释的干扰,也会导致实验的灵敏度降低。因此,需掌握好实验中硼氢化钾的浓度。
  (2)在实验测定中盐酸的浓度也需要重点控制,本实验中在样本和标准溶液中加入1%、3%、5%、8%和10%的盐酸。随着酸浓度逐渐增加,砷的荧光强度增加。酸度减小时,砷的荧光强度减弱。在反复的实验中得出盐酸浓度在5%时,食品中重金属砷的荧光强度变化不明显,并且荧光稳定。因此,在本实验中,应用的盐酸浓度为5%。
  (3)当浓度大于30ng/ml时,实验标准曲线开始弯曲,可判定为浓度在O-30ng/ml时,具有良好的线性范围,相关系数可确定为0.99以上。除此之外,可以利用实验仪器对待测溶液进行反复(3次)测量,并且将每次测量结果用曲线表示出来。然后综合对比曲线分布和走向,从中选择最优的曲线,这样分析结果也更接近于实际值。
  (4)硼氢化钾溶液的用量对测定灵敏度有较大影响。如果该溶液用量偏少,则导致五价砷的还原效果不高;如果溶液使用过量,又会导致混合液加热过程中产生氢气,也会影响结果的准确性。因此,实验中应对硼氢化钾的用量进行控制。
  3、实验中的注意事项
  为了确保食品中重金属砷含量测定结果的精确性,在具体实验操作中也要注意以下几方面的问题:一是要正确使用原子荧光光度计。作为一种显示类检测仪器,原子荧光光度计对于被检测溶液的纯度有严格要求。这也是在实验准备阶段选择使用原子级去离子水、优级高纯酸的根本原因。因此,如果酸溶液中含有杂质,在原子荧光光度计的照射下,会干扰正常砷原子的测定结果,导致实验结果误差增加。因此,除了要在准备阶段采取控制措施外,也要在实验过程中预防污染,保证溶液纯度。荧光光度计使用结束后应当立即进行清洁。二是在实验结束后进行样品稀释浓度和标准曲线浓度分析时,应当选择曲线的中点作为分析对象,可以保证分析结果的准确性。
  结语
  食品中重金属含量超标会严重损害人的身体技能,在食品安全问题层出不穷的今天,加强食品中重金属砷的测定十分必要。本文列举的重金属砷测定方法具有操作简便、结果精確度高等优点。在整个实验过程中,溶剂的配置十分关键,要求实验人员控制好各种溶剂的配置精度,保证最终砷含量测定结果的精确性。
  参考文献
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