原子荧光法测定食品中砷含量前处理的研究进展

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　　摘要：砷是一种有毒有害的重金属元素。近年来，食品中砷污染情况较为严重。当前，原子荧光法（AFS）在测定食品中砷含量已经有十分广泛的应用。主要综述了在AFS中，湿法消解法、微波消解法、高压罐消解法和悬浮液进样法4种前处理方法，并对测砷的前处理方法的发展趋势进行了展望。
　　关键词：原子荧光法（AFS）；食品；砷；湿法消解法；微波消解法；高压罐消解法；悬浮液进样法
　　中图分类号：R155.5 文献标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2019.05.056
　　Abstract：Arsenic is a toxic and harmful heavy metal element. In recent years，arsenic pollution in food is serious. At present，Atomic Fluorescence Spectrometry（AFS）has been widely used in the determination of arsenic content in food. In this paper，four pretreatment methods of AFS，namely wet digestion，microwave digestion，high pressure tank digestion and suspension injection were reviewed. And the development trend of arsenic pretreatment method was prospected.
　　Key words：Atomic Fluorescence Spectrometry（AFS）；food；arsenic；namely wet digestion；microwave digestion；high pressure tank digestion；suspension injection
　　0 引言
　　砷（俗称砒霜）是人体的非必需元素。由于该元素在体内不断蓄积难以排出体外，会对人体各个组织和器官逐渐产生毒性进而引发一系列的疾病。因此，研究如何准确检测食品中的砷含量对于有效防控食品中的重金属污染、维护国家食品安全具有十分重要的意义。当前，对于食品中砷的测定，原子荧光法在该领域已经有相当广泛的应用[1-5]。利用原子荧光法测定砷，对于检测结果影响最大的是前处理方法。前处理的过程耗时长、操作环节较多，容易产生各种损失和污染。因此，对于原子荧光测砷含量前处理方法的选择尤为重要。对于食品中砷含量的检测，目前已知的前处理方法有湿法消解法、微波消解法、高压罐消解法和悬浮液进样法。
　　1 湿法消解法
　　湿法消解的基本原理是一定温度下，在强酸性的环境中，利用化学反应使样品分解，待测定组分以液态的形式存在于溶液中。该前处理方法在测定食品中砷含量使用较多。陈必琴[6]对湿法消解法酸的使用进行了研究，通过采用不同的混合酸（硝酸+高氯酸法，硝酸+高氯酸+硫酸法）对标准物质大米粉、芹菜粉等样品进行前处理，用原子荧光法对总砷含量进行测定。结果显示，2种前处理方法测得的大米粉总砷含量分别为0.119 1，0.118 2 mg/kg，芹菜粉总砷含量分别为0.396 4，0.397 8 mg/kg。2种前处理方法得到的结果基本一致。2种样品采用2种不同的前处理方法得到的回收率均在80%～90%。钟一平[7]根据GB 5009.11—2014《食品中总砷及无机砷的测定》，采用电热板湿法消解大米，在盐酸介质中，经硫脲-抗坏血酸预还原，将大米当中的五价砷转化为三价砷，再利用原子荧光光度计对砷含量进行测定分析，总结了测定大米中砷含量的方法中的一些注意事项。研究表明，电热板的湿法消解能使常规方法中极易损失的砷元素被全部保留，检测结果精密度高、回收率高，是大米中砷测定较为理想的方法。湿法消解在食品中测砷含量的应用中，还有很多报道[8-15]。
　　2 微波消解法
　　微波消解法是利用微波通过试样，加剧了分子之间的碰撞与摩擦，从而使试样温度急剧上升的一种快速消解方法。该方法能使试样快速而均匀地受热，消解时间大大缩短[16]。另外，该方法所用的试剂量大大减少，大大降低了待测元素的挥发损失及样品受污染的可能[17]。刘金明[18]采用微波消解对大米前处理，用原子荧光光度计测定大米中的砷含量，研究了KBH4浓度、溶液酸度和共存离子等方面对大米中總砷测定结果的影响。结果表明，在硝酸-过氧化氢体积比为5∶2的消解体系下，得到砷标准曲线（线性范围为0～80 μg/L）的线性系数R2为0.999 2，该方法回收率在96.0%～106.0%，检出限为0.3 μg/L。张蕾[19]利用微波消解法对面粉进行前处理，建立了原子荧光光度法测定面粉中总砷的方法，并比较不同盐酸及硼氢化钾质量分数对样品测定的影响。结果显示，盐酸和硼氢化钾质量分数分别为5.0%，2.0%时，荧光信号最大、灵敏度最高。砷标准曲线质量浓度为0～10 μg/L时，得到的标准曲线的线性系数为0.999 9，精密度为1.0%。当前，微波消解法已成为食品中测定砷含量最理想的前处理方法之一。
　　3 高压罐消解法
　　高压罐消解法的原理是在常压湿法消解法的基础上密封加压，达到快速消解的一种前处理方法。该方法的优点主要是升温快、样品分解能力强、避免易挥发元素气化损失、容易控制样品被污染，同时也降低了环境污染，酸等试剂的用量大大减少[20]。高压罐消解法在原子荧光法测食品中砷的前处理方面有相关研究报道。孙中华等人[21]采用高压消解法对玉米进行了前处理，并用原子荧光法测定了玉米中的痕量砷。结果表明，砷标准质量浓度为0.002～0.100 μg/mL时，标准曲线的线性系数为0.999 1，测得结果的相对标准偏差为1.05%，平均加标回收率为98.6%，该方法的最低检出限为0.01 μg/g。卞春等 人[22]采用高压消解法对小麦粉进行前处理，用原子荧光法对小麦粉中的总砷进行了测定，研究了消解液、酸介质及其质量浓度、预还原掩蔽剂、预还原反应时间和可能存在的金属离子对检测结果的影响。结果表明，砷标准溶液质量浓度为4～200 μg/L时，得到标准曲线的线性系数为0.999 7，测得加标回收率为95.06%～99.57%，相对标准偏差（RSD）为≤3.64%。 　　4 悬浮液进样法
　　悬浮液进样法是通过给样品加入一定量酸和预还原剂等，并且加入消泡剂，充分搅拌均匀之后制成悬浮液，便可以上机检测的快速前处理方法。该方法虽然操作简单、快捷、试剂量少，但是悬浮液的稳定性和均匀性是影响分析结果的关键。孙汉文等人[23]在利用原子荧光法测定面粉中砷含量进行前处理时，采用了悬浮液进样法，考查了影响悬浮液稳定性和均匀性的因素，优选出在悬浮液中直接发生氢化物的最佳条件。在10%的盐酸介质中，在0～80 μg/L的砷标准质量浓度范围内，线性相关系数为0.999，三价砷和总无机砷的检出限分别为0.08，0.20 μg/L，测得小麦粉标准物质三价砷和总无机砷的加标回收率分别在95%～105%，92%～106%。当前，悬浮液进样法的前处理方法在原子荧光法测砷含量已有一些报道，但用于食品中测砷含量的研究较少。悬浮液进样法作为原子荧光法测食品中砷含量的前处理方法还处于探索阶段，尚未形成成熟的方法，有待进一步的改进和优化。
　　5 结语
　　综上所述，前处理方法种类较多，还有另外的一些方法。前处理方法的选择对于测定食品中砷含量的检测结果有较为明显的影响。因此，如何保证前处理过程样品充分消解完全并且不受污染是一个值得长期研究和探索的问题。随着科技的不断发展，仪器设备的自动化程度会不断提高，前处理方法将变得越来越简单、方便易行，使原子荧光法在食品中重金属检测方面能够有更加广泛的应用。
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