氢化物发生原子荧光法测定水果中的汞和砷

氢化物发生原子荧光法测定水果中的汞和砷水果在种植、施肥等过程中可能受到汞、砷等元素的污染或富集。汞和砷的毒性对人体造成较大的危害，重者导致死亡[1]。汞和砷的常用检测方法有原子吸收光谱法[2-3]、电感耦合等离子体-质谱法[4-5]、原子荧光光谱法[6-7]。氢化物发生-原子荧光光谱法与其它检测方法相比，具有高的灵敏度，可同时多元素分析测定，原子转化率高，相对干扰少，检出限低等优点。本文旨在改变载流溶液、还原液浓度与载气流量测试条件，建立分析水果中的汞和砷的测试方法，并分析方法检出限、精密度和利用该方法测定市场上6种水果的汞和砷及回收率度试验1实验部分1.1仪器与试剂硝酸、盐酸均为优级纯。氢氧化钠、硼氢化钾、过氧化氢、硫脲、重铬酸钾均为分析纯。汞标准溶液、砷标准溶液均为国家有色金属及电子材料测试中心。溶液配制均用超纯水。原子荧光光度计，双通道，配有汞和砷高效空心限极灯(上海美析仪器有限公司)、DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱(上海齐欣科学仪器有限公司)、超纯水机、MWD600型密闭式智能微波消解仪(上海元析仪器有限公司)。1.2仪器工作条件汞和砷的光电倍增管负高压均为270V；原子化温度均为200℃；原子化器高度均为8mm；灯电流均为30mA；载气和屏蔽气为氩气；屏蔽器流量均为800mL/min；测量方法为标准曲线法；读数方式为荧光峰面积。1.3样品采集与预处理样品为市场上的苹果、香梨、番石榴、香蕉、番茄、芒果分别用蒸馏水冲洗其表面的灰尘和杂质，再用超纯水清洗，晾干后切成片，于60℃烘箱烘至恒重，粉碎后，再干燥，最后保存干燥器备用。1.4样品消解方法各取预处理的水果样品1.00g，置于消解罐中，加15mL硝酸，按仪器操作要求于微波消解仪进行消解。消解结束后，于通风厨中冷却后，加入2mL双氧水，在电热板加热赶酸之后，转置25mL容量瓶中，滴加1mL5%重铬酸钾溶液和0.25g硫脲为预还原剂[8]，最后用5%盐酸摇匀定容，备用。同时制备空白溶液。1.5校准系列配制临用配制质量浓度分别为0，0.5，1.0，2.0，3.0，5.0μg/L的汞和砷系列标准工作溶液。系列标准溶液定容前需添加5%重铬酸钾和硫脲作为预还原剂，用5%盐酸溶液定容。2结果与讨论2.1载流液的选择考察载流液浓度1%~10%的盐酸溶液对汞和砷的荧光值影响。酸度过高时，会使还原液反应产生过多的氢气，导致所得的氢化物被稀释；酸度过低时，会产生As2H4及其它固态氢化物，降低了氢化物发生的速度和效率。考虑到测试过程的还原体系，选择盐酸为载流介质，实验结果显示3%的盐酸浓度，汞和砷的荧光强度较高且稳定。2.2还原液浓度的选择还原液是由不同质量浓度的硼氢化钾和氢氧化钠共同配制而成。硼氢化钾的用量不仅影响氢化物产生，还对汞和砷的原子转化效率有一定影响，还原液的浓度偏高或者偏低，都会使得汞和砷的荧光值低。考察不同质量浓度梯度的硼氢化钾进行对比测定，其中，质量浓度为10g/L(1%)的硼氢化钾的荧光值最大。当硼氢化钾的浓度为10g/L(1%)时，试验不同浓度梯度的氢氧化钠对测定荧光值的影响，发现质量分数为0.5%的氢氧化钠时，汞和砷的荧光值最强。综合考虑，选择1%硼氢化钾+0.5%氢氧化钠作为还原液。2.3载气流量的选择样品经过还原之后，生成HgH2、AsH3气体会在载气氩气的携带下进入原子化器中原子化，如果载气流量偏大，反应所生成的氢化物便会被稀释，导致荧光值降低，灵敏度减小；载气流量偏小时将导致所产生的的氢化物与液相分离变慢，使得氢化物不能全部被载入到原子化器中，从而使得荧光值降低，灵敏度减小。因此选择的载气流量为400mL/min。2.4标准曲线建立和检出限将汞和砷的标准系列溶液上机测定，以溶液的质量浓度c(μg/L)为横坐标，荧光峰面值I为纵坐标，进行线性回归。汞的质量浓度0~5μg/L与砷的质量浓度0~5μg/L范围内与相应的荧光值进行线性相关，线性方程分别为I=680.5289*c-5.1975，R2=0.9998；I=29.7850*c-2.0321，R2=0.9995，线性关系良好。空白样品连续测量11次，方法检出限为测定结果的3倍标准偏差，得到汞和砷的方法检出限分别为0.035μg/L和0.147μg/L。2.5精密度试验选不同浓度的汞和砷标准溶液进行定量分析，平行测定6次，测定结果见表1。由表1可知，汞和砷测定结果相对标准偏差平均分别为2.5%和1.9%，总体不大于4%，该测定方法精密度良好。2.6样品分析与回收试验按试验方法对市售6种水果样品进行了分析，并且进行加标测定，计算回收率，测得的汞和砷结果见表2。结果表明本方法的汞的回收率范围在92.7%~104.2%之间，平均回收率为97.1%；砷的回收率范围在94.6%~103.2%之间，平均回收率为98.5%。6种水果中汞和砷的含量低于国家规定(GB18406.2-2001)的农产品安全质量无公害水果的安全要求。3结论本文通过对载流溶液、还原液浓度与载气流量测试条件进行优化选择，建立使用氢化物发生-原子荧光法(HG-AFS)来分析测定苹果、香梨、番石榴、香蕉、番茄和芒果6种水果中的汞和砷元素含量的分析方法。该检测方法在载液为3%盐酸，还原液为1%硼氢化钾+0.5%氢氧化钠，载气流量为400mL/min条件下，汞和砷的检出限分别为0.035μg/L和0.147μg/L，标准曲线线性相关系数R2分别是0.9998和0.9995，精密度(RSD，n=6)分别为2.5%和1.9%，样品的加标回收率范围分别在92.7%~104.2%和94.6%~103.2%之间。可见此方法准确灵敏，快速方便。方法来源：[1]陈志明.氢化物发生原子荧光法测定水果中的汞和砷[J].广东化工,2019,46(15):185-186.