LC-AFS測定飼料中無機(jī)砷的方法研究

■楊振媚 莫淇斐 莫建光

（廣西益譜檢測技術(shù)有限公司，廣西南寧 530007）

砷及其化合物是國際公認(rèn)的重點(diǎn)監(jiān)測污染物之一，砷的毒性隨砷的存在形態(tài)不同其毒性差異很大，大多數(shù)有機(jī)砷化合物無毒，僅少數(shù)有機(jī)砷化合物為低毒，致毒性和致癌作用主要取決于無機(jī)砷的含量[1-2]，三價(jià)無機(jī)砷的毒性最強(qiáng)，五價(jià)無機(jī)砷的毒性次之[3-4]。目前對無機(jī)砷含量的檢測方法主要有原子熒光光譜、液相色譜及一些光譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[5-6]。但國家標(biāo)準(zhǔn)中未見飼料中無機(jī)砷的測定方法，所以對飼料中無機(jī)砷測定方法研究，在飼料安全生產(chǎn)和質(zhì)量檢測中具有重要的意義。本文主要研究用0.15 mol∕l硝酸溶液為介質(zhì)，在90℃水浴中浸提2.5 h，用液相串聯(lián)原子熒光光譜法（LC-AFS）測定飼料中無機(jī)砷含量，取得較滿意的結(jié)果。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

液相串聯(lián)原子熒光光度計(jì)由北京海光儀器有限公司提供，Autosampler5500型自動進(jìn)樣器；Hamilton PRP X-100陰離子交換色譜分析柱（250 mm×4.1 mm，10 μm）；砷空心陰極燈；電熱恒溫水浴鍋。

1.2 主要試劑

砷酸根（五價(jià)砷）標(biāo)準(zhǔn)溶液（GBW08667）；亞砷酸根（三價(jià)砷）標(biāo)準(zhǔn)溶液（GBW08666）；磷酸二氫銨（GR）、硼氫化鉀（GR）、硝酸（GR）、硫脲（AR）。

1.3 儀器條件

1.3.1 液相色譜條件

流動相：15 mmol∕l磷酸二氫銨溶液（pH值6.0），洗脫方式為等度洗脫；流速1.0 ml∕min；進(jìn)樣體積100 μl。

1.3.2 AFS主要參數(shù)

負(fù)高壓：300 V；砷燈總電流：90 mA；主電流∕輔助電流：60∕30；原子化方式：火焰原子化；原子化器溫度：中溫。

載液：20%鹽酸溶液，流速4 ml∕min；還原劑：30 g∕l硼氫化鉀溶液，流速 4 ml∕min；載氣流速：400 ml∕min；屏蔽氣流速：800 ml∕min。

1.4 測定方法

1.4.1 試樣處理[7]

精確稱取約1.00 g飼料試樣于50 ml塑料離心管中，加入20 ml 0.15 mol∕l硝酸溶液，放置過夜。于90℃水浴中熱浸提2.5 h，每0.5 h振搖1 min。提取完畢，取出冷卻至室溫，8 000 r∕min離心15 min，取上層清液，經(jīng)0.45 μm有機(jī)系濾膜過濾后進(jìn)樣測定。按同一操作方法作空白試驗(yàn)。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將 As(Ⅲ)和 As(Ⅴ)的標(biāo)準(zhǔn)溶液用 0.15 mol∕l硝酸溶液配制成0.0、20.0、30.0、50.0、80.0、100.0 μg∕l的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，進(jìn)樣前經(jīng)0.45 μm有機(jī)系濾膜過濾。吸取標(biāo)準(zhǔn)系列工作液100 μl進(jìn)樣，以系列標(biāo)準(zhǔn)工作液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的濃度與對應(yīng)的峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.3 試樣的測定

吸取試樣溶液各100 μl進(jìn)樣，記錄色譜圖，以保留時(shí)間定性，記錄試樣中被分析組分的峰面積。

根據(jù)數(shù)據(jù)粒度的細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化程度越高，粒度越?。环粗?，細(xì)化程度越低，粒度越大.在并行計(jì)算中，需按照并行條件對程序進(jìn)行劃分，得到大小不同的并行等價(jià)粒子.在一些情況下，使用較粗的粒度可以完成計(jì)算，但在某些情況必須將粒度細(xì)化后[10]才能繼續(xù)執(zhí)行.粒度思想的引入可以縮小聚類的數(shù)據(jù)規(guī)模，有效地提高聚類算法的執(zhí)行效率.然而，僅僅基于并行等價(jià)粒子來劃分程序是不均勻也不合理的，且隨著計(jì)算粒度的細(xì)化，總的通信量將增大，導(dǎo)致較大的開銷. 因此，如何科學(xué)合理地確定粒度大小來劃分?jǐn)?shù)據(jù)集，成為當(dāng)前研究的重要問題.

1.4.4 結(jié)果計(jì)算

式中：X——樣品中As(Ⅲ)、[As(Ⅴ)]的含量(mg∕kg)；

c0——空白溶液中As(Ⅲ)、[As(Ⅴ)]化合物的濃度(ng∕ml)；

c——測定樣液中As(Ⅲ)、[As(Ⅴ)]化合物的濃度(ng∕ml)；

V——試樣消化液的定容體積(ml)；

m——試樣的質(zhì)量(g)；

1 000——換算系數(shù)。

總無機(jī)砷含量等于As（Ⅲ）含量與As（Ⅴ）含量的加和。

2 結(jié)果與討論

2.1 砷化合物的色譜分離及洗脫方式的選擇

用純水作為介質(zhì)配制標(biāo)準(zhǔn)工作液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，三價(jià)砷的色譜峰保留時(shí)間為2.38 min，五價(jià)砷的色譜峰保留時(shí)間為5.54 min。用0.15 mol∕l硝酸溶液浸提樣品，制成樣液，三價(jià)砷的色譜峰保留時(shí)間為2.38 min，五價(jià)砷的色譜峰保留時(shí)間為5.08 min，樣品中五價(jià)砷的色譜峰的保留時(shí)間較標(biāo)準(zhǔn)溶液中五價(jià)砷的保留時(shí)間提前，如下圖2。

圖1 砷化合物出峰順序圖

圖2 樣品中As(Ⅴ)化合物出峰提前圖

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液介質(zhì)和試樣浸提液的選擇

將配制標(biāo)準(zhǔn)工作液的介質(zhì)改成與樣液一致的介質(zhì)，即用0.15 mol∕l硝酸溶液配制標(biāo)準(zhǔn)曲線，發(fā)現(xiàn)樣品的三價(jià)砷和五價(jià)砷的色譜法保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜法的保留時(shí)間一致，如下圖3。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品中砷化合物出峰時(shí)間一致圖

2.3 線性范圍

配制系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，在濃度為0～100 μg∕l范圍內(nèi)，考查其線性試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，在0～100 μg∕l的濃度范圍內(nèi)，三價(jià)砷和五價(jià)砷的峰面積和濃度都具有好的線性關(guān)系。

因此，確定其線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍如表1、表2所示，檢出限（按S∕N=3計(jì)，其中S為靈敏度，N為基線噪音）為0.003 45 mg∕kg。

圖4 砷化物標(biāo)準(zhǔn)曲線線性圖

表1 三價(jià)砷的線性回歸方程

表2 五價(jià)砷的線性回歸方程

2.4 方法的重復(fù)性

連續(xù)稱取5份飼料1樣品，測定飼料1樣品中三價(jià)砷和五價(jià)砷的含量，計(jì)算飼料1樣品中三價(jià)砷和五價(jià)砷的含量變異系數(shù)（RSD）值，計(jì)算飼料1樣品中無機(jī)砷的總含量P（見表3）。

由表3可知：變異系數(shù)(RSD)值在1.0%～3.0%之間，符合RSD值＜5%的要求[8]，說明該方法的重復(fù)性很好。

表3 飼料1樣品中無機(jī)砷的總含量

2.5 方法的準(zhǔn)確度（回收率）

在3份質(zhì)量為1.0 g的飼料1樣品中各分別加入100、150、200 μl的 1 000 μg∕l三價(jià)砷和五價(jià)砷混標(biāo)，測定三價(jià)砷和五價(jià)砷的回收率（見表4、表5）。

表4 三價(jià)砷的回收率計(jì)算

表5 五價(jià)砷的回收率計(jì)算

由表4和表5可知：方法的回收率在92.3%～96.6.6%之間，基本符合相關(guān)文獻(xiàn)[9]中所提到的微量組分回收率要求在90%～110%之間，說明該方法的準(zhǔn)確度很好。

2.6 4種飼料樣品中無機(jī)砷總量的測定

在確定方法的可行性后，分別精密吸取4種飼料樣品的上清液100 μl，進(jìn)樣分析，得到各種飼料中三價(jià)砷和五價(jià)砷的含量，計(jì)算4種飼料樣品中無機(jī)砷的總含量P（見表6）。

表6 4種飼料樣品中無機(jī)砷的總含量(mg∕kg)

3 結(jié)論

本次試驗(yàn)建立液相串聯(lián)原子熒光光譜法（LCAFS）測定飼料中不同形態(tài)無機(jī)砷的含量的檢測方法。飼料經(jīng)0.15 mol∕l硝酸溶液提取后，以陰離子交換色譜柱為分析柱進(jìn)行分析測定。該方法操作簡便，定性確認(rèn)準(zhǔn)確，方法回收率為92.3%～96.6%，為飼料中無機(jī)砷含量檢測提供準(zhǔn)確可靠的檢測依據(jù)。