砷是卷煙中毒性較大的有害元素之一，卷煙的主要原料煙葉、輔助材料和加工過程都有可能引入一定量的砷元素，消費(fèi)者在抽吸卷煙時，因濾嘴直接接觸嘴唇，濾嘴及接裝紙中的砷會通過口腔進(jìn)入體內(nèi)。煙絲中的砷則通過煙氣進(jìn)入人體。如果卷煙中的砷含量過高，會對人體造成危害。砷已被列在煙草制品的成分披露和管制名單中。準(zhǔn)確測定卷煙中的砷元素含量有助于指導(dǎo)低危害卷煙的研發(fā)和提高卷煙的吸食安全性。

　　目前檢測砷的方法主要有原子熒光法[1–6]、分光光度法[7]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法[8–9]、等離子體質(zhì)譜法[10]、原子吸收光譜法[11–12]等。分光光度法等化學(xué)方法操作繁瑣、方法靈敏度低;原子吸收光譜法有基體干擾;電感耦合等離子體質(zhì)譜法及等離子體原子發(fā)射光譜法儀器昂貴、分析成本高。氫化物發(fā)生– 原子熒光光譜法是一種高效率、低成本分析方法，方法靈敏度高、干擾少、線性范圍寬和分析速度快，是目前測定砷常用的方法。

　　微波消解法利用微波加熱封閉容器中的消解液和試樣，在高溫增壓條件下使樣品快速濕法消化，具有消解效果好、快速及樣品損失少、低空白等優(yōu)點[3–6]。筆者采用硝酸– 過氧化氫消化體系消解處理卷煙樣品、原子熒光法測定樣品溶液中的砷，取得了滿意結(jié)果。

　　1. 實驗部分

　　1.1主要儀器與試劑

　　雙道原子熒光光譜儀：AFS–2202a 型，北京海光儀器公司;空心陰*燈：配有計算機(jī)處理系統(tǒng)和和砷空心陰*燈，北京有色金屬研究院;微波消解儀：MARS–5 型，美國CEM 公司;水純化系統(tǒng)：美國Millipore 公司;硝酸、過氧化氫、鹽酸：優(yōu)級純硼氫化鉀溶液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%，稱取3.0 g 硼氫化鉀，溶于200 mL 0.5% 的氫氧化鉀溶液中，搖勻，現(xiàn)用現(xiàn)配;5%硫脲–5%抗壞血酸混合液：稱取5.0 g 硫脲、5.0 g 抗壞血酸于150 mL 燒杯中，加人100 mL 高純水溶解，現(xiàn)用現(xiàn)配;砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液：100 μg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心;所有玻璃器具每次使用前于10% 硝酸溶液中浸泡24 h 以上，用高純水洗凈，除特殊說明外，所用試劑均為分析純;實驗用水為高純水。

　　1.2儀器工作條件

　　儀器工作條件見表1。

　　1.3實驗方法

　　1.3.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

　　用5% 硝酸將100 μg/mL 砷標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋成100 ng/mL 砷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。準(zhǔn)確吸取砷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0.00，1.00，2.00，5.00，10.00，20.00，40.00mL 分別加入100 mL 容量瓶中，各加人15%的鹽酸30 mL，5% 硫脲–5% 抗壞血酸混合液10 mL，用高純水定容，制得濃度依次為0.0，1.0，2.0，5.0，10.0，20.0，40.0 ng/mL 砷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，待測。

　　1.3.2樣品前處

　　將卷煙樣品按煙絲、過濾材料、接裝紙拆分，分別剪碎，各自混勻，之后再分別稱取0.2000 g 置于微波消解罐中，加入5 mL 硝酸，蓋上小漏斗放置過夜。次日分批緩慢加入2 mL 過氧化氫，蓋上消解罐蓋，置于微波消解儀中，按表2 的升溫程序進(jìn)行微波消解。消解結(jié)束后，取出消解罐，冷卻至室溫，慢慢打開蓋子，加熱驅(qū)趕余酸至近干，用水將內(nèi)容物移入20 mL 比色管中，用超純水反復(fù)洗滌消解罐，并且將洗滌液一并加入比色管中，加人2 mL 硫脲– 抗壞血酸混合液，用10% 鹽酸溶液定容至刻度，搖勻，得到待測樣品處理液，同時做試劑空白試驗。

　　1.3.3樣品測定

　　將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液、樣品空白和樣品溶液在1.2儀器工作條件下進(jìn)行測定。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1儀器測定條件

　　2.1.1燈電流和負(fù)高壓

　　燈電流的大小與檢出信號強(qiáng)度密切相關(guān)，燈電流過小，信號強(qiáng)度低，靈敏度差;燈電流增大，靈敏度則隨之增大，但燈電流過大影響燈的使用壽命。實驗選擇燈電流為80 mA。

　　儀器的靈敏度與負(fù)高壓正相關(guān)。負(fù)高壓增高時噪聲也會增。300 V 的負(fù)高壓可以滿足分析要求。2.1.2原子化器高度原子化器高度偏低時，光源射到石英爐火焰口的反射光過強(qiáng)，使空白熒光強(qiáng)度較高，導(dǎo)致檢出限增大;原子化器高度偏高時，靈敏度和測定精度均降低，原子化器高度以8 mm 為宜。

　　2.1.3載氣流速

　　載氣流速影響熒光強(qiáng)度和背景信號，載氣流速與熒光信號成反比。隨著載氣流速減小，熒光強(qiáng)度和信噪比增大。若載氣流速過小，氫– 氬火焰不穩(wěn)定，測定結(jié)果的重現(xiàn)性差。經(jīng)試驗選擇載氣流速為400 mL/min。

　　2.1.4硼氫化鉀用量

　　硼氫化鉀是還原劑和氬氫焰的氫氣來源，其用量影響氫化物生成速率和氬氫焰的質(zhì)量，對測定結(jié)果影響較大。當(dāng)硼氫化鉀溶液濃度減小時，氬氫焰也變小，引起的噪聲減小，信噪比得到改善。但其用量過小時，還原高價砷能力減弱，靈敏度下降。實驗采用1.5% 的硼氫化鉀溶液。

　　2.1.5樣品溶液酸度

　　溶液中的砷還原成原子態(tài)時需要適當(dāng)?shù)乃岫龋话氵x用鹽酸。試驗發(fā)現(xiàn)鹽酸的體積分?jǐn)?shù)在8%～15%范圍內(nèi)，熒光強(qiáng)度較穩(wěn)定，靈敏度較高。因此實驗選用10%的鹽酸。

　　2.2微波消解條件

　　樣品先加入濃硝酸浸泡過夜，再加入過氧化氫，以防加熱時反應(yīng)過于激烈。試驗結(jié)果表明，采用程序升溫微波消解樣品，消解較為完全。微波消解樣品時，消解功率和消解時間對消解效果影響較大。有機(jī)物含量較高的樣品分解時會產(chǎn)生氣體，使消解罐內(nèi)壓力增大，可進(jìn)一步加速樣品的分解。同時應(yīng)注意因消解罐內(nèi)壓力增大對操作安全性的影響。試驗確定的微波消解條件見表2。

　　2.3共存離子干擾及消除

　　在硼氫化鉀的質(zhì)量濃度為15 g/L 時，對于10ng/mL 的砷，100 倍的Cu，20 倍的Pb，10 倍的Sb，30 倍的Sn，100 倍的Zn 未見明顯干擾。高濃度的以上離子可用硫脲– 抗壞血酸混合溶液掩蔽。

　　2.4工作曲線及方法檢出限

　　對1.3.1 中的砷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液分別進(jìn)行熒光強(qiáng)度測定，以砷濃度(x) 為橫坐標(biāo)、熒光強(qiáng)

　　度(y) 為縱坐標(biāo)繪制工作曲線，得曲線方程為y=330.16x+5×10–13，線性范圍為0～40 ng/mL，線性相關(guān)系數(shù)大于0.999。在實驗條件下，對試劑空白溶液連續(xù)進(jìn)行l(wèi)1 次熒光強(qiáng)度的測定，用3 倍標(biāo)準(zhǔn)空白熒光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率得出方法的檢出限，經(jīng)計算儀器的檢出限為0.01 ng/mL。若取樣量為0.200 g，定容體積為20 mL，則方法檢出限為1 ng/g。

　　2.5方法可靠性驗證

　　由于卷煙尚無國家標(biāo)準(zhǔn)樣品，而茶葉與煙葉的存在形態(tài)相似，消解時行為一致，故選用茶葉和灌木枝葉標(biāo)準(zhǔn)樣品來驗證本方法的可靠性。將茶葉標(biāo)準(zhǔn)樣品[GBW 07605，砷含量標(biāo)準(zhǔn)值(0.28±0.04)mg/kg]、灌木枝葉標(biāo)準(zhǔn)樣品[GBW 07603，砷含量標(biāo)準(zhǔn)值(1.25±0.15) mg/kg)] 分別平行測定3 次，測定平均值分別為0.278，1.23 mg/kg，測定值與標(biāo)準(zhǔn)值相符，表明本法可行。

　　2.6回收率和精密度試驗

　　在已知含量的樣品中分別加入砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)消解后測定，計算回收率，根據(jù)5 次平行重復(fù)測定結(jié)果計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3。由表3 可知，樣品的加標(biāo)回收率為92%～102%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于4%。

　　3結(jié)語

　　采用微波消解– 原子熒光光譜法測定卷煙樣品

　　中的砷，方法快速便捷，試劑用量少，分析流程簡單，檢出限低，加標(biāo)回收率高，精密度好。用該方法測定茶葉等國家標(biāo)準(zhǔn)樣品中砷的檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符。該方法可用于卷煙樣品中砷的測定。