砷是一種有毒元素，在自然界中以不同的形態(tài)存在著，而其毒性大小強(qiáng)烈依賴于其在試樣中存在的化學(xué)形態(tài)，無(wú)機(jī)砷毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有機(jī)胂［1］。在自然環(huán)境中，砷主要以有毒無(wú)機(jī)砷的形式存在，而在有機(jī)體中，無(wú)機(jī)砷通過(guò)生物甲基化過(guò)程，在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒的有機(jī)胂形態(tài)［1］?，F(xiàn)代砷礦的開(kāi)采和熔煉、工業(yè)廢料的排放、含砷農(nóng)用化學(xué)品如殺蟲劑、除草劑等的使用導(dǎo)致了土壤等環(huán)境污染［2］，砷污染已成為非常嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。而小麥在生長(zhǎng)環(huán)境中比較容易吸收富集砷，其顆粒對(duì)砷的積累導(dǎo)致面粉成為人們攝入砷的重要途徑之一［3］，因此對(duì)人們的熱衷食品–方便面中砷形態(tài)及含量的檢測(cè)顯得*為重要［4］。

目前無(wú)機(jī)砷的測(cè)定方法主要有氫化物發(fā)生–原子熒光光度法和銀鹽法［5］，而砷多種價(jià)態(tài)或形態(tài)的檢測(cè)主要有高效液相色譜–等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法和高效液相色譜–原子熒光聯(lián)用法［1］，其中高效液相色譜–等離子體質(zhì)譜法操作復(fù)雜，成本昂貴［6］。筆者采用高效液相色譜–原子熒光聯(lián)用法對(duì)市售方便面中砷總量與砷形態(tài)含量進(jìn)行分析研究，該法靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、成本低、結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與試劑

高效液相色譜–原子熒光聯(lián)用儀：LC–AFS9780型，北京海光儀器公司；雙道原子熒光光度計(jì)：AFS–9780型，北京海光儀器公司；高壓輸液泵：P600型，北京萊伯泰科儀器公司；微控?cái)?shù)顯加熱板：EG37Aplus型，北京萊伯泰科有限公司；超聲波清洗器：SK5200HP型，上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司；真空泵：AP–01P型，天津奧特賽恩斯儀器有限公司；微孔濾膜：0.45μm，北京北化黎明膜分離技術(shù)有限責(zé)任公司；總砷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：100mg／L，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；砷形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(砷酸鹽、亞砷酸鹽、一甲基砷、二甲基砷)：一甲基砷以砷(As)計(jì)(25.1±0.8)μg／g，二甲基砷以砷(As)計(jì)(52.9±1.8)μg／g，砷酸根以砷(As)計(jì)(17.5±0.4)μg／g，亞砷酸根以砷(As)計(jì)(75.7±1.2)μg／g，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；鹽酸、硝酸、高氯酸：優(yōu)級(jí)純；硼氫化鉀、氫氧化鈉、硫脲、抗環(huán)血酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀：分析純；總砷分析用水為二次去離子水，砷形態(tài)分析用水為高純水；液相過(guò)濾用濾膜：0.22μm；預(yù)還原劑［硫脲–抗環(huán)血酸混合溶液(100g／L)］：稱取10g硫脲、10g抗壞血酸于100mL容量瓶中，用去離子水溶解并定容到100mL，配制成100g／L硫脲–抗壞血酸混合溶液；還原劑［硼氫化鉀(20g／L)–氫氧化鈉混合溶液(5g／L)］：稱取硼氫化鉀14.0g、氫氧化鈉2.5g用去離子水溶解，定容至500mL，混勻，備用；載流：10%鹽酸(體積分?jǐn)?shù))；流動(dòng)相：稱取0.8954g磷酸氫二鈉(Na2HPO4)、3.026g磷酸二氫鉀(KH2PO4)，溶解于500mL高純水中，調(diào)整pH值約為5.9，流動(dòng)相需經(jīng)0.45μm無(wú)機(jī)膜過(guò)濾，超聲脫氣后方可使用；總砷標(biāo)準(zhǔn)使用液(1μg／mL)：將100μg／mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液用去離子水逐級(jí)稀釋至1μg／mL，備用；砷形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)使用液(1μg／mL)：將4種高濃度砷形態(tài)儲(chǔ)備液分別用高純水稀釋至1μg／mL，備用。
1.2儀器工作條件

1.2.1原子熒光光譜儀(總砷)

光電倍增管負(fù)高壓：280V；砷空心陰*燈電流：75mA；原子化器高度：8.0mm；氬氣流量：載氣300mL／min，屏蔽氣800mL／min；蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速：80r／min；測(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式：峰面積；讀數(shù)時(shí)間：13s；延遲時(shí)間：3s；進(jìn)樣體積：1.5mL。

1.2.2高效液相色譜–原子熒光聯(lián)用儀(砷形態(tài))

光電倍增管負(fù)高壓：320V；砷空心陰*燈電流：80mA；原子化器高度：8.0mm；氬氣流量：載氣300mL／min，屏蔽氣800mL／min；蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速：60r／min；分離方式：等度分離。陰離子交換分析柱：PRP–X100型(250mm×4.1mm，10μm)，瑞士Hamilton公司；流動(dòng)相流量：1.00mL／min；測(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式：峰高；讀數(shù)時(shí)間：13s；延遲時(shí)間：3s；進(jìn)樣體積：100μL。

1.3樣品預(yù)處理

1.3.1樣品中總砷（濕法消解）

稱取研磨的方便面樣品粉末0.50g，置于50mL錐形瓶中，然后用硝酸–高氯酸(體積比為4∶1)混合酸10mL浸泡，放置過(guò)夜。次日置于電熱板上從低溫到高溫進(jìn)行加熱消解。若消解液處理至2mL左右時(shí)仍有未分解物質(zhì)或色澤較深，取下放冷，補(bǔ)加硝酸3～5mL，再消解至2mL左右觀察，如此反復(fù)兩三次，注意避免炭化，直至消解完全（消解液無(wú)色或淡黃色），繼續(xù)加熱趕酸至約2～3mL，冷卻，用去離子水轉(zhuǎn)入25mL容量瓶（或比色管）中，加入硫脲–抗壞血酸溶液2.5mL，定容至刻度，搖勻待測(cè)。同時(shí)做樣品空白。

1.3.2樣品中砷形態(tài)（稀酸熱浸提）［5］

稱取樣品粉末1.00g置于10mL聚丙烯離心管中，加入10mL0.15mol／LHNO3溶液，密閉。于90℃恒溫水浴箱中熱浸提2.5h，每隔30min振搖1min，使各種砷形態(tài)充分有效提取。提取完畢，取出冷卻至室溫，8000r／min離心15min，取上層清液，經(jīng)0.22μm有機(jī)濾膜過(guò)濾后，待測(cè)。

1.4標(biāo)準(zhǔn)工作曲線配制

1.4.1總砷

分別移取0，0.10，0.20，0.40，0.50，1.00mL1μg／mL的砷標(biāo)準(zhǔn)使用液于50mL容量瓶(或比色管)中，加入硫脲–抗壞血酸混合溶液5.0mL，濃鹽酸2.5mL，用去離子水定容至刻度，搖勻，備用(砷相應(yīng)濃度分別為0，2.00，4.00，8.00，10.00，20.00μg／L)。

1.4.2砷形態(tài)

用1μg／mL的砷形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，配制成一甲基砷、二甲基砷、砷酸根、亞砷酸根含量均為0，10，20，40，50μg／L的4種形態(tài)混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.5樣品測(cè)定

總砷：按1.2.1儀器條件，逐步將爐溫升至所需溫度后，預(yù)熱10～20min，輸入標(biāo)準(zhǔn)系列的數(shù)目及其濃度值、樣品溶液的重復(fù)測(cè)量次數(shù)、樣品稀釋倍數(shù)等。**連續(xù)用硝酸溶液(1+9)進(jìn)樣，待讀數(shù)穩(wěn)定之后，用標(biāo)準(zhǔn)空白溶液進(jìn)樣，自動(dòng)扣底，依次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列。測(cè)定樣品溶液之前，再次進(jìn)入樣品空白測(cè)定狀態(tài)，以樣品空白溶液進(jìn)樣并扣底，隨后依次測(cè)定樣品溶液。每測(cè)不同的試樣前都應(yīng)清洗進(jìn)樣器。砷形態(tài)：按1.2.2儀器條件，預(yù)熱10～20min，**用標(biāo)準(zhǔn)系列中的任意一點(diǎn)進(jìn)行組分設(shè)定，確定砷的4種組分，繼而進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，對(duì)4種組分的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行擬合，得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后測(cè)試樣品。

2結(jié)果與討論

2.1流動(dòng)相的選擇［7］

分別對(duì)磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨、磷酸氫二鈉和磷酸二氫鉀混合液作為流動(dòng)相進(jìn)行選擇。以10mmol／L磷酸二氫鈉溶液為流動(dòng)相，pH值為9.0進(jìn)行分離測(cè)定時(shí)，DMA和As(Ⅲ)信號(hào)強(qiáng)度低，分離效果良好；以15mmol／L磷酸二氫銨溶液為流動(dòng)相，pH值為9.0進(jìn)行分離測(cè)定時(shí)，砷各形態(tài)出峰時(shí)間長(zhǎng)，DMA和As(Ⅲ)信號(hào)強(qiáng)度低，分離效果差；以磷酸氫二鈉和磷酸二氫鉀混合液為流動(dòng)相，pH值為5.92進(jìn)行分離測(cè)定時(shí)，砷4種形態(tài)在6min內(nèi)完全分離，峰尖銳，且信號(hào)強(qiáng)度高，因此選擇磷酸氫二鈉和磷酸二氫鉀混合液作為流動(dòng)相。

2.2流動(dòng)相流量的選擇

流動(dòng)相的流量與分離柱的填料性質(zhì)、顆粒粒徑大小等有關(guān)，結(jié)合柱子類型與要求，在1.0～1.5mL／min流量之間選擇，從分析譜圖的分離效果、峰型等指標(biāo)來(lái)看，流量為1.0mL／min時(shí)4種砷形態(tài)的分離效果*好。

2.3樣品酸度的選擇

樣品采用0.15mol／L的硝酸溶液進(jìn)行提取，提取液pH值為1.8左右，PRP–X100陰離子交換柱在pH1～13之間均有較好的分離效果。由于提取液pH值處于色譜柱允許范圍的下限附近，筆者對(duì)提取液進(jìn)行了堿中和試驗(yàn)。當(dāng)加入微量的堿液時(shí)，提取液的pH值即發(fā)生很大的突躍，很難使pH值控制在6.0左右，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，直接對(duì)提取液進(jìn)行測(cè)試，分離效果和信號(hào)強(qiáng)度均良好，符合試驗(yàn)要求，因此無(wú)需將樣品溶液的pH值調(diào)節(jié)至中性。

2.4標(biāo)準(zhǔn)譜圖與線性方程

根據(jù)1.5總砷測(cè)定方法用原子熒光光度計(jì)測(cè)定總砷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，熒光

強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線回歸方程為：y=190.66x+8.8879，線性相關(guān)系數(shù)r=0.9998。按1.2.2色譜條件對(duì)濃度為100μg／L的砷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分離檢測(cè)，在6min之內(nèi)，As(Ⅲ)，

DMA，MMA，As(Ⅴ)依次出峰，實(shí)現(xiàn)完全分離，色譜圖見(jiàn)圖1。然后在標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定中，依次進(jìn)行砷形態(tài)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定，通過(guò)對(duì)砷形態(tài)熒光強(qiáng)度和質(zhì)量濃度進(jìn)行擬合得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程與相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表1。

2.5測(cè)量重復(fù)性

選取濃度為20μg／L的砷形態(tài)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)進(jìn)樣6次，以保留時(shí)間計(jì)算得到定性重復(fù)性小于0.5%，以出峰–峰高計(jì)算得到定量重復(fù)性小于5.0%，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

2.6樣品測(cè)定與加標(biāo)回收試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制后，在相同的儀器條件下進(jìn)行樣品測(cè)量，得到實(shí)際樣品中砷形態(tài)的分離譜圖（見(jiàn)圖2）。

由圖2可以看出，方便面中砷的主要形態(tài)為三價(jià)無(wú)機(jī)砷和五價(jià)無(wú)機(jī)砷，幾乎不含有機(jī)砷的形態(tài)，此測(cè)定結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道谷物類樣品中砷形態(tài)以無(wú)機(jī)砷為主相一致，同時(shí)在三價(jià)無(wú)機(jī)砷分離之前還檢測(cè)到峰信號(hào)，保留時(shí)間與之非常接近，說(shuō)明還存在一種未知的砷化合物，經(jīng)過(guò)和總砷含量比較證實(shí)，此砷化合物可能是一種砷糖，多存在于植物類物質(zhì)中，且毒性很弱，不會(huì)對(duì)人體構(gòu)成傷害。選取樣品1進(jìn)行砷主要形態(tài)的加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，砷主要形態(tài)的加標(biāo)回收率在84.2%～95.7%之間，回收率較好，說(shuō)明試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。利用原子熒光光度計(jì)測(cè)試樣品中總砷含量，并與砷主要形態(tài)含量之和進(jìn)行對(duì)比?？偵楹颗c砷主要形態(tài)含量見(jiàn)表4。通過(guò)對(duì)3個(gè)不同樣品的測(cè)量可知，樣品消解后測(cè)得的總砷含量略高于樣品中砷主要形態(tài)含量之和，經(jīng)過(guò)樣品中砷形態(tài)分析譜圖(圖2)分析得知，樣品中含有少量砷糖類有機(jī)砷物質(zhì)，由于無(wú)法定量檢測(cè)，沒(méi)有計(jì)算在總量砷的加和當(dāng)中。而樣品在氧化性很強(qiáng)的強(qiáng)酸中消解，所有的砷形態(tài)都轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)砷，故測(cè)定總砷時(shí)結(jié)果要高一些。

用該方法對(duì)市售不同品牌的方便面進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)機(jī)砷的含量均在0.02mg／kg之下。根據(jù)GB2762–2005《食品中污染物限量》中對(duì)食品中砷含量的規(guī)定，面粉中無(wú)機(jī)砷限量值為0.1mg／kg，所檢方便面中無(wú)機(jī)砷均未超標(biāo)。小麥中主要以無(wú)機(jī)砷形態(tài)存在，主要通過(guò)根部吸收土壤中砷而傳輸?shù)阶蚜＃孕←溕L(zhǎng)環(huán)境中的土壤、灌溉用水對(duì)其影響*大。在一些砷污染嚴(yán)重的地區(qū)，如工業(yè)區(qū)或采礦周邊地區(qū)，小麥中無(wú)機(jī)砷含量嚴(yán)重超標(biāo)，針對(duì)上述情況，建議相關(guān)部門加大監(jiān)管力度，減少甚至杜絕由于小麥砷污染而帶來(lái)的人身傷害。

3結(jié)語(yǔ)

利用原子熒光光譜技術(shù)測(cè)定了方便面中的總砷含量，并利用高效液相色譜–原子熒光聯(lián)用技術(shù)

對(duì)方便面中砷的主要形態(tài)進(jìn)行了分析。通過(guò)分析結(jié)果可以看出，方便面中主要含有*少量的無(wú)機(jī)砷形態(tài)，且都沒(méi)有超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由此說(shuō)明用稀酸、熱水浴浸提砷有效形態(tài)的方法有比較好的提取效率，此提取方法方便可行，可應(yīng)用于日常食品中砷形態(tài)的分析研究。