元素砷在自然环境中极少,因其不溶于水,故无毒,但极易氧化为有毒的三氧化二砷(即砒霜)。砷的化合物在自然环境中广泛存在,对食品的污染常见的有:含砷农药的使用,如砷酸铅、砷酸钙、亚砷酸钠和三氧化三砷等,应用这些农药喷洒作物距收获期太近,就会残留较多的含砷农药;食品加工时,当使用一些含砷的化学物质做原料,如葡萄糖、食用色素或其他添加剂时,由于原料污染了砷,使所加工的食品也受到不同程度的污染;环境砷污染也会造成对食品的污染,如砷矿的开采和熔炼、含砷农药的生产和用砷化物做原料的玻璃(脱色)、皮毛(脱毛)、木材(防腐)、颜料、制药等工矿企业排出的工业“三废”,常含有大量的砷。含砷“三废”向环境排放,引起食品污染,尤其水生生物、海洋甲壳纲动物对砷有很强的浓集能力,可浓缩水体的砷高达3300倍。在各种食品中,发现海产食品中总砷含量高,但主要是低毒的有机砷,剧毒的无机砷含量较低。
(一)原理(银益法)
样品经消化后,经碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原为三价砷,然后与锌粒和酸产生的新生态氢生成砷化氢,经银盐溶液吸收后,形成红色胶态物,与标准系列比较定量。
(二)试剂
(1)硝酸。
(2)硫酸。
(3)盐酸。
(4)硝酸+高氯酸混合液(4+1):量取80mL硝酸,加20mL高氯酸,混匀。
(5)硝酸镁溶液(150g/L):称取15g硝酸镁[Mg(NO3)2·6H2O]溶于水中,并稀释至100mL。
(6)氧化镁。
(7)碘化钾溶液(150g/L):贮存于棕色瓶中。
(8)酸性氯化亚锡溶液:称取40.0g氯化亚锡(SnCl2·2H2O),加盐酸溶解并稀释至100.0mL,加入数颗金属锡粒。
(9)盐酸溶液(1+1):量取50mL盐酸,小心倒入50mL水中,混匀。
(10)乙酸铅溶液(100g/L)。
(11)乙酸铅棉花:用100g/L乙酸铅溶液浸透脱脂棉后,压除多余溶液,并使其疏松,在100℃以下干燥后,贮于玻璃瓶中。
(12)氢氧化钠溶液(200g/L)。
(13)硫酸溶液(6+94):量取6.0mL硫酸,小心倒入94mL水中,混匀。
(14)二乙氨基二硫代甲酸银-三乙醇胺-三氯甲烷溶液:称取0.25g二乙氨基二硫代甲酸银[(C2H5)2NCS2Ag]置于乳钵中,加少量三乙醇胺研磨,移入100mL量筒中,再用三氯甲烷稀释至100mL,放置过夜。滤入棕色瓶贮存。
(15)砷标准储备溶液:准确称取0.1320g在硫酸干燥器中干燥过(或在100℃干燥2h)的三氧化二砷,加5mL氢氧化钠溶液(200g/L)使其溶解,加25mL硫酸(6+94),移入1000mL容量瓶中,加新煮沸冷却的水稀释至刻度,储存于棕色瓶中。此溶液每毫升相当于0.10mg砷。
(16)砷标准使用液:吸取1.0mL砷标准溶液,置于100mL容量瓶中,加1mL硫酸(6+94)溶液,加水稀释到刻度,此溶液每毫升相当于1.0μg砷。
(三)操作方法
1.样品消化
(1)硝酸-高氯酸-硫酸法
①粮食、粉丝、粉条、豆干制品、糕点、茶叶等及其他含水分少的固体食品:称取5.00g或10.00g的粉碎样品,置于250~500mL定氮瓶中,先加少许水使其湿润,加数粒玻璃珠、10~15mL硝酸-高氯酸混合液,放置片刻,小火缓缓加热,待作用缓和后,放冷。沿瓶壁加入5mL或10mL硫酸,再加热,至瓶中液体开始变成棕色时,不断沿瓶壁滴加硝酸-高氯酸混合液至有机质分解完全。加大火力,至产生白烟,溶液应澄明无色或微带黄色,放冷。在操作过程中应注意防止爆炸。再加20mL水煮沸,除去残余的硝酸至产生白烟为止,如此处理两次,放冷。将冷后的溶液移入50mL或100mL容量瓶中,用水洗涤定氮瓶,洗液并入容量瓶中,放冷,加水到刻度,混匀。定容后的溶液每10mL相当于1g样品,相当加入硫酸量1mL。取与消化样品相同量的硝酸-高氯酸合液和硫酸,按同一方法做试剂空白试验。
②蔬菜、水果:称取25.00g或50.00g洗净打成匀浆的样品置于250~500mL定氮瓶中,加数粒玻璃珠、10~15mL硝酸-高氯酸混合液,以下按粮食等样品自“放置片刻”起依法操作,但定容后的溶液每10mL相当于5g样品,相当于加入硫酸量1mL。(www.xing528.com)
③酱、酱油、醋、冷饮、豆腐、腐乳、酱腌菜等:称取10.00g或20.00g样品(或吸取10.00mL或20.00mL液体样品)置于250~500mL定氮瓶中,加数粒玻璃珠、5~15mL硝酸-高氯酸混合液。以下按粮食等样品自“放置片刻”起依法操作,但定容后的溶液每10mL相当于2g或2mL样品。
④含乙醇饮料或含二氧化碳饮料:吸取10.00mL或20.00mL样品,置于250~500mL定氮瓶中,加数粒玻璃珠,先用小火加热除去乙醇或二氧化碳,再加5~10mL硝酸-高氯酸混合液,混匀后,以下按粮食等样品自“放置片刻”起依法操作,但定容后的溶液每10mL相当于2mL样品。
吸取5~10mL水代替样品,加与消化样品相同量的硝酸-高氯酸混合液和硫酸,按相同操作方法做试剂空白实验。
⑤含糖量高的食品:称取5.00g或10.00g样品于250~500mL定氮瓶中,先加少许水再加数粒玻璃珠、5~10mL硝酸-高氯酸混合液混合后,摇匀。缓缓加入5mL或10mL硫酸,待作用缓和后,用小火缓缓加热,不断沿瓶壁补加硝酸-高氯酸混合液,待泡沫全部消失后,再加大火力,至有机质分解完全,发生白烟,溶液应澄明无色或微带黄色,放冷。以下按粮食等样品自“加20mL水煮沸”起依法操作。
⑥水产品:取可食部分样品捣成匀浆,称取5.00g或10.00g(海产藻类、贝类可适当减少取样量)样品于250~500mL定氮瓶中,加数粒玻璃珠、5~10mL硝酸-高氯酸混合液混合后,以下按粮食等样品自“沿瓶壁加5mL或10mL硫酸”起依法操作。
(2)硝酸-硫酸法。以硝酸代替硝酸-高氯酸混合液如上(1)进行操作。
(3)灰化法。
①粮食、茶叶及其他含水分少的食品:称取5.00g磨碎样品,置于坩埚中,加1g氧化镁及10mL硝酸镁溶液,混匀,浸泡4h。于低温或置水浴锅上蒸干。用小火炭化至无烟后移入马弗炉中加热至550℃。灼烧3~4h,冷却后取出。加5mL水,用细玻棒搅拌,再用少量水洗下玻棒上附着的灰分至坩埚内。放水浴上蒸干后移入高温炉550℃灰化2h,冷却后取出。
加5mL水,再慢慢加入10mL盐酸溶液(1+1),然后将溶液移入50mL容量瓶中。再用盐酸溶液(1+1)将坩埚洗涤3次,每次5mL,再用水洗涤3次,每次5mL,洗液均并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀。定容后的溶液每10mL相当于1g样品,其加入盐酸量(中和需要量除外)不少于1.5mL。全量供银盐法测定时,不必再加盐酸。
按同一操作方法做试剂空白试验。
②植物油:称取5.00g样品置于50mL瓷坩埚中,加10g硝酸镁,再在上面覆盖2g氧化镁,小火加热至刚冒烟,立即将坩埚取下,以防内容物溢出,待烟小后,再加热至炭化完全。将坩埚移至马弗炉中,550℃以下灼烧至灰化完全,冷后取出。加5mL水,再缓缓加入15mL盐酸(1+1),然后将溶液移入50mL容量瓶中,坩埚用盐酸(1+1)洗涤5次,每次5mL,洗液均并入容量瓶中,加盐酸(1+1)至刻度,混匀。定容后的溶液每10mL相当于1g样品,相当于加入盐酸量(中和需要量除外)1.5mL。
按同一操作方法做试剂空白试验。
③水产品:取可食部分样品捣成匀浆,称取5.00g置于坩埚中,加1g氧化镁及10mL硝酸镁溶液,混匀,浸泡4h。以下按灰化法中粮食等样品自“于低温或置水浴锅上蒸干”起依法操作。
2.测定
(1)用湿法消化液测定:吸取一定量的消化后的定容溶液(相当于5g样品)及同量的试剂空白液,分别置于150mL锥形瓶中,补加硫酸至总量为5mL,加水至50~55mL。
吸取0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL砷标准使用液(相当于0、2、4、6、8、10μg砷),分别置于150mL锥形瓶中,加水至40mL,再加10mL硫酸(1+1)。于样品消化液、试剂空白液及砷标准使用液中各加入3mL碘化钾溶液(150g/L)、0.5mL酸性氯化亚锡溶液,混匀,静置15min。各加入3g锌粒,立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管,并使管尖插入盛有4mL银盐溶液的离心管中的液面下,在常温下反应45min后,取下离心管,加三氯甲烷补足4mL。用1cm比色杯,以零管调节零点,于波长520nm处测吸光度,绘制标准曲线。
(2)用灰化法消化液测定:取灰化法消化液及试剂空白液分别置于150mL锥形瓶中。吸取0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL砷标准使用液(相当于0、2、4、6、8、10μg砷),分别置于150mL锥形瓶中,加水至43.5mL,再加6.5mL盐酸。以下按(1)自“于样品消化液”起依法操作。
(四)计算
式中:X——样品中砷的含量(mg/kg或mg/L);
m1——测定用样品消化液中砷的含量(μg);
m2——试剂空白液中砷的含量(μg);
A——样品质量(体积)[g(mL)];
V1——样品消化液的总体积(mL);
V2——测定用样品消化液的体积(mL)。
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