饲料添加剂硫酸镁中砷的检测方法探究

2018-04-16张仙琼何小华王韶辉

饲料博览 2018年3期

李芳，张仙琼，何小华，王韶辉，罗雄

（ 1.成都蜀星饲料有限公司，成都 611633；2.成都威艾盛动物营养有限公司，成都 611633）

镁是细胞内的主要阳离子，作为酶促反应的辅助因子参与机体内主要代谢途径，细胞外的镁对动物机体正常的神经传导、肌肉收缩和骨骼矿物元素沉积至关重要。医药上硫酸镁常作为泻药和抗惊厥药被广泛应用。在饲料添加剂行业中硫酸镁是最为重要的无机镁源之一，镁缺乏会导致动物生长受阻、神经过敏、惊厥甚至死亡。饲料添加剂硫酸镁的原料及生产工艺决定了产品中会残留、携带一定量的有毒有害物质，例如砷、铅、汞等。为更好的监控产品安全，本文根据GB32449-2015《饲料添加剂硫酸镁》中规定的砷的检测方法，即《饲料中总砷的测定》GB/T13079-2006中规定两种砷的检测方法进行比较验证。

1 材料与方法

1.1 试验试剂

试剂均为分析纯，特殊注明除外。水全部使用二级水。盐酸：分析纯。碘化钾溶液：称取15g溶于水，定容至100 mL。现用现配。无砷锌粒：3.0±0.2 mm。盐酸溶液：1∶1。盐酸（优级纯）溶液：5∶95。氢氧化钠（优级纯）溶液：5g·L-1。硼氢化钾溶液：20 g·L-1。称取20 g硼氢化钾，溶于1 000 mL 5 g·L-1的氢氧化钠溶液中。硫脲-抗坏血酸混合溶液：称取10 g硫脲，加80 mL水溶解，加入10 g抗坏血酸溶解后用水定容至100 mL。酸性氯化亚锡溶液：400 g·L-1。二乙胺基二硫代甲酸银（Ag-DDTC）-三乙胺-三氯甲烷吸收溶液：2.5 g·L-1。乙酸铅棉花。

砷标准溶液Ⅰ：1 mL溶液含砷（As）0.010 mg。移取1 mL砷标准溶液（1 mg·mL-1）置于100 mL容量瓶中，用水定容，摇匀即可。现用现配。

砷标准溶液Ⅱ：1 mL溶液含砷（As）0.1 μg。移取1 mL砷标准溶液Ⅰ，置于100 mL容量瓶中，定容，摇匀。该溶液现用现配。

砷标准溶液Ⅲ：1 mL溶液含砷（As）1 μg。移取10 mL砷标准溶液Ⅰ，置于100 mL容量瓶中，用水定容，摇匀即可。现用现配。

1.2 试验仪器

砷化氢发生及吸收装置。北京海光仪器公司AFS-3000半自动双道原子荧光光度计。该仪器对砷的检出限为＜0.1 μg·L-1精密度RSD＜0.7%。上海分析仪器厂751-GW紫外分光光度计。

1.3 样品来源

成都蜀星饲料有限公司原料留样。

1.4 试验方法及步骤

1.4.1 银盐法

银盐法原理是样品加酸溶解后，使砷呈离子状态，经碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原为三价砷，然后被锌粒和酸产生的新生态氢还原为砷化氢，在密闭装置中，被二乙胺基二硫代甲酸银的三氯甲烷溶液吸收，形成银溶胶，其颜色与砷含量正相关，用分光光度计比色测定。具体步骤参考《饲料中总砷的测定》GB/T13079-2006。

1.3.2 氢化物原子荧光光度法

该方法的原理是样品加酸溶解后，加入硫脲与抗坏血酸混合溶液将砷预还原为三价砷，加入硼氢化钾使其生成砷化氢，由氩气载入石英原子化器中分解为原子态砷，其在砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度与砷含量正相关，参照标准系列确定样品中砷含量。具体步骤参考《饲料中总砷的测定》GB/T13079-2006和文献报道以及AFS3000说明书中规定的具体要求。此外，还借鉴了《食品安全国家标准食品添加剂硫酸铜》GB29210-2012和《电镀用硫酸铜》HG/T3592-2010中规定砷的检测方法。

2 结果与分析

2.1 银盐法

2.1.1 标准曲线

标准曲线的绘制参照GB/T13079-2006《饲料中总砷的测定》中规定的方法完成，结果见表1和图1。

表1 标准液检测结果

图1 银盐法标准曲线

由表1和图1可知，银盐法检测砷含量为0.00～6.00 μg时，其吸光度与含量呈良好线性关系，r=0.999 9，回归方程为y=0.035x-0.000 6。

2.1.2 样品检测结果

4个样品，分别做两个平行，检测结果见表2。

由表2可知，银盐法检测样品的平行间绝对差极小，重复性良好，符合检测结果规定。

2.1.3 样品加标回收率

两个样品分别称取3个平行样，其中两个分别加入砷2 μg，其余步骤同样品检测。重新做标准曲线，标准曲线见图2，检测结果见表3。

图2再次验证了银盐法的标准曲线线性关系良好。由表3可知，银盐法的回收率差异较大，其原因还不得而知，需进一步探究。

表2 样品检测结果

图2 标准曲线图

2.2 氢化物原子荧光法

2.2.1 标准曲线

标准曲线的绘制参照GB/T13079-2006《饲料中总砷的测定》中规定的方法完成，结果见表4和图3。

由表4和图3可知，采用氢化物原子荧光法检测砷含量，砷浓度在0～8 ng·mL-1时，其荧光强度与浓度呈良好线性关系，r=0.999 9，回归方程为y=158.0x+7.323。

表3 银盐法回收率结果

表4 原子荧光法标准曲线荧光度结果

2.2.2 样品检测以及回收率结果

4个样品，分别做3个平行，其中5、6号样品增加两份做加标回收实验，即分别加入2 mL标准溶液（0.1 μg·mL-1），检测结果见表5。

图3 氢化物原子荧光法标准曲线图

由表5可知，氢化物原子荧光法检测平行样RSD极小，表明该方法的精确度好；加标回收率94.34%～97.98%，表明该方法的准确度较好。

表5 氢化物原子荧光法检测结果与回收率

3 结论

3.1 银盐法

通过试验表明银盐法具有线性良好、线性范围宽、检出限良好等特点，可以避免砷斑法目测时人为误差及砷斑法对于时间的敏感性；但该方法操作步骤较为复杂，对环境条件要求较高，试验过程中使用的三氯甲烷和反应生成的砷化氢均属于有毒有害物质，因而试验全程需在通风橱中进行，操作极为不便，且对试验人员身体健康存在较大威胁。

3.2 氢化物原子荧光法

试验表明氢化物原子荧光法具有线性极佳、加标回收率良好、检出限量好且极低等特点，表明该方法的准确度与精确度很高。此外，大量文献报道表明氢化物原子荧光法简化了砷测定步骤，缩短了检验时间，具有灵敏度高，稳定性高等优点[1-2]。氢化物原子荧光法试验过程中无需使用三氯甲烷，且无易挥发的砷化氢等有毒有害物质生成，该方法更加环保绿色安全，对检验员有较好的保护作用。

4 注意事项

4.1 银盐法

银盐法容易受到温度、光照等自然条件干扰，另外砷化氢发生器的气密性以及乙酸铅棉花塞的松紧都有可能影响到检测结果，因而该方法对试验操作人员素质要求较高[3-4]。为了保证银盐法精准度，试验过程中需注意以下事项：试验环境温度应尽可能保持一致，重复试验间温差不宜过大；砷化氢与二乙胺基二硫代甲酸银生成银胶的过程应避光进行；反应完成后应尽快检测；试验所用器皿（比色皿除外）经常清洗后，均应用浓硫酸溶液煮沸＞10 min，然后用重蒸水浸泡清洗＞3遍；比色皿经严格清洗后用乙醇浸泡超声10 min，用重蒸水冲洗3～5遍。