CN114235516A - 一种沸石粉中总砷含量的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沸石粉中总砷含量的检测方法，该方法包括以下步骤：1)称取沸石粉样品，并加入双氧水，之后进行加热；2)加入盐酸溶液，并继续加热；3)加入硫脲‑抗坏血酸溶液，之后静置反应；4)反应结束后定容，之后过滤得到待测液；5)在原子荧光光谱仪上检测待测液中的砷含量，经计算得到沸石粉样品中的总砷含量。与现有技术相比，本发明对沸石粉中的砷提取更完全，并减少了样品中砷元素的挥发损失，具有更准确、更简便、更安全、更高效的优势。
Description
技术领域
本发明属于沸石粉检测技术领域，涉及一种沸石粉中总砷含量的检测方法。
背景技术
沸石粉是一类由天然沸石研磨成粉末而制成的具有多种用途的硅铝酸盐类的粉末，其具有多种多样的用途，现在被广泛应用于工业、农业、国防等领域。沸石粉在饲料领域可以作为饲料添加剂、改良剂、预混料载体等使用。
将沸石粉添加到饲料中，可以补充部分微量元素，减少畜禽和水产品的发病率，促进生长发育。由于沸石粉具有独特的吸附作用，能吸氨固氮，增加营养物质在消化道中的停留时间，同时还可以吸附部分肠道有害物质，改善消化机能，促进增产增重。
然而，也正是由于其独特的结构和吸附作用，沸石粉中也容易吸附各种形态的砷。而无机砷具有较大的毒性，若沸石粉中的砷超标，将会对动物的饲养产生不良的影响。为了预防沸石粉中砷超标的情况，准确地检测沸石粉中的砷含量就尤为重要。
目前对沸石粉中砷含量检测的方法主要有以下几种：
1、盐酸直接提取-银盐法或原子荧光检测——《GB/T 13079-2006饲料中总砷的测定》。该传统的盐酸提取法存在无法完全提取沸石粉中砷的缺陷，导致检测的结果偏低。
2、微波消解-电感耦合等离子体质谱法检测——《沸石粉中总砷含量的测定方法》(CN111855352A)。该方法使用微波消解-电感耦合等离子体质谱，虽然可以快速准确地检测沸石粉中的砷含量，但是存在设备昂贵、检测成本高的问题。
3、混合酸消解-银盐法或原子荧光检测——《一种沸石粉中总砷含量的测定方法》(CN111855351A)。该方法使用混合酸消解或者微波消解配合原子荧光法，也是一种较好的检测沸石粉中砷含量的方法，但是同样存在微波消解仪较为昂贵的问题，且由于在前处理中使用了硝酸，需要增加赶酸的步骤以将硝酸去除，否则会影响原子荧光光谱仪的检测。因此，使用该方法时，若硝酸去除不完全，会导致后续检测中检测结果偏低的情况，具有一定的检测风险，并且使用混合酸消解时需要浸泡过夜，前处理过程费时费力。同时，由于赶酸的步骤经常会使用较高的温度长时间处理样品，也容易导致样品中砷的流失。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速、准确、稳定的沸石粉中总砷含量的检测方法，以克服现有的沸石粉中总砷含量检测方法存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种沸石粉中总砷含量的检测方法，该方法包括以下步骤：
1)称取沸石粉样品，并加入双氧水，之后进行加热；
2)加入盐酸溶液，并继续加热；
3)加入硫脲-抗坏血酸溶液，之后静置反应；
4)反应结束后定容，之后过滤得到待测液；
5)在原子荧光光谱仪上检测待测液中的砷含量，经计算得到沸石粉样品中的总砷含量。
进一步地，步骤1)中，所述的沸石粉样品的称取量为0.5-1.0g。
进一步地，步骤1)中，所述的双氧水的浓度为25-35wt％，加入量为5-10mL。
进一步地，步骤1)中，加热温度为125-145℃，加热至近干。
进一步地，步骤2)中，所述的盐酸溶液的浓度为4-8mol/L，加入量为8-12mL。
进一步地，步骤2)中，趁热加入盐酸溶液，继续加热的温度为125-145℃，时间为20-40min。
进一步地，步骤3)中，所述的硫脲-抗坏血酸溶液中，硫脲的浓度为80-120g/L，抗坏血酸的浓度为80-120g/L，所述的硫脲-抗坏血酸溶液的加入量为8-12mL。
进一步地，步骤3)中，静置反应的时间为25-35min。
进一步地，步骤5)中，用盐酸溶液对待测液进行稀释后再上机检测。
进一步地，沸石粉样品中的总砷含量计算公式为：
其中，
X为沸石粉样品中的总砷含量，单位为mg/kg；
C为上机待测液中的砷含量，单位为ng/mL；
V为定容体积，单位为mL；
f为上机待测液的稀释倍数；
m为沸石粉样品的称取量，单位为g。
本发明先称取适量的沸石粉样品，并使用双氧水对样品进行预处理；之后使用盐酸溶液对预处理后的样品进行提取；再利用硫脲-抗坏血酸溶液与提取后溶液进行反应，之后定容过滤得到待测液；最后使用原子荧光光谱仪检测待测液中的砷含量，并根据计算公式进行结果计算。若样品中砷含量较高，可用盐酸溶液对待测液进行稀释后再上机检测。
其中，硫脲-抗坏血酸溶液的作用是将提取后溶液中的5价砷还原成3价砷，以利于后续采用常规操作在原子荧光光谱仪上进行原子荧光检测总砷含量时，3价砷与硼氢化钠溶液在酸性条件下生成砷化氢气体。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)通过双氧水对沸石粉样品进行预处理，由于双氧水具有较强的氧化性，可以破坏沸石粉中主要存在的铁型砷(Fe-As)、铝型砷(Al-As)等结构(无机砷与沸石粉中铁、铝等氧化物结合而形成)的稳定性，使得沸石粉中的砷更容易被提取，从而提高了后续使用盐酸进行提取时的提取效果。
2)由于在酸性条件下双氧水的主要成分H2O2会快速地分解成氧气和水，不会有残留，不会对后续的原子荧光检测产生影响。
3)本发明毋须泡酸，也毋须赶酸以去除具有氧化性的硝酸，因而可以极大地节约检测的时间。
4)通过与现有的各检测方法进行实验对比，发现本发明方法检测的砷含量最高，这主要是由于砷的化合物都是沸点较低的化合物，在赶酸过程中由于较长时间高温加热样品，易导致样品中砷的损失，而本发明避免长时间高温加热样品，进而减少了砷的损失。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例中未注明具体条件，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提供了一种沸石粉中总砷含量的检测方法，该方法包括以下步骤：
1)称取沸石粉样品，并加入双氧水，之后进行加热；
2)加入盐酸溶液，并继续加热；
3)加入硫脲-抗坏血酸溶液，之后静置反应；
4)反应结束后定容，之后过滤得到待测液；
5)在原子荧光光谱仪上检测待测液中的砷含量，经计算得到沸石粉样品中的总砷含量。
步骤1)中，沸石粉样品的称取量为0.5-1.0g。双氧水的浓度为25-35wt％，加入量为5-10mL。加热温度为125-145℃，加热至近干。
步骤2)中，盐酸溶液的浓度为4-8mol/L，加入量为8-12mL。趁热加入盐酸溶液，继续加热的温度为125-145℃，时间为20-40min。
步骤3)中，硫脲-抗坏血酸溶液中，硫脲的浓度为80-120g/L，抗坏血酸的浓度为80-120g/L，硫脲-抗坏血酸溶液的加入量为8-12mL。静置反应的时间为25-35min。
若直接用待测液上机检测，出现含量较高超出曲线的问题，则可使用4-8moL/L的盐酸溶液对待测液稀释后再上机检测。
沸石粉样品中的总砷含量计算公式为：
其中，
X为沸石粉样品中的总砷含量，单位为mg/kg；
C为上机待测液中的砷含量，单位为ng/mL；
V为定容体积，单位为mL；
f为上机待测液的稀释倍数；
m为沸石粉样品的称取量，单位为g。
实施例1：
本实施例中，检测沸石粉中总砷含量所使用的仪器如下：
原子荧光光谱仪，电子天平(精确至0.1mg)，可控温电热板，实验室常规玻璃器皿。
检测方法具体操作步骤如下：
1、称取0.5g沸石粉样品于烧杯中，同时取一空烧杯为空白对照，与样品相同处理；
2、烧杯中加入5mL的30wt％双氧水；
3、将烧杯中的混合物于145℃加热至近干；
4、趁热加入10mL的6mol/L盐酸溶液；
5、继续加热20min后，将烧杯从电热板上取下，立即加入10mL硫脲-抗坏血酸溶液(分别称取10g抗坏血酸和10g硫脲，溶解于100mL水中，配制得到硫脲-抗坏血酸溶液)，静置反应30分钟后，用水在容量瓶中定容，过滤后为待测液；
6、于原子荧光光谱仪上检测待测液中总砷的含量。
计算公式为：
其中，
X为沸石粉样品中的总砷含量，单位为mg/kg；
C为上机待测液中的砷含量，单位为ng/mL；
V为定容体积，单位为mL；
f为上机待测液的稀释倍数；
m为沸石粉样品的称取量，单位为g。
实施例2：
本实施例中，检测沸石粉中总砷含量的具体操作步骤如下：
1、称取1g沸石粉样品于烧杯中，同时取一空烧杯为空白对照，与样品相同处理；
2、烧杯中加入10mL的30wt％双氧水；
3、将烧杯中的混合物125℃加热至近干；
4、趁热加入10mL的8mol/L盐酸溶液；
5、继续加热30min后，将烧杯从电热板上取下，立即加入10mL硫脲-抗坏血酸溶液(分别称取10g抗坏血酸和10g硫脲，溶解于100mL水中，配制得到硫脲-抗坏血酸溶液)，静置反应30分钟后，用水在容量瓶中定容，过滤后为待测液；
6、于原子荧光光谱仪上检测待检测液中总砷的含量。
计算公式为：
其中，
X为沸石粉样品中的总砷含量，单位为mg/kg；
C为上机待测液中的砷含量，单位为ng/mL；
V为定容体积，单位为mL；
f为上机待测液的稀释倍数；
m为沸石粉样品的称取量，单位为g。
应用例：
采用实施例1中的检测方法，与现有技术中的混合酸消解-原子荧光检测法、盐酸提取-原子荧光检测法、干灰化-原子荧光检测法三种检测方法进行对比试验，对分别产自福建、广东、江西等多个不同地区的样品进行检测，结果如下表所示。
结果表明，本发明的检测方法相对于现有的检测方法具有更高的检测准确性，并且在操作上与现有的方法相比具有更加简便的优势。
综上所述，本发明的方法具有更准确、更简便、更安全、更高效的优势。本发明通过双氧水对沸石粉进行预处理，使得沸石粉中的砷更容易被提取；后续酸性条件下双氧水的主要成分H2O2会快速分解成氧气和水，对后续检测无影响；本发明毋须提前泡酸以及赶酸去除具有氧化性的硝酸，可以极大节约检测的时间；本发明避免了长时间对样品的加热，减少了样品中砷元素的挥发损失。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)称取沸石粉样品，并加入双氧水，之后进行加热；
2)加入盐酸溶液，并继续加热；
3)加入硫脲-抗坏血酸溶液，之后静置反应；
4)反应结束后定容，之后过滤得到待测液；
5)在原子荧光光谱仪上检测待测液中的砷含量，经计算得到沸石粉样品中的总砷含量。
2.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤1)中，所述的沸石粉样品的称取量为0.5-1.0g。
3.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤1)中，所述的双氧水的浓度为25-35wt％，加入量为5-10mL。
4.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤1)中，加热温度为125-145℃，加热至近干。
5.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤2)中，所述的盐酸溶液的浓度为4-8mol/L，加入量为8-12mL。
6.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤2)中，趁热加入盐酸溶液，继续加热的温度为125-145℃，时间为20-40min。
7.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤3)中，所述的硫脲-抗坏血酸溶液中，硫脲的浓度为80-120g/L，抗坏血酸的浓度为80-120g/L，所述的硫脲-抗坏血酸溶液的加入量为8-12mL。
8.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤3)中，静置反应的时间为25-35min。
9.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，步骤5)中，用盐酸溶液对待测液进行稀释后再上机检测。
10.根据权利要求1所述的一种沸石粉中总砷含量的检测方法，其特征在于，沸石粉样品中的总砷含量计算公式为：
其中，
X为沸石粉样品中的总砷含量，单位为mg/kg；
C为上机待测液中的砷含量，单位为ng/mL；
V为定容体积，单位为mL；
f为上机待测液的稀释倍数；
m为沸石粉样品的称取量，单位为g。
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