隨著經(jīng)濟的日益發(fā)展以及人們物質(zhì)文化生活的不斷提高,化妝品已成為人們?nèi)粘Ｉ钪械?品。化妝品的使用,在給人們帶來美的同時,也給人們帶來了不少麻煩[1]。有些化妝品為了營造出“美白祛斑”的效果,添加了一些特殊的添加劑,其中很多都含有砷和汞等重金屬。研究表明,砷及其化合物是致癌物質(zhì),長期使用砷含量高的化妝品可引起皮炎、色素沉積等皮膚病,終導致皮膚癌;而汞及其化合物可以穿過皮膚屏障進入機體所有的器官和組織,對身體造成傷害,尤其是對腎臟、肝臟和脾臟的傷害大。因此,為確保化妝品使用的安全性,砷和汞在化妝品中被列為重點監(jiān)測的有害元素[2],《化妝品衛(wèi)生規(guī)范》(2007版)中對其含量分別作了限制,砷不得超過10μg·g-1,汞不得超過1μg·g-1。
目前,測定化妝品中金屬含量的方法很多,如火焰原子吸收分光光度法、冷原子吸收分光光度法、石墨爐原子吸收分光光度法和原子熒光光譜法等[3-6],但由于這些方法每次只能測定一種元素,大大限制了其在化妝品微量元素監(jiān)測中的應用[1]。現(xiàn)行國家標準中砷樣品消化是濕式消解和干灰化法,檢驗方法有砷斑法、銀鹽法;汞樣品消化是濕式消解和浸提法,采用冷原子吸收法測定[7]。國家標準方法采用多次樣品處理,分別單獨測定化妝品中砷和汞的含量,存在分析步驟繁瑣、時間長、費用高等問題,難以滿足商品快速檢驗分析的要求。
鑒于此,筆者建立了一種采用石墨消解法并結(jié)合氫化物發(fā)生-原子熒光法同時測定化妝品中砷和汞的方法,并對多種化妝品實際樣品進行了檢測。
1實驗部分
1.1主要儀器與試劑
原子熒光光度計,配砷、汞高性能空心陰極燈;DS-360石墨消解系統(tǒng),配聚丙烯消解管;T-214電子天平。99.99%高純氬氣;硝酸,質(zhì)量分數(shù)30%H2O2,BH4K,抗壞血酸,硫脲,皆為市售分析純;1.0 g·L-1砷(汞)儲備液,國家標準物質(zhì)研究中心提供;實驗用水為超純水。
1.2標準溶液的配制
砷標準工作液(1.0 mg·L-1):由1.0 g·L-1砷儲備液用體積分數(shù)為5%的鹽酸逐級稀釋而成。
汞標準工作液(0.1 mg·L-1):由1.0 g·L-1汞儲備液用0.6 mol·L-1的硝酸溶液逐級稀釋而成。 分別量取0(0),0.100(0.200),0.200(0.400),0.300(0.600)和0.500(0.900)mL砷(汞)標準工作液于50 mL容量瓶中,加入2.5 mL質(zhì)量分數(shù)為5%的硫脲-抗壞血酸溶液,用體積分數(shù)為5%的鹽酸定容至刻度,此系列砷(汞)標準溶液的質(zhì)量濃度分別為0(0),2.000(0.400),4.000(0.800),6.000(1.200)和10.000(1.800)μg·L-1。 1.3樣品采集、處理與檢測 2012年隨機在市面上采集了10個不同品牌的化妝品,按1～10編號。分別稱取0.3～0.5 g化妝品樣品于潔凈干燥的聚丙烯消解管中,加入5 mL硝酸和3 mL H2O2,搖動消解管使樣品與消化劑充分混合,浸樣過夜。采用一定的消解程序啟動石墨消解系統(tǒng),升溫20 min,根據(jù)不同樣品保溫不同時間(一般為55～190 min)。若消解液無色澄清,即可取下消解管,冷卻至室溫;若消解液澄清仍有淡黃色,則需要水浴加熱趕酸(溫度控制在95℃以內(nèi)),直至消解液無色澄清,冷卻至室溫。加入2.5 mL硫脲-抗壞血酸混合溶液,轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中,用5%鹽酸定容至刻度待測。
以質(zhì)量分數(shù)3%的BH4K溶液為還原劑,體積分數(shù)為5%的鹽酸為載流,設定好儀器工作條件,點燃原子化器爐絲,點亮砷燈和汞燈,并穩(wěn)定10～30 min后開始測量,連續(xù)用空白溶液進樣,待讀數(shù)穩(wěn)定后,轉(zhuǎn)入系列標準溶液測量,繪制標準曲線,然后測定樣品溶液。
2結(jié)果與討論
2.1樣品消解條件的優(yōu)化
石墨常壓消解和微波消解是近年來出現(xiàn)的樣品消解手段,但是微波消解的工作原理是樣品與酸的混合物在微波產(chǎn)生的交變磁場作用下,內(nèi)部分子間產(chǎn)生劇烈的振動和碰撞,致使加熱物內(nèi)部的溫度迅速升高,在密閉樣品容器里產(chǎn)生高壓,因而具有一定的危險性[8-9],而且在取出樣品處理液之前需要較長的冷卻降壓時間。而新型智能石墨消解儀具備了過溫保護、電流過流保護功能,在常壓狀態(tài)下即可完成消解大批量的樣品,因而安全性較高。并且以往多采用濕法常壓消解樣品,此方法也較穩(wěn)妥。 2.1.1消化劑的選擇 采用高氯酸濕法消解樣品雖然得到廣泛應用,有它的優(yōu)勢,如便于基層普及等,但存在可能爆炸的潛在危險,而且消解過程消耗大量的酸,也可能引起較大的空白值[10]。考慮到實驗室常用的酸液及純度,選擇硝酸-過氧化氫為消解體系。硝酸-過氧化氫具有較強的氧化性,在消解完畢后易于將剩余的酸蒸發(fā)除去,以減少其對原子熒光測定的干擾[11]。 2.1.2預還原劑的影響樣品經(jīng)消解后砷以高價態(tài)形式存在,僅僅用BH4K不能將砷(V)*定量的還原成砷化氫,造成結(jié)果偏低,因此加入預還原劑(硫脲-抗壞血酸溶液)是*必要的,選用質(zhì)量分數(shù)5%的硫脲-抗壞血酸溶液作預還原劑。
2.2儀器工作條件的選擇
原子熒光光度計的工作條件經(jīng)優(yōu)化后,載氣流量為400 mL·min-1,屏蔽氣流量為1 000 mL·min-1,光電倍增管負高壓為300 V,原子化器高度為8 mm,砷總燈電流為60 A,汞總燈電流為30 A。以峰面積讀數(shù)方式,采用標準曲線法進行測量。
2.3BH4K濃度的選擇
由于砷必須生成氣態(tài)氫化物,且有足夠的氫氣生成,產(chǎn)生氬氫焰,所以BH4K濃度不能太低[12];而汞并不生成氫化物,它僅需要被還原成氣態(tài)的汞,并由載氣帶到原子化器中進行原子化,故不需要過多的BH4K,過多的BH4K產(chǎn)生的氫氣反而會稀釋汞,所以汞需要較低的BH4K濃度[6]。同樣,過多的BH4K產(chǎn)生的大量氫氣也會稀釋砷氫化物。綜合考慮,選用質(zhì)量分數(shù)3%的BH4K溶液可滿足同時測定砷和汞的條件。
2.4酸介質(zhì)的選擇
氫化物反應過程中溶液要有一定的酸度,當載流液鹽酸的體積分數(shù)為2%～10%時,砷和汞的熒光強度變化不大,但鹽酸體積分數(shù)低于2%時,熒光強度顯著降低[13]。因此,選擇體積分數(shù)為5%的鹽酸作為砷和汞同時測定的酸介質(zhì)。
2.5標準曲線、精密度及檢出限
砷和汞標準曲線的線性回歸方程分別為y=285.25x+250.10和y=2 133.5x+370.43;線性范圍分別為0～10.000μg·L-1和0～1.800μg·L-1;相關系數(shù)分別為0.998和0.995。在實驗條件下,對空白溶液連續(xù)進行11次測量,考察標準曲線的精密度,結(jié)果表明,該標準曲線的相對標準偏差分別為4.85%和8.54%,精密度較好、可靠,可用于樣品的定量分析。按DL=3SD/K計算檢出限,砷和汞的檢出限分別為0.088和0.062μg·L-1。
2.6樣品分析
按照實驗方法測定樣品,將樣品的熒光強度代入標準曲線的線性方程,求出樣品中砷和汞的質(zhì)量濃度和質(zhì)量分數(shù),結(jié)果列于表1。由表1可以看出,市面上采來的10個樣品均含有一定量的砷和汞。另在樣品中加入適量的標準溶液,進行全流程加標回收實驗,測試結(jié)果也列于表1,可以看出加標回收率為88.6%～96.7%,表明測定結(jié)果準確可靠。
3結(jié)論
采用石墨消解法消解樣品,氫化物發(fā)生原子熒光法對化妝品中的砷和汞進行同時測定。在優(yōu)化實驗條件下,可以得到準確可靠的實驗結(jié)果。該方法儀器裝置簡單、操作方便、靈敏度高,砷和汞在測定時采用同一消化液,節(jié)省了大量試劑,適于批量快速檢測。
參考文獻
[1] 方奕文, 林浩宇. 膏霜類化妝品的預處理及多種微量元素的測定[J]. 汕頭大學學報(自然科學版),2002(03):69-73.
[2] 張冠文, *, 倪樹標. 新型智能石墨消解儀的應用[J]. 化學工程與裝備,2010(10):116-118.
[3] 陳旭輝, 王宏菊, 許德珍. 化妝品中汞和砷同時測定的研究[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志,2003(03):31-32.
[4] 李淑花, 王保成. 連續(xù)測定化妝品中微量汞、砷、鉛的方法研究[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志,2006(04):69-71.
[5] 王宏菊, 陳旭輝, 許德珍. 原子熒光光譜法同時測定化妝品中砷和汞[J]. 光譜實驗室,2003(05):98-101.
[6] 韓宏偉, 王永芳, 趙馨. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法同時測定保健食品中砷、汞的研究[J]. 中國食品衛(wèi)生雜志,2000(05):7-11.
[7] 周虹. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法在衛(wèi)生檢驗中的應用進展[J]. 口岸衛(wèi)生控制,2006(03):47-49.
[8] 劉雙德. 雙道原子熒光光度計同時測定化妝品中砷和汞[J]. 現(xiàn)代預防醫(yī)學,2010(07):142-143.
[9] 劉日威, 張冠文, 倪樹標. 新型石墨消解儀控制系統(tǒng)[J]. 現(xiàn)代科學儀器,2009(03):25-27.
[10] 黃宗平. 化妝品中微量砷的檢測方法[J]. 微量元素與健康研究,2005(03):64-66.
[11] 楊莉麗, 李娜, 張德強. 氫化物發(fā)生-雙道原子熒光光譜法在我國的應用研究進展[J]. 光譜實驗室,2004(01):103-106.
[12] 方奕文. 膏霜類化妝品的預處理及多種微量元素測定[J]. 汕頭大學學報：自然科學版,2002,17(3):69-73.
[13] 任韌, 孫華. 微波消解氫化物發(fā)生原子熒光法測定化妝品中的砷[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志,2005(06):70+72.
[14] 李俊玲, 宋鳳燕. 化妝品一次性微波消解及鉛砷汞測定技術探討[J]. 預防醫(yī)學情報雜志,2008(02):31-33.
[15] 周虹. 氫化物發(fā)生一原子熒光光譜法在衛(wèi)生檢驗中的應用進展[J]. 口岸衛(wèi)生控制,2006,11(3):43-45.
