专利名称：卷烟纸中有害元素砷的测定方法
技术领域：
本发明涉及一种微量元素的分析测定方法。
背景技术：
吸烟对人体有害，有害物质是什么，从何而来？第一、烟草自身含有的有毒有害物质，经燃烧后进入人体内，对吸烟者身体造成危害。第二、卷烟辅料中的有毒有害物质，也会对人体造成危害，例如卷烟纸中有害重金属元素砷就会对人体造成危害。卷烟纸用于卷烟烟支，包裹着烟丝，吸烟时卷烟纸随烟丝燃烧，燃烧气体被吸入体内，卷烟纸中的有害物质也随之进入人体。因此，卷烟辅料中有毒有害物质的控制也很重要。
国家标准《卷烟纸》、行业标准《雪茄烟纸》、《水松纸(附水松原纸)》等规定了卷烟用纸的定量、抗张强度纵向、伸长率纵向、透气度、灰分、水分等项目的检验方法和限量要求，没有规定有害物质砷的检验方法和限量要求。
消费者关注吸烟安全，关注吸烟对人体健康的危害，除了关注烟草自身的有毒有害物质外，对卷烟辅料中的有害物质也提出了检测要求，希望了解卷烟纸中有毒有害物质的种类、含量，特别是重金属元素的含量及可能产生的危害。所以，卷烟纸中有毒有害物质的测定是亟待解决的问题。目前，还没有有关卷烟纸中有害元素砷测定方面的报道。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种采用原子荧光光度计测定卷烟纸中有害元素砷的方法。
本发明所述的卷烟纸中有害元素砷的测定方法由以下步骤组成一、将卷烟纸样品剪碎、混匀，置于耐酸容器中；二、按照每克卷烟纸样品加入10～20mL硝酸、高氯酸混合酸，硝酸∶高氯酸的体积比为4∶0.8～1.2，轻摇；
三、移至温度为150～180℃的电热板上加热，产生棕色气体较多时，取下稍冷；四、再移至上述电热板上加热，高氯酸冒白烟至近干，剩0.5～1mL；五、将上述溶液取下冷却，先用少量浓度为3mol/L的盐酸溶解，然后加入10mL抗坏血酸、硫脲等体积混合溶液，再加入浓度为3mol/L盐酸至25mL，混匀；六、绘制砷校准曲线取重量浓度为0.0、10.0、20.0、40.0、100.0μg/L的砷标准工作溶液，使用原子荧光光度计，在设定的仪器工作条件下，稳定10～20min后，连续用标准工作溶液的空白液0.0μg/L进样，用体积浓度为5％的盐酸载流把空白液带入反应池，加入重量浓度为20g/L的还原剂硼氢化钾溶液，砷被还原成砷化氢气体，经载气带入原子化器发生反应，产生砷特征荧光，原子荧光光度计自动记录，读数稳定后，测定砷标准工作溶液的荧光强度，以标准工作溶液中砷浓度为横坐标，砷荧光强度为纵坐标，计算机绘制砷校准曲线；七、用步骤五的溶液按照步骤六的方法测定砷荧光强度，从砷校准曲线得到卷烟纸样品溶液中砷的浓度，计算卷烟纸中砷的含量。
所述的抗坏血酸、硫脲混合溶液中，抗坏血酸和硫脲的浓度均为5％(重量百分比)，加入前等体积混合。
结果计算试样中砷的含量按下式计算。
X=C×VM×10-3]]>式中X——卷烟纸样品中砷含量，单位毫克每千克(mg/kg)；C——卷烟纸样品溶液中砷浓度，单位微克每升(μg/L)；V——卷烟纸样品溶液总体积，单位毫升(mL)；M——卷烟纸样品质量，单位克(g)。
计算结果保留二位有效数字。
本发明是将卷烟纸样品用酸加热消化，在酸性介质中，卷烟纸样品中的砷被硼氢化钾(KBH4)还原成原子态，由氩气(载气)带入原子化器，在砷空心阴极灯照射下，基态的砷原子被激发至高能态，去活化回到基态时，产生砷特征波长的荧光，荧光强度与其含量成正比，采用标准曲线法，定量测定卷烟纸中砷含量。
本发明克服了现有技术的缺陷，立足于保障安全，保护消费者健康，运用现代分析测试技术，使用原子荧光光度计测定卷烟纸中有害元素砷含量，帮助人们了解卷烟辅料中的有害物质，采取有效措施，预防对人体的危害。同时，还为卷烟生产企业提供了一种实用的检验检测技术，帮助企业做好卷烟辅料的检验工作，保证卷烟产品质量。
本发明的主要特点1、使用原子荧光光度计测定卷烟纸中有害元素砷，可用于检测机构、卷烟纸制造厂和卷烟生产企业；2、砷检出限低，检出限0.03mg/kg，最佳线性范围0-200μg/L。
3、准确度实验加标回收率在89.0～109.0％之间；4、精密度实验相对标准偏差＜5.0％，误差较小，结果准确。
图1为砷校准曲线，图中As为砷标准溶液浓度，If为砷荧光强度。
具体实施例方式
实施例11使用仪器双道原子荧光光度计，型号AFS-230E，砷空心阴极灯。
控温电热板。
表1原子荧光光度计工作条件
2使用试剂实验室用水为二次蒸馏水，试剂为优级纯；硝酸、高氯酸混合酸(4∶1)量取浓硝酸400mL，加入浓高氯酸100mL，混匀；硼氧化钾溶液(20g/L)2g硼氢化钾，溶于100mL氢氧化钾溶液(5g/L)，摇匀，现配现用；盐酸(3mol/L)270mL盐酸缓慢注入适量水中，冷却，稀释至1000mL；抗坏血酸溶液、硫脲混合溶液用5％抗坏血酸溶液、5％硫脲溶液按体积比1∶1混合；砷标准溶液国家标准储备液(GBW)，浓度1mg/mL。测定时用盐酸(3mol/L)稀释至1μg/mL；载流盐酸(5％)5mL盐酸加入95mL水；载气氩气，纯度大于99.99％。
3测定样品处理称取剪碎、混匀的卷烟纸样品1.0000g于250mL玻璃烧杯，加入硝酸、高氯酸混合酸20mL，浸泡30min以上，盖上玻璃表面皿，置于温度控制在150～180℃的电热板上加热，产生棕色气体较多时，取下稍冷。再加热、高氯酸冒白烟至近干，剩0.5～1mL。卷烟纸样品消化完全，样品溶液应无色、透明，否则，补加适量的硝酸、高氯酸混合酸，直至消化完全。取下烧杯放冷至室温，用少量盐酸(3mol/L)移入25mL比色管中，加入10mL抗坏血酸、硫脲混合溶液，再用盐酸(3mol/L)定容至刻度，摇匀，静置30min后测定。同时做试剂空白试验。
绘制砷校准曲线取50mL容量瓶5个，依次准确加入1μg/mL砷标准溶液0.0、0.5、1.0、2.0、5.0mL，各加入10mL抗坏血酸、硫脲混合溶液，用盐酸(3mol/L)定容、摇匀，配制成浓度为0.0、10.0、20.0、40.0、100.0μg/L的标准工作溶液。
按表1设定仪器工作条件，稳定10～20min后，连续用标准工作溶液的空白液(0.0μg/L)进样，用体积浓度为5％的盐酸载流把空白液带入反应池，加入重量浓度为20g/L的还原剂硼氢化钾溶液，砷被还原成砷化氢气体，经载气(氩气)带入原子化器发生反应，产生砷特征荧光，原子荧光光度计自动记录，读数稳定后，测定砷标准工作溶液的荧光强度，以标准工作溶液中砷浓度为横坐标，砷荧光强度为纵坐标，计算机绘制砷校准曲线。
卷烟纸样品测定用卷烟纸样品的空白溶液进样、测定(同砷校准曲线方法)，仪器取其平均值作为本底，自动扣除。然后测定卷烟纸样品溶液中砷荧光强度，得到卷烟纸样品溶液中砷的浓度，计算出卷烟纸中砷的含量。结果见表2。
表2卷烟纸样品中砷的测定结果(mg/kg)
注1、卷烟纸样品消化完全时，样品溶液应澄清透明，若颜色较深，表明未消化完全，须补加适量的硝酸、高氯酸混合酸，直至样品溶液无色。
实施例技术验证检出限实验空白实验用试样空白溶液连续测定十次，计算空白溶液中砷的标准偏差，结果见表3。
表3空白溶液实验(n＝10，μg/L)
检出限实验设定测砷空白溶液的3倍标准偏差为砷检出限，即1.24μg/L为检出砷的最低浓度，砷的最低检出量＝1.24μg/L×25mL=1.24μg/L×0.025L＝0.031μg，以1g卷烟纸样品计算，测砷检出限＝0.031μg/g＝0.03mg/Kg。国家标准GB/T5009.11-2003规定氢化物原子荧光法测砷检出限为0.01mg/Kg，本发明测砷检出限为0.03mg/Kg，略高于0.01mg/Kg，但满足卷烟纸中测砷要求。
测砷检出限准确度实验1.0g卷烟纸样品中含0.053μg砷、定容于25mL比色管，砷本底值＝0.053μg/25mL＝2.120μg/L。分别在9个卷烟纸平行样品消化前，定量各加入10.0μg/L砷标准溶液3.1mL，于加入砷标准浓度＝1.24μg/L，按卷烟纸样品测定方法进行砷的回收率实验。结果见表4。
表4测砷检出限加标回收实验(n=9，μg/L)
实验结果砷检出限测定相对标准偏差RSD＝0.0816/3.318＝2.46％，加标回收率89.2～109.0％。
卷烟纸样品准确度实验在卷烟纸样品消化前，定量加入砷标准溶液，按样品处理、测定方法进行检测，结果见表5。
表5砷加标回收率(n=9，μg/L)
实验结果测砷加标回收率89.0～109.09％，满足检验需要。
卷烟纸样品精密度实验标准溶液实验选择10.0、20.0、40.0μg/L浓度的砷标准溶液，连续测定十次，测砷标准偏差、相对标准偏差(RSD)见表6。
表6标准溶液测砷精密度实验(n＝10，μg/L)
实验结果标准溶液中测砷相对标准偏差最大值RSDmax＝2.69％；卷烟纸样品实验在卷烟纸样品消化前，定量加入砷标准溶液，按样品处理、测定方法进行检测，测砷标准偏差、相对标准偏差(RSD)结果见表7。
表7卷烟纸样品测砷精密度实验(n＝9，μg/L)
实验结果卷烟纸样品溶液中测砷相对标准偏差最大值RSDmax＝4.86％；。砷标准溶液校准曲线线性范围讨论用不同浓度的砷标准溶液绘制校准曲线，计算出砷校准曲线的线性相关系数r，判断线性状况，r＞0.999为最佳线性范围，结果见表8。
表8砷标准溶液曲线线性范围实验
实验结果砷标准溶液校校准曲线线性范围0-200μg/L；
权利要求
1.一种卷烟纸中有害元素砷的测定方法，其特征在于由以下步骤组成一、将卷烟纸样品剪碎、混匀，置于耐酸容器中；二、按照每克卷烟纸样品加入10～20mL硝酸、高氯酸混合酸，硝酸∶高氯酸的体积比为4∶0.8～1.2，轻摇；三、移至温度为150～180℃的电热板上加热，产生棕色气体较多时，取下稍冷；四、再移至上述电热板上加热，高氯酸冒白烟至近干，剩0.5～1mL；五、将上述溶液取下冷却，先用少量浓度为3mol/L的盐酸溶解，然后加入10mL抗坏血酸、硫脲等体积混合溶液，再加入浓度为3mol/L盐酸至25mL，混匀；六、绘制砷校准曲线取重量浓度为0.0、10.0、20.0、40.0、100.0μg/L的砷标准工作溶液，使用原子荧光光度计，在设定的仪器工作条件下，稳定10～20min后，连续用标准工作溶液的空白液0.0μg/L进样，用体积浓度为5％的盐酸载流把空白液带入反应池，加入重量浓度为20g/L的还原剂硼氢化钾溶液，砷被还原成砷化氢气体，经载气带入原子化器发生反应，产生砷特征荧光，原子荧光光度计自动记录，读数稳定后，测定砷标准工作溶液的荧光强度，以标准工作溶液中砷浓度为横坐标，砷荧光强度为纵坐标，计算机绘制砷校准曲线；七、用步骤五的溶液按照步骤六的方法测定砷荧光强度，从砷校准曲线得到卷烟纸样品溶液中砷的浓度，计算卷烟纸中砷的含量。
2.如权利要求1所述的卷烟纸中有害元素砷的测定方法，其特征在于所述的硝酸为浓硝酸，所述的高氯酸为浓高氯酸。
3.如权利要求1所述的卷烟纸中有害元素砷的测定方法，其特征在于所述的抗坏血酸、硫脲混合溶液混合前，抗坏血酸和硫脲的浓度均为重量百分比5％。
全文摘要
本发明涉及一种微量元素的分析测定方法。本发明所述的方法由以下步骤组成1.将卷烟纸样品剪碎、混匀，置于耐酸容器中；2.按照每克卷烟纸样品加入10～20mL硝酸、高氯酸混合酸，轻摇；3.移至温度为150～180℃的电热板上加热，产生棕色气体较多时，取下稍冷；4.再移至上述电热板上加热，高氯酸冒白烟至近干，剩0.5～1mL；5.将上述溶液取下冷却，先用少量浓度为3mol/L的盐酸溶解，然后加入10mL抗坏血酸、硫脲等体积混合溶液，再加入浓度为3mol/L盐酸至25mL，混匀；6.用原子荧光光度计绘制砷校准曲线；7.用步骤五的溶液按照步骤六的方法测定砷荧光强度，从砷校准曲线得到卷烟纸样品溶液中砷的浓度，计算卷烟纸中砷的含量。
文档编号G01N21/62GK1963471SQ20061004886
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者梁文君, 戚晓燕, 杨玲春, 保亚红, 曹红, 刘永嘉, 旦有明, 吕涛 申请人:云南出入境检验检疫局检验检疫技术中心