新型消泡剂在氢化物发生 原子荧光光谱 法检测砷的应用研究
张友琴，董亚娟， 王红柳
(北京金索坤技术开发有限公司，北京 101102）
摘要： 在氢化法原子荧光光谱仪测定砷的过程中，氢化反应过程所产生的泡沫对实验结果影
响非常大。甚至有的样品所产生的泡沫被氩气带到原子化器中，导致测试失败。本文将一种
新的消泡剂应用在测定砷的过程中，得到了明显的效果。该消泡剂本身能抑泡和破泡，并对
砷的氢化反应没有抑制作用，稳定性好。对实测样品加标，回收率在 98%～ 103%之间。较
正辛醇有显著的优势，可以用于检测食品、稻谷、地质等样品中总砷及无机砷的含量。
关键词 ：原子荧光光谱法；砷；消泡剂
中图分类号： O6-3 文献标识码： A
The Research ofNewDefoamer in the Process of Determination Arsenic by Hydride Generation-
Atomic Fluorescence Spectrometry
GaoShulin,ZhangYouqin, DongYajuan, Li Zhihua, WangHongliu
（ Beijing Jinsuokun Technology Development Company Limited， Beijing,101102,China）
Abstract: In the process of determination the inorganic arsenic by the method of Atomic
Fluorescence Spectrometry, a lot of bubbles from hydride generation have a great influence on the
test results.Even some bubbles were brought into atomization device by argon and lead to the test
failure. In this paper, we find a new defoamer which is used in the procedure of GB/T 5009.11. As
a result, its defoaming effect is obvious. The defoamercan inhibit and broken bubble ,have no
inhibiting effect on testing of arsenic, good stability. What’s more, the recovery of standard
addition is between 98% -103%. Compared with the octylalcohol , the newdefoamer has obvious
advantages ,So it can be used to determine the arsenic in food, paddy and geological sample.
Key words:atomic fluorescence spectrometry;arsenic;defoamer
0 引言
在原子荧光光谱法中，氢化物反应的发生效率是影响灵敏度与稳定性的关键因素。然
而对于一些样品来说，其中含有的一些有机物组分在检测过程中会产生大量的泡沫，而这些
泡沫的存在会抑制氢化物反应的发生，从而导致检测结果的降低，甚至有些泡沫会进入到传
输室中使样品根本无法检测。目前在原子荧光检测过程中一般采用正辛醇来作为消泡剂，将
正辛醇加入到待测液之后，正辛醇可以降低泡沫局部的表面张力，从而使泡沫破裂。然而，
正辛醇是一种具有强烈刺激性气味的无色液体，与水不能互溶，在水相中不能很好的分散，
静置时间、加入量的不同都会对实验结果造 成影响。因此，急需找到一种正辛醇的替代品。
目前关于在氢化物发生原子荧光光谱法检测砷过程中如何消泡的文章，未见过报道。
有一种消泡剂 SK-大庆 5 号，它可以与水互溶，且消泡作用明显，对砷的氢化物发生没
有抑制作用，稳定性好。本实验主要探讨了该种消泡剂的消泡能力及其加入量和静置时间对
灵敏度及稳定性的影响等问题。
1 实验部分
1.1 实验仪器与试剂
SK-2003A 原子荧光光谱仪（北京金索坤技术开发有限公司）、恒温水浴锅（常州普天
仪器制造有限公司）、 DT-501A 电子天平 (常熟市金羊砝码有限公司 )；盐酸（优级纯）、硝 酸
（优级纯）、抗坏血酸（分析纯）、硫脲（分析纯）正辛醇（分析纯）； 1:1 王水：取 3 份盐酸
与 1 份硝酸，加 4 份水配制成 1:1 王水；硼氢化钾还原剂：先用优级纯氢氧化钾配制成
0.5%KOH 的溶液，再加入硼氢化钾，配制成 2%KBH4 溶液。
新型消泡剂： SK-大庆 5 号，北京金索坤技术开发有限公司研制；
1.2 试验样品与前处理
1.2.1 实验样品
粮食样品：玉米面、大米面、（过 80 目筛）； A 层土壤样品、含腐殖质较多的土壤样品
（过 140 目筛）。
1.2.2 样品前处理
玉米面样品，按照国标 GB/T 5009.11-2003[1]中规定的方法对玉米面样品进行前处理 [2,3]。
取 2.5g 样品于 25mL 塑料管中，加入 1:1 盐酸 10mL，与 70℃ 水浴中提取 1h，取出冷却用
水定容至 25mL，过滤，分取 5mL 与 25mL 比色管中，加入 0.25g 抗坏血酸，和 0.25g 硫脲，
再用水稀释到 25mL 摇匀待测。
取土壤样品 0.5g 于 25mL 比色管中，加入 1:1 王水 5mL，与沸水浴中加热 1h，中间摇
动 3 次，取下冷却，用水稀释至 20mL，加入 0.25g 抗坏血酸，和 0.25g 硫脲，再用水稀释
到 25mL 摇匀待测。
1.3 实验方法
1） 取 1.2.1 和 1.2.2 制备好的玉米面样品和土壤样品，上机测试，用 2%的硼氢化钾溶
液还原剂进行氢化反应，测试其荧光信号值，同时观察其氢化反应及所产生的气泡情况。
2） 取 1.2.1和 1.2.2制备好的玉米面样品和土壤样品，分别加入 SK-大庆 5号消泡剂 5mL，
上机测试，用 2%的硼氢化钾溶液还原剂进行氢化反应，测试其荧光信号值，同时观察其氢
化反应及所产生的气泡情况。
3） 取 1.2.1 和 1.2.2 制备好的玉米面样品和土壤样品，上机测试，还原剂用在 100mL、
2%的硼氢化钾溶液中加入 10mL 的 SK-大庆 5 号消泡剂，测试其荧光信号值 ，同时观察其
氢化反应及所产生的气泡情况。
4 ） 实验 SK-大庆 5 号消泡剂与正辛醇做消泡剂，对砷标准的氢化反应效率的影响，及
放置不同时间对对砷标准稳定性的影响。
2 结果与讨论
2.1 新型消泡剂 SK-大庆 5 号的消泡效果
分别测试 1.2.1 前处理的玉米面样品和土壤样品，用 2%的硼氢化钾进行氢化反应，反
应剧烈，并产生大量汽泡，并进入传输室中迫使实验终止。如图 1 所示。
图 1 没有加入消泡剂时的反应情况
同样分别测试 1.2.1 前处理的玉米面样品和土壤样品，在 100mL、 2%的硼氢化钾溶液中
加入 10mLSK-大庆 5 号消泡剂，氢化反应基本正常。能达到正常测试的目的。
分别在 1.2.1 前处理的玉米面样品和土壤样品中，加入 5 mLSK-大庆 5 号消泡剂，用 2%
的硼氢化钾溶液进行氢化反应。氢化反应正常，同样能达到测试目的。如图 2 所示。
图 2 在硼氢化钾中加入 SK-大庆 5 号消泡剂的氢化反应情况
通过图 1 和图 2 的实验结果可以看出，测试含有机质较多的样品，在没有消泡剂存在时
的氢化反应能产生大量的气泡，迫使实验失败，达不到测试目的；加入用 SK-大庆 5 号消泡
剂，无论是加入样品中还是加入硼氢化钾中，都能使整个氢化反应过程正常进行，说明在 氢
化法原子荧光分析中，应用 SK-大庆 5 号消泡剂能够达到消泡的作用。
2.2 SK-大庆 5 号消泡剂与正辛醇做消泡剂对砷氢化反应效率的影响
配制每个浓度 25.0 mL 砷标准溶液 0.00ng/ml,1.00 ng/ml,3.00 ng/ml,5.00 ng/ml,7.00
ng/ml,10.00 ng/ml 三组，其中一组每个溶液中加入 1.0 mL 正辛醇摇匀，另一组溶液每个加
入 2.5 mLSK-大庆 5 号消泡剂，同没加入消泡剂组分做对比实验。结果见表 1 和图 3。
表 1 加入消泡剂和正辛醇与不加入消泡剂所测试的标准曲线对比
As(ng/ml)标准 0.00 1.00 3.00 5.00 7.00 10.00
没加消泡剂的荧光强度值 120 320 730 1150 1530 2086
加入正辛醇的荧光强度值 360 450 655 808 670 1280
加入消泡剂的荧光强度值 130 340 765 1145 1580 2110
图 3 加入消泡剂和正辛醇与不加入消泡剂所测试的标准曲线对比
从实验中可以看出， SK-大庆 5 号消泡剂，在氢化反应过程中能够起到破泡和抑制泡的
0
500
1000
1500
2000
2500
0 5 10 15
荧光强度
As标准的浓度 ng/mL
没加消泡剂
作用，但不能抑制砷的氢化反应发生，同不加入消泡剂的氢化反应效率没有区别。而正辛醇
就可抑制砷的氢化反应发生，影响砷的氢化反应效率。
2.3 样品中加入消泡剂与加入正辛醇放置时间对测试结果的影响
取 1.2.1 制备的玉米面样品 10 mL 两份，分别加入同等浓度的砷标准，一份加入 1.0 mL
正辛醇，另一份加入 1.0 mLSK-大庆 5 号消泡剂，用不含消泡剂的 2%硼氢化钾进行氢化反
应，在不同的时间测试其荧光强度值。测试结果见表 2 与图 4。
表 2 加入消泡剂和正辛醇放置不同时间所测试的荧光强度值
静置时间 /min 正辛醇 5ng/mLAs 标准的荧光值 SK-大庆 5 号 5ng/mLAs 标准的荧光值
0 644 1479
10 706 1453
20 738 1514
40 808 1486
60 844 1446
图 4 加入消泡剂和正辛醇放置不同时间所测试的荧光强度值对比
通过表 2所测试的数据可以看出 ,用正辛醇做消泡剂时 ,因其与水不能互溶 ,随放置时间的
加长 ,逐渐从水相中析出 ,使测试结果随时间的变化而变化。而 SK-大庆 5 号消泡剂就不同，
因其能与水相互溶，放置时间对测试结果没有影响。
2.4 SK-大庆 5 号消泡剂和正辛醇加入量对氢化反应效率的影响
取 1.2.1 制备的玉米面样品 10 mL10 份，分成两组，分别加入 50ng 的砷标准，一组加
入不同体积正辛醇，另一组加入不同体积 SK-大庆 5 号消泡剂，稀释到 20 mL。用不含消泡
剂的 2%硼氢化钾进行氢化反应，测试其荧光强度值，测试结果见表 3 与图 5。
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 20 40 60 80
5n
g/mL
的
As
标准的荧光强度
静置时间 /min
正辛醇
SK-大庆 5号消泡剂
表 3 加入不同体积的正辛醇和不同体积的 SK-大庆 5 号消泡剂测试数据
加入量 / mL 正辛醇 5ng/mLAs 标准的荧光值 SK-大庆 5 号 5ng/mLAs 标准的荧光值
1.0 1230 1800
1.5 1043 1794.5
2.0 770 1803.6
2.5 727 1799.5
3.0 588.1 1794.5
图 5 加入不同体积的正辛醇和不同体积的 SK-大庆 5 号消泡剂测试数据
通过实验可以看出 ,SK-大庆 5 号消泡剂的加入量的多少并不影响测试结果，所加入的量
只要能满足消泡作用即可；而正辛醇则不同，加入量的多少对测试结果有较大的影响。
3SK-大庆 5 号消泡剂应用于粮食样品中无机砷的测试
参考国标 GB/T 5009.11-2003[1]中规定的方法对大米样品进行前处理，平行称取多个 2.5g
样品于 25mL 塑料管中，加入砷标准溶液，加入 1:1 盐酸 10mL，与 70℃ 水浴中提取 1h，取
出冷却用水定容至 25mL，过滤，分取 5mL 与 10mL 比色管中，用 2%的抗坏血酸和硫脲溶
液稀释到刻度摇匀待测。测试结果见表 4。
硼氢化钾的配制：在 180mL 水中加入 1.0g 氢氧化钾、 4.0g 硼氢化钾，再加入 20mLSK-
大庆 5 号消泡剂摇匀。
表 4 大米样品测定结果
样品号 未加标样品 测定值 ng/ml 加入标准物质 的量 ng/ml 加标样品 测定值 ng/ml 回收率 /%
1 0.102 0.2 0.301 99.5%
2 0.108 0.2 0.304 98.0%
3 0.109 0.2 0.305 98.0%
4 0.109 0.2 0.314 102.5%
5 0.106 0.2 0.312 103.0%
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 1 2 3 4
5n
g/mL
的
As
标准的荧光强度
消泡剂加入量 /mL
正辛醇
SK-大庆 5号消泡剂
表 4 所检测的数据是以大米样品为例，检测使用 SK-大庆 5 号消泡剂代替正辛醇测定无
机砷含量的精密度。 测定结果分别为 :2.04μg/kg、 2.16μg /kg、 2.18μg /kg、 2.18μg /kg、 2.12μg
/kg。平均值为： 2.14μg /kg。相对标准偏差为 2.47%，加标回收率在 98%～ 103%之间。
4 结论
本文通过实验表明，在氢化法原子荧光检测含有机质或有机物较多的样品时，利用 SK-大庆
5 号消泡剂，具有消泡效果明显、无味并且能与水相互溶。对检测的无机元素，在氢化过程
中不产生抑制作用，放置时间对测定无影响，并且多次检测的平行性良好。可广泛应用于粮
食、海产品、地质样品等多种样品在氢化反应过程中产生大量气泡的检测过程，完全可以取
代利用正辛醇作为消泡剂在氢化法原子荧光检测无机元素的应用。
参考文献：
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京：中国标准出版社， 2003.
[2]罗敏，郭红英 . 氢化物原子荧光法检测稻谷中无机砷前处理方法的优化 [J]. 粮食科技与经
济， 2013, 38（ 4） .
[3]李梅，柳长吉，杨冬梅，等 . 氢化物原子荧光光度法测定稻谷中的无机砷 [J]. 检测与分析，
2008,1： 49-50.
本文摘自《 仪器仪表用户 》 2016 年 7 月第 23 卷第 7 期
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