日化产品检测中重金属砷的氢化物发生原子吸收光谱检测

日化产品（如护肤品、化妆品、洗涤剂）是日常高频接触品，其含有的重金属砷具有累积毒性，可通过皮肤渗透、呼吸道吸入进入人体，长期暴露会损害神经、造血系统及器官功能。氢化物发生原子吸收光谱法（HG-AAS）因灵敏度高、选择性好、干扰少，是日化产品中砷检测的主流技术。本文围绕该方法的原理、样品前处理、操作细节及干扰控制展开，为日化产品砷检测提供实操指引。

氢化物发生原子吸收光谱法的检测原理

氢化物发生原子吸收光谱法的核心是“氢化物发生+原子吸收”的组合。砷在酸性介质（如盐酸）中，被还原剂（常用硼氢化钠）还原为挥发性的砷化氢气体（AsH₃）——这一步的关键是控制反应条件：酸性环境确保还原剂活性，还原剂浓度（1%~2%硼氢化钠）决定砷的还原效率，同时加入少量氢氧化钠保持还原剂稳定。

生成的砷化氢通过载气（氩气）导入石英管原子化器，在900℃左右的高温下分解为基态砷原子。基态原子会吸收砷空心阴极灯发出的193.7nm特征波长光，吸收强度与样品中砷的浓度成正比。这种方法将砷从样品基质中分离，避免了背景干扰，灵敏度比直接原子吸收法高1~2个数量级，能满足日化产品中低浓度砷（≤10mg/kg）的检测需求。

日化产品的样品前处理要点

日化产品形态多样，前处理的核心是破坏有机基质、释放砷元素，同时避免砷的损失。液体样品（如爽肤水、乳液）常用湿法消解：取1~2g样品于聚四氟乙烯罐中，加5mL硝酸、1mL高氯酸，180℃消解2小时至澄清，随后120℃赶酸至近干（防止砷挥发），用5%盐酸定容至25mL。

固体样品（如粉饼、皂类）选干法灰化：样品先电炉炭化至无烟，再马弗炉550℃灰化4~6小时至灰白色，冷却后加2mL盐酸（1+1）溶解残渣，过滤定容。需注意：灰化温度不能超600℃，否则砷会以As₂O₃形式挥发，导致结果偏低。

含大量表面活性剂的洗涤剂需调整前处理：先加2mL过氧化氢破坏乳化，再用硝酸-高氯酸消解，确保有机基质完全分解。消解后样品需赶酸至pH≤2，避免影响后续氢化物反应。

试剂与仪器的选择要求

仪器需选配氢化物发生器的原子吸收光谱仪（如珀金埃尔默AAnalyst 800），光源为砷空心阴极灯（波长193.7nm，灯电流8~10mA），原子化器为石英加热管（900℃），载气为99.99%氩气（流速200~300mL/min）。氢化物发生器需定期检查气路密封性，防止砷化氢泄漏。

试剂用优级纯：盐酸调节酸性，硝酸、高氯酸用于消解；还原剂为1%硼氢化钠溶液（含0.2%氢氧化钠，现配现用）；掩蔽剂为5%硫脲-5%抗坏血酸混合液（提前1小时配）。标准溶液用国家一级标准物质（如GBW08611，1000μg/mL），稀释时用5%盐酸定容，防止砷沉淀。

所有玻璃器皿需用10%硝酸浸泡24小时，去离子水冲洗，避免重金属残留；试剂瓶选棕色瓶，防止光解失效。

具体操作步骤与细节控制

1、标准曲线绘制：将砷标准储备液用5%盐酸稀释成0、1、2、4、8ng/mL系列溶液，加2mL硫脲-抗坏血酸混合液，放置30分钟（还原As(Ⅴ)并掩蔽干扰），导入氢化物发生器测吸光度，绘制曲线（r≥0.999）。

2、样品测定：取5mL样品溶液，加2mL硫脲-抗坏血酸，同标准曲线步骤反应后测吸光度。同时做空白实验（5%盐酸代替样品），扣除空白消除试剂干扰。

3、平行样与质控：每批样品做2个平行样（相对偏差≤5%），插入质控样品（如GBW09101a化妆品标准物质），若质控结果超±10%，需重新检查前处理或仪器参数。

干扰因素与针对性消除方法

日化产品中的铜、镍、钴等离子会抑制砷化氢生成——铜离子消耗还原剂，镍离子形成稳定络合物。消除方法是加硫脲-抗坏血酸混合液：硫脲络合金属离子，抗坏血酸还原Fe³+，同时将As(Ⅴ)转为As(Ⅲ)，提高还原效率。

酸度影响氢化物发生：盐酸浓度低于5%时还原不完全，高于10%时氢气稀释砷化氢，需控制在5%~8%。可通过预实验确定最佳酸度。

有机物残留会包裹砷离子，阻碍反应——延长消解时间或加更多高氯酸，确保基质完全分解；若仍有残留，加1mL正己烷萃取除油，取下层水相测定。

方法验证的关键指标把控

线性范围：砷浓度0~10ng/mL时，吸光度与浓度呈线性，r≥0.999，确保低浓度准确定量。

检出限：连续测11次空白，计算标准偏差（SD），检出限=3×SD/标准曲线斜率，需≤0.1ng/mL，满足GB 5009.11-2014要求。

精密度：6次平行测定的相对标准偏差（RSD）≤5%，反映重复性。

准确度：加标回收实验（加标量为样品含量50%、100%、150%），回收率90%~110%，确保方法可靠。

检测过程中的安全与质控注意事项

安全防护：砷化氢剧毒，操作在通风橱进行，排气口连次氯酸钠吸收液；硼氢化钠腐蚀性强，戴丁腈手套；硝酸消解产生有害气体，开启废气收集系统。

仪器维护：石英管定期用10%硝酸浸泡30分钟，去除积碳；反应瓶每次用后冲净；砷灯预热30分钟，待能量稳定后测定。

数据记录：详细记录样品信息、前处理条件、仪器参数、标准曲线、结果等，原始记录保存至少2年，符合CMA要求。