电感耦合等离子体发射光谱法测定玻璃白酒瓶中砷和锑的迁移量

摘 要：目的：建立电感耦合等离子体发射光谱法测定玻璃白酒瓶中砷和锑迁移量的分析方法。方法：白酒瓶样品使用食品模拟物在22 ℃条件下浸泡24 h，过0.45 μm微孔滤膜后使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定。结果：砷和锑元素在一定的线性范围内线性关系良好，检出限分别为0.05 mg·L-1、0.1 mg·L-1，加标回收率为91.9%～105.7%，相对标准偏差为1.36%～4.52%。结论：该方法前处理操作步骤简便、结果精准且检测效率高，适用于玻璃白酒瓶中砷和锑迁移量的高通量检测。

关键词：电感耦合等离子体发射光谱法；玻璃白酒瓶；砷；锑

Abstract： Objective： An analytical method for the determination of arsenic and antimony migration in glass Baijiu bottles by inductively coupled plasma emission spectrometry was established. Method： The samples of Baijiu bottles were soaked in food simulant at 22 ℃ for 24 h， and then measured by using 0.45 μm microporous filter membrane with inductively coupled plasma emission spectrometer. Result： Arsenic and antimony had good linear relationship in their respective linear ranges， and the detection limits were 0.05 mg·L-1 and 0.1 mg·L-1， respectively. The recoveries were 91.9% to 105.7%， and the relative standard deviation was 1.36% to 4.52%. Conclusion： The method is simple， accurate and efficient， and is suitable for the high-throughput detection of arsenic and antimony migration in glass Baijiu bottles.

Keywords： inductively coupled plasma atomic emission spectrometry; glass Baijiu bottle; arsenic; antimony

盛装食品的包装玻璃容器直接与各种食品、酒水、饮料等接触，其质量优劣与食品的质量和消费者的身体健康紧密相关[1]。目前，玻璃是各种香型白酒首选的包装材料，由于酒液与瓶体内壁的接触，可能会使各种微量重金属溶出，对饮酒者的身体健康产生威胁[2]。例如，微量的砷元素进入人体，会对红细胞产生刺激，引发细胞与毛细血管中毒，严重者会诱发恶性肿瘤；微量的锑元素进入人体，会破坏新陈代谢，容易导致肝脏、神经系统受损，并有致癌风险。因此，玻璃白酒瓶的生产企业及检测机构应重视对其产品中砷、锑迁移量的监测[3-4]。《食品安全国家标准 食品接触材料及制品 砷的测定和迁移量的测定》（GB 31604.38—2016）[5]和《食品安全国家标准 食品接触材料及制品 锑迁移量的测定》（GB 31604.41—2016）[6]中分别规定了砷与锑迁移量的3种测量方法。其中，氢化物原子荧光光谱法适用于单元素检测，电感耦合等离子体发射质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）与电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）均可用于多元素检测，然而ICP-MS法仪器设备购置及维护成本较高，检测操作复杂，ICP-OES则操作简便，更易推广。因此，本研究参照《食品安全国家标准 食品接触材料及制品 多元素的测定和多元素迁移量的测定》（GB 31604.49—2023）[7]，建立ICP-OES法同时测定玻璃白酒瓶中砷、锑迁移量的分析方法，以期为提升玻璃器皿产品的检验效率提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玻璃白酒瓶（市场抽检）；砷单元素溶液标准物质GBW（E）080117、锑单元素标准物质GBW（E）080545（质量浓度均为100 μg·mL-1，国家标准物质研究中心）；冰乙酸（分析纯）；硝酸（优级纯）；食品模拟物（4%乙酸溶液）。

1.2 仪器与设备

Optima 8000电感耦合等离子体发射光谱仪（美国PE公司）；ME104E电子分析天平（美国梅特勒托利多公司）；UPF-1-207超纯水器（成都超纯科技有限公司）；HA/ML2-4可调电热板（北京恒奥德仪器仪表有限公司）；试验室玻璃仪器用硝酸溶液（1+4）浸泡过夜，超纯水反复冲洗后晾干备用。

1.3 标准溶液配制

1.3.1 混合标准中间溶液

分别吸取砷、锑单元素溶液标准物质各1.0 mL于10 mL棕色容量瓶中，用4%（V/V）乙酸溶液稀释并定容至刻度，配制成砷、锑元素质量浓度均为10.0 mg·L-1的混合标准中间液。

1.3.2 混合标准工作系列溶液

分别吸取上述混合标准中间液0 μL、20 μL、40 μL、100 μL和500 μL于5个10 mL棕色容量瓶中，用4%乙酸溶液稀释定容至刻度，配制成砷、锑元素质量浓度均为0 mg·L-1、0.02 mg·L-1、0.04 mg·L-1、0.10 mg·L-1和0.50 mg·L-1的混合标准工作系列溶液。

1.4 仪器工作条件

射频功率：1.20 kW；等离子体气流量：12.0 mL·min-1；雾化器：交叉雾化器；雾化气流量：0.55 L·min-1；辅助气流量：1.0 L·min-1；蠕动泵转速：12 r·min-1；稳定时间：4 s；样品提升时间：30 s；重复测量次数：3次；砷分析谱线波长：228.812 nm；锑分析谱线波长：206.836 nm。

1.5 试样处理测定

按照《食品安全国家标准 玻璃制品》（GB 4806.5—2016）[8]配制食品模拟物，根据《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则》（GB 5009.156—2016）[9]和《食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则》（GB 31604.1—2015）[10]中的规定进行迁移试验。用超纯水将玻璃酒瓶样品冲洗3次，待自然晾干后，将4%乙酸溶液灌装至酒瓶上边缘约1 cm处，在22 ℃条件下浸泡24 h。浸泡液用玻璃棒搅拌均匀，过0.45 μm微孔滤膜后待测。

将未与玻璃白酒瓶接触的食品模拟物作为空白试验溶液，将标准工作系列溶液、空白试验溶液与待测试样溶液依次导入ICP-OES仪器中测试，绘制标准曲线，外标法定量。

2 结果与分析

2.1 线性关系考察

将配制的砷、锑混合标准工作系列溶液按照

1.4项的仪器工作条件上机测试，以标准系列溶液中砷、锑元素的浓度为横坐标（x），以测得相对应的分析谱线强度的响应值为纵坐标（y），绘制标准工作曲线，所得线性方程及相关系数见表1。由表中数据可以看出，砷、锑两种元素的线性相关系数R2≥0.999，表明两种元素在一定的线性范围内线性关系良好。

2.2 检出限与定量限

将空白试验溶液按照1.4项的仪器工作条件连续测定11次，计算空白试验溶液中砷、锑两种元素浓度的标准偏差，以3倍标准偏差对应的浓度为砷、锑元素的方法检出限，以10倍标准偏差对应的浓度为砷、锑元素的方法定量限。结果可知，砷检出限为0.02 mg·L-1、定量限为0.05 mg·L-1；锑检出限为0.03 mg·L-1、定量限为0.10 mg·L-1。以上结果均满足GB 31604.49—2023中的规定。

2.3 加标回收率与精密度

采用本方法测定不含砷、锑元素的玻璃白酒瓶样品，分别加入低浓度（1倍定量限）、中浓度（2倍定量限）、高浓度（10倍定量限）3种浓度水平的砷、锑混合标准溶液，按照1.5项试样处理测定步骤平行测定7次，得到的加标回收率与精密度结果见表2。由表中数据可知，该方法测定玻璃白酒瓶中砷、锑迁移量的加标回收率为91.9%～105.7%，相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD）在1.36%～4.52%，均小于5%，表明该方法的准确性与精密度良好，可以满足玻璃白酒瓶中砷、锑迁移量的定量检测需求。

2.4 实际样品检测

选取不同厂家的5个批次的玻璃白酒瓶（编号分别为A、B、C、D和E）作为实际检测样品，采用ICP-OES法进行砷和锑迁移量的检测，测定结果见表3。由表中数据可知，砷的最高迁移量为0.05 mg·L-1；锑的最高迁移量为0.15 mg·L-1。检测结果均低于标准限量值，表明抽检的5个批次的玻璃白酒瓶样品中砷、锑迁移量均未超标。

3 结论

本研究参照国家标准GB 31604.49—2023，建立了ICP-OES法测定玻璃白酒瓶中砷、锑迁移量的分析方法，并进行了线性关系、检出限与定量限、加标回收率与精密度等方法学考察。结果表明，砷、锑两种元素在一定的线性范围内线性关系良好，砷检出限与定量限分别为0.02 mg·L-1、0.05 mg·L-1，锑检出限与定量限分别为0.03 mg·L-1、0.10 mg·L-1，该方法的加标回收率为91.9%～105.7%，精密度为1.36%～4.52%。该方法操作简便、测定结果精准，可实现玻璃白酒瓶中砷、锑迁移量的同时测定，提升了玻璃白酒瓶中砷、锑迁移量的检测效率。

参考文献

[1]饶洪冲，段琰，徐彬强，等.电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定药用玻璃砷、锑、铅、镉浸出量[J].生物技术世界，2014（11）：8-9.

[2]景菲，汤云，许珍熙，等.ICP-MS法测定药用玻璃中砷、锑、铅、镉浸出量[J].化工时刊，2020，34（2）：15-16.

[3]杜米芳.电感耦合等离子体原子发射光谱法快速测定玻璃中的铈[J].玻璃与搪瓷，2011，39（6）：10-13.

[4]王超，蒋祥飞，刘杨，等.电感耦合等离子体质谱法测定玻璃制品铅、镉、砷、锑迁移量的方法适用性验证[J].酿酒科技，2020（2）：92-98.

[5]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品接触材料及制品 砷的测定和迁移量的测定：GB 31604.38—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[6]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品接触材料及制品 锑迁移量的测定：GB 31604.41—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[7]国家市场监督管理总局，国家卫生健康委员会.食品安全国家标准 食品接触材料及制品 多元素的测定和多元素迁移量的测定：GB 31604.49—2023[S].北京：中国标准出版社，2023.

[8]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 玻璃制品：GB 4806.5—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[9]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则：GB 5009.156—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[10]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则：GB 31604.1—2015[S].北京：中国标准出版社，2015.