砷及无机其化合物检测
砷（As）是一种广泛存在于环境中的类金属元素，其无机化合物（如三氧化二砷/砒霜、砷酸盐、亚砷酸盐等）具有剧毒性和致癌性。人体主要通过饮用水、受污染的食物（如稻米、海产品）和空气暴露于砷。长期摄入即使是低剂量的无机砷，也可能导致皮肤病变、周围血管疾病、神经病变、糖尿病、心血管疾病以及多种癌症（皮肤癌、膀胱癌、肺癌等）。因此，对环境和各类基质（如水、土壤、食品、生物样品等）中的砷，特别是具有高毒性的无机砷化合物（iAs）进行准确、灵敏的检测，对于评估环境风险、保障食品安全、监控工业排放以及保护公众健康具有至关重要的意义。准确区分总砷（Total As）和无机砷（iAs）以及不同价态（As(III) 和 As(V)）的毒性差异，是检测的核心挑战和价值所在。
检测项目
砷及无机化合物的检测项目主要根据基质和应用目的而定，核心包括：
- 总砷（Total Arsenic, Total As）： 样品中所有形态砷元素的总量，包括无机砷和有机砷（如砷甜菜碱、砷胆碱等）。这是最基础的检测项目，用于评估整体砷污染水平。
- 无机砷（Inorganic Arsenic, iAs）： 包括毒性较强的三价砷（As(III), 亚砷酸盐）和五价砷（As(V), 砷酸盐）。此项目是食品安全、饮用水安全监控的核心指标，因为其毒性远高于大多数有机砷。
- 砷形态分析（Speciation Analysis）： 精确测定样品中不同砷化合物的具体形态及含量，包括As(III), As(V), 一甲基砷（MMA）, 二甲基砷（DMA）, 砷甜菜碱（AsB）, 砷胆碱（AsC）等。这对于精细评估毒理学风险和了解砷的生物地球化学循环至关重要。
常见的检测基质包括：饮用水、地表水/地下水、废水、土壤/沉积物、食品（尤其是稻米、米制品、海藻、海产品）、饲料、中药材、化妆品、生物样品（尿液、头发、指甲）等。
检测仪器
现代砷检测依赖多种精密仪器，根据检测项目和所需灵敏度/精密度进行选择：
- 原子荧光光谱法（Atomic Fluorescence Spectrometry, AFS）:
- 氢化物发生-原子荧光光谱仪（HG-AFS）： 最常用且性价比较高的仪器，特别适用于总砷和无机砷的检测。通过氢化物发生将砷转化为易挥发的砷化氢（AsH₃），再进行原子化与荧光检测。灵敏度高、选择性好、成本相对较低。
- 原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry, AAS）:
- 氢化物发生-原子吸收光谱仪（HG-AAS）： 原理与HG-AFS类似，利用氢化物发生进样，通过原子吸收检测。也是常用的总砷和无机砷检测方法。
- 石墨炉原子吸收光谱仪（GFAAS）： 灵敏度极高，可直接测定液体样品中的痕量总砷，无需氢化物发生。但基体干扰可能更复杂，成本高于HG-AAS/HG-AFS。
- 电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS）: 目前灵敏度最高的仪器之一，可检测极低浓度（ppt级）的总砷。结合高效液相色谱（HPLC）或离子色谱（IC）等分离技术，是进行砷形态分析（Speciation）的黄金标准方法。但仪器购置和成本高昂。
- 电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry, ICP-OES）： 适用于较高浓度总砷的检测，通量高，可同时测定多种元素。灵敏度通常低于HG-AFS/HG-AAS和ICP-MS。
- 高效液相色谱（HPLC） / 离子色谱（IC）: 本身不直接检测砷元素，而是作为分离手段，与元素检测器（如AFS, AAS, ICP-MS）联用（HPLC-AFS, HPLC-ICP-MS等），实现不同砷形态（iAs, MMA, DMA, AsB等）的有效分离和准确定量。
- (较传统) 分光光度法（如银盐法、二乙基二硫代氨基甲酸银法）： 利用显色反应进行比色测定。成本低，但灵敏度、精密度和抗干扰能力通常不如仪器方法，操作步骤繁琐，使用有毒试剂（如氯仿），正逐渐被更先进的仪器方法取代。
检测方法
检测方法的选择取决于检测项目（总砷、无机砷、形态分析）、基质类型、所需灵敏度和实验室条件。主要方法包括：
- 总砷测定方法：
- 酸消解 + HG-AFS / HG-AAS / ICP-MS / ICP-OES： 对于固体或复杂基质的样品（如食品、土壤），通常需要先用强酸（硝酸、硝酸-高氯酸、硝酸-过氧化氢等）进行湿法消解或微波消解，将各种形态的砷转化为可溶性的无机砷（主要是As(V)），然后选择合适的仪器测定消解液中的总砷含量。HG-AFS和HG-AAS是最常用的方法。
- 直接进样（ICP-MS, GFAAS）： 对于清洁水样等简单基质的样品，有时可以直接或稀释后进样测定总砷，特别是使用高灵敏度的ICP-MS或GFAAS。
- 无机砷测定方法：
- 酸提取 + HG-AFS / HG-AAS： 常用方法。利用稀酸（如盐酸或硝酸）在特定条件下（温度、时间）提取样品中的无机砷（As(III)+As(V)），有机砷则基本不被提取。提取液通常需进行预还原（如用硫脲-抗坏血酸）将As(V)还原为As(III)，然后通过HG-AFS或HG-AAS测定总无机砷（As(III)+As(V)）。此方法无法区分As(III)和As(V)。
- 高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法（HPLC-HG-AFS）： 能有效分离并定量测定As(III), As(V), DMA, MMA等。方法灵敏、选择性好，是国内食品等领域测定无机砷的主流方法之一。
- 高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法（HPLC-ICP-MS）： 金标准方法，灵敏度最高，形态分离效果最佳，适用于复杂基质和痕量分析。
- 砷形态分析方法：
- 联用技术： 核心是分离技术（HPLC或IC）与高灵敏度元素检测器（ICP-MS首选，HG-AFS, AAS也可）的联用（HPLC-ICP-MS, IC-ICP-MS, HPLC-HG-AFS等）。样品经温和提取（常用水或甲醇-水溶液）后直接进样分析，分离并定量各种砷形态。
检测标准
国内外针对不同基质中的砷及无机化合物制定了众多检测标准，为检测提供规范性指导和质量保证。主要标准来源包括：
- 中国国家标准（GB）：
- 食品安全：
- GB 5009.11-2014 《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》
- 第一法：液相色谱-原子荧光光谱法（LC-AFS）测无机砷（As(III), As(V), 总iAs）
- 第二法：电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测总砷
- 第三法：氢化物发生原子荧光光谱法（HG-AFS）测总砷
- 第四法：银盐法测总砷（仲裁法，但较少用）
- GB 5009.11-2014 《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》
- 生活饮用水/水质：
- 食品安全：
