砷及无机砷检测技术概述
砷是一种广泛存在于环境中的类金属元素，其毒性与化学形态密切相关。无机砷（主要包括亚砷酸盐As(Ⅲ)和砷酸盐As(V)）被国际癌症研究机构列为Ⅰ类致癌物，毒性远高于大多数有机砷化合物（如砷甜菜碱、砷胆碱）。因此，对总砷特别是无机砷的准确检测，在食品安全、环境监测、职业卫生等领域至关重要。
1. 检测项目：方法及原理
检测主要分为两大类：总砷测定和砷形态分析（无机砷分离测定）。
1.1 总砷测定方法
此类方法用于测定样品中砷元素的总含量。
-
原子荧光光谱法：样品经酸消解后，在酸性介质中被还原剂（如硼氢化钾）还原为挥发性砷化氢。由载气导入原子化器，受特定光源激发产生原子荧光，其荧光强度与砷含量成正比。该方法灵敏度高、干扰少，是我国食品等领域的主要标准方法。
-
电感耦合等离子体质谱法：样品消解液经雾化后进入高温等离子体，被充分电离，通过质谱仪分离并检测砷的特征离子（如⁷⁵As）。该方法具有极低的检出限、宽的线性范围和多元素同时分析能力，是痕量砷分析的权威方法。
-
电感耦合等离子体发射光谱法：利用等离子体使砷原子激发，通过测量砷特征波长（如193.696 nm）的发射光强度进行定量。灵敏度低于ICP-MS，但适用于含量较高的样品，且成本相对较低。
-
石墨炉原子吸收光谱法：样品消解液注入石墨管，经程序升温干燥、灰化，最终高温原子化，测量基态原子对砷特征谱线（193.7 nm）的吸收。灵敏度高，但基体干扰较复杂，需使用基体改进剂。
-
银盐法：经典的化学分析法。生成的砷化氢被吸收于含有聚乙烯醇的硝酸银-乙醇溶液中，形成黄色胶态银，其吸光度与砷含量成正比。设备简单，但操作繁琐，灵敏度较低，已逐步被仪器方法替代。
1.2 无机砷形态分析（分离与测定）
关键在于将不同砷形态有效分离后再进行高灵敏度检测。
-
液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术：当前砷形态分析的金标准。液相色谱（常使用阴离子交换柱）依据不同砷化合物的极性、电荷差异实现高效分离（如AsB, As(Ⅲ), DMA, MMA, As(V)）。流出组分直接导入ICP-MS进行检测。该方法兼具高效分离能力与超痕量检测性能。
-
液相色谱-原子荧光光谱联用技术：LC将各形态砷分离后，在线与还原剂混合，发生氢化物反应，生成的气态氢化物进入AFS检测。该联用技术灵敏度高、成本相对较低，是我国食品无机砷测定的重要标准方法。
-
高效液相色谱-电感耦合等离子体发射光谱联用技术：原理与HPLC-ICP-MS类似，以ICP-OES作为检测器。虽灵敏度不及ICP-MS，但对于常规含量样品仍是一种可靠选择。
2. 检测范围
-
食品与农产品：大米及其制品、海产品（藻类、鱼类、贝类）、饮用水、茶叶、食用菌等是重点监控对象。大米易富集无机砷，海产品则富含有机砷，需严格区分。
-
环境介质：土壤、沉积物、地表水、地下水、环境空气颗粒物。评估环境污染程度及生态风险。
-
药品与化妆品：中药材（某些矿物药含雄黄）、化妆品原料及成品中砷杂质限量控制。
-
职业卫生与生物监测：工作场所空气（如冶炼、化工行业）、从业人员尿液中砷及其代谢物的测定，用于职业暴露评估。
3. 检测标准
国内外已建立一系列针对不同基质的砷检测标准，强调方法的准确性与适用性。
中国国家标准：
-
GB 5009.11-2014《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》：核心标准。规定总砷测定的AFS、ICP-MS、ICP-OES、银盐法；无机砷测定则采用LC-AFS和LC-ICP-MS。
-
HJ 1133-2020《环境空气颗粒物 无机元素的测定》：规定使用ICP-MS等方法测定颗粒物中的总砷。
-
GB/T 22105.2-2008《土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定》：规定AFS法测定土壤总砷。
-
《化妆品安全技术规范》（2015年版）：规定AFS、ICP-MS、AAS等方法测定化妆品中总砷。
国际及国外主要标准：
-
ISO：如ISO 17294-2 (水质-ICP-MS法)、ISO 16133 (土壤-ICP-MS法)。
-
美国EPA：如EPA 6020B (ICP-MS法)、EPA 7063 (氢化物发生AA法)。
-
AOAC国际：如AOAC Official Method 2015.01 (LC-ICP-MS测定大米中无机砷)。
-
日本食品公定书：规定AFS、ICP-MS等方法。
4. 检测仪器
-
原子荧光光谱仪：核心部件包括高强度空心阴极灯、氢化物发生系统、石英原子化器及光电检测系统。专长于砷、汞等可形成氢化物元素的痕量分析，性价比高。
-
电感耦合等离子体质谱仪：由进样系统、ICP离子源、接口、质谱分析器（通常为四极杆）及检测器组成。提供ppt级别的超痕量检测能力，是多元素及形态分析的核心设备。
-
电感耦合等离子体发射光谱仪：由ICP光源、光栅分光系统及阵列检测器构成。适用于多元素快速筛查和较高含量样品的准确定量。
-
高效液相色谱仪：形态分析的关键分离单元。包括梯度泵、自动进样器、色谱柱柱温箱及相应的分析色谱柱（如阴离子交换柱）。
-
联用系统接口：HPLC与ICP-MS/AFS的专用接口，确保液相流出物高效、稳定地传输至原子化/离子化源，是联用技术成败的关键部件之一。
-
辅助设备：
总结
随着分析技术的进步，砷检测正从单纯的总量控制向精准的形态分析发展。HPLC-ICP-MS等联用技术因其卓越的分离与检测性能，成为形态分析的主流方向。在实际应用中，需根据检测目的、样品基质、含量水平及实验室条件，选择符合相应标准规范的最适方法，并严格进行质量控制，以确保数据准确可靠，为风险管理提供科学依据。
