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环境中的有毒有害元素及其检测――砷（下）
发布时间：2017-09-01
(四)致畸和致突变性
据报道，砷还是生殖毒物之一，而且其生殖和发育毒性很强。用三氧化二砷的水溶液给大鼠染毒，在3个月左右发现大鼠的精子畸形率明显高于对照组，且畸形率随染毒量增加而增加。在研究亚砷酸钠的毒性时发现，亚砷酸钠可以诱发基因发生突变，突变率随砷的浓度增加而升高。无机砷如亚砷酸钠和砷酸钠对小鼠早期器官发育的胚胎有毒性作用，亚砷酸钠比砷酸钠致畸作用要强，可造成多种器官的发育障碍以至产生畸胎。
砷为一种原浆毒，对体内蛋白质和多种氨基酸具有很强的亲和力。侵人体内的砷与多种含巯基的酶，如6-磷酸葡萄糖脱氢酶、细胞色素氧化酶、6-氨基酸氧化酶、磷酸氧化酶、胆碱氧化酶、氨基转移酶，特别是丙酮酸氧化酶相结合，使酶丧失活性。6-磷酸葡萄糖脱氢酶、乳酸脱氢酶、细胞色素氧化酶与细胞的代谢有关，它们被抑制后，可使细胞的呼吸和氧化过程发生障碍。磷酸酯酶被抑制后，细胞的分裂可发生紊乱。此外，砷酸和亚砷酸在许多生化反应过程中尚能取代磷酸，生成一种不稳定的产物，极易水解。砷酸进入线粒体与磷酸竞争，可使氧化磷酸化过程解偶联，不能形成高能磷酸键，从而干扰了细胞的能量代谢。砷作用于肝细胞的线粒体，可引起肝损害。砷可直接损害毛细血管，同时也作用于血管舒缩中枢，使血管壁平滑肌麻痹、毛细血管扩张，从而使血管通透性增加，血容量降低。
对于砷化合物的限量，1988年FAO／WHO暂定砷的每日允许最大摄入量为O.05mg／kg体重，对无机砷每周允许摄人量建议为O.015mg／kg体重。
我国规定砷的容许限量为：居民区大气中日平均≤O.003mg／m3，车间空气中日平均≤0.3mg／ms；饮用水≤O.05mg／L，灌溉水≤O.1mg／L。食品中砷的含量为(mg／kg，以砷计)：原粮≤0.7，食用植物油≤O.1，酱油、酱、食醋、味精、盐、冷饮食品≤0.5，蔬菜、水果、肉类、淡水鱼、蛋类、酒类、鲜奶、鲜海鱼≤O.5，鲜贝类≤1.0，化妆品≤1×10-3。
四、砷的测定(火焰原子吸收光谱法)
(一)水中砷的测定
1、原理
本法以硼氢化钠为还原剂将砷还原为挥发性氢化物，以氢气为载气，同时作为燃气与适量助燃气体混合，在石英管中燃烧，使砷原子化，用原子吸收法测定。
砷的检出浓度为0.06μg／L。原子吸收测定试样的速度为80个/h，方法灵敏、快速。
2、试剂配制
砷标准储备液：称0.5660g砷酸三钠(Na3AsO4・12H20)于小烧杯中，用蒸馏水溶解后加入10mL浓盐酸，转移至1L容量瓶中，用水稀释至标线，混匀，配成每毫升含100μg的砷储备液。
3、测定步骤
(1)原子吸收测定条件 波长393.7nm；灯电流10mA；通带宽O.2nm；载气(H2)流量1.5L／min；助燃气(空气)流量1.OL／min；标尺扩展×2；阻尼2。
(2)标准曲线将砷标准储备溶液用2mol／L盐酸稀释，配制成100ng／mL标准溶液。吸取此溶液O.5mL，1.0mL，2.0mL，3.0mL，4.0mL，5.0mL于100mL容量瓶中，用2mol／L盐酸稀释至标线，混匀，配制成0.5ng／mL，1.0ng／mL，2.0ng／mL，3.0ng／mL，4.Ong／mL，5.Ong／mL砷标准工作液。吸入10mL标准液，注入反应瓶。吸5mL 2％硼氢化钠，迅速注入反应瓶。测定吸收峰值，绘制标准曲线。
(3)水样测定采集水样时，在塑料瓶内预先加入一定量的盐酸，使水样酸度为0.05～1.0mol／L。测定前用滤纸过滤。吸取10mL滤过的水样于反应瓶中，加入2mL浓盐酸及5mL 2％硼氢化钠，操作方法同标准曲线。根据吸收峰值从标准曲线上查得砷含量。
4、计算
5、说明
①当气温高于20℃时，可用1％硼氢化钠代替2％硼氢化钠，两者峰值相同。低于20℃时，后者峰值高于前者。
②配制的硼氢化钠溶液在数小时内可用。若将其迅速过滤以除去不溶物，可延长硼氢化钠的稳定时间，还可以改善测定的精密度。
(二)土壤中砷的测定
1、原理、仪器条件同水中砷的测定
2、测定步骤
称取土样(风干磨碎后过100目筛)0.1～O.2g于125mL三角瓶中，加入5mL浓硝酸，放在电热板上缓慢升温，至140～160℃时，大部分有机质已分解(约需30min)，取下冷却后加入5mL硝酸-高氯酸混合酸，继续于电热板上消煮至产生浓白烟，土样呈灰白色糊状。消化液用2mol／L盐酸洗至50mL容量瓶中，定容。再用2mol／L盐酸稀释10～20倍后吸取10mL进行测定。
3、计算
4、说明
消煮时升温速度不宜过快，以免炭化而导致结果偏低。
(三)农作物中砷的测定
1、原理、仪器条件同水中砷的测定原理
2、测定步骤
称取O.5～1.Og(风干或80℃烘干，1～2mm粒径)试样于125mL三角瓶中，加入5mL浓硝酸，浸泡过夜，次日置电热板上缓慢升温消化，待温度达到140～160℃时，大部分有机质已分解(约需30min)，取下冷却后，加入5mL硝酸一高氯酸混合液，继续消化至产生浓白烟，残留1～2mL消化液为止。冷却后用2mol／L盐酸将其转移至50mL容量瓶中，定容，摇匀，吸取10mL，按标准曲线操作方法进行测定。
3、说明
消煮时升温速度不宜过快，以免炭化而导致结果偏低。
参考资料：环境中有毒有害物质与分析检测
