 |
   |
化妆品中砷的标准检验方法(1）（2)
及注解UDC 668.53：543.062GB 7917.2－87
Standard methods of hygienic test for cosmetics Arsenic
本标准适用于化妆品中总砷的测定，规定的两种方法最低检出量为0.5?g砷。若取1g样品测定，最低检测浓度为0.5ppm。
1 二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法(3）
1.1 方法提要经灰化或消解后的试样，在碘化钾和氯化亚锡的作用下，样液中五价砷被还原为三价。三价砷与新生态氢生成砷化氢气体。通过用乙酸铅溶液浸泡的棉花去除硫化氢干扰，然后与溶于三乙醇胺－氯仿中的二乙氨基二硫代甲酸银作用，生成棕红色的胶态银，比色定量。钴、镍、汞、银、铂、铬和钼可干扰砷化氢的发生，但正常情况下，化妆品中含量不会产生干扰。锑对测定有明显干扰。
1.2 样品采集见GB 7917.1－87《化妆品卫生化学标准检验方法 汞》第2章
1.3 试剂
1.3.1 去离子水或同等纯度的水：将一次蒸馏水经离子交换净水器净水，贮存于全玻璃瓶或聚乙烯瓶中。注：试剂的配制，提纯和分析步骤中均用此水。
1.3.2 硝酸（密度1.42g/ml）：分析纯。
1.3.3 硫酸（密度1.84g/ml）：分析纯。
1.3.4 硫酸（1＋1）。
1.3.5 硫酸（1mol/L）。
1.3.6 氢氧化钠（20％）。
1.3.7 酚酞指示剂（0.1％乙醇溶液）：称取0.1酚酞，溶于50ml95％乙醇，加水至100ml。
1.3.8 氧化镁：分析纯。
1.3.9 硝酸镁（10％）。
1.3.10 盐酸（1＋1）。
1.3.11 碘化钾（16％）。
1.3.12 氯化亚锡溶液（40％）：称取40g氯化亚锡（分析纯），溶于40ml浓盐酸（分析纯）中，加水至100ml溶液中，可放入金属锡粒数颗。
1.3.13 无砷锌粒：10～20目(4）。
1.3.14 乙酸铅溶液（10％）。
1.3.15 乙酸铅棉花：将脱脂棉浸入10％乙酸铅溶液（1.3.14），2H后取出，晾干，并使膨松。
1.3.16 二乙氨基二硫代甲酸银（DDC－Ag）溶液(5）：称取0.25gDDC－Ag，用少许氯仿溶解。加入1.0ml三乙醇胺，再用氯仿稀释至10 0ml。必要时可过滤。置于棕色瓶内，于冰箱中存放。
1.3.17 氯仿：分析纯。
1.3.18 三乙醇胺。
1.3.19 砷标准贮备液：称取0.6600g经105℃干燥2H的三氧化二砷（AS2O3，分析纯），溶于5ml20％氢氧化钠溶液（1.3.6）中，以酚酞（1.3.7）作指示剂，用1mol/L硫酸溶液（1.3.5）中和至中性后，再加入15ml 1mol/L硫酸溶液（1.3.5），并用水定容至500ml。此溶液1.00ml含1.00mg砷。
1.3.20 砷标准溶液：移取砷标准贮备液（1.3.19）1.00ml置于100ml容量瓶中，加水至刻度，混匀。临用时吸取此溶液10.0ml，加水定容至100ml，混匀。此溶液1.00ml含1.00?g砷。
1.4 仪器
1.4.1 凯氏定氮瓶（250ml），或锥形瓶（125ml）。
1.4.2 瓷蒸发皿（50ml）。
1.4.3 砷测定装置：如图1。
1.4.4 分光光度计。
1.5 分析步骤
1.5.1样品前处理（可任选一种处理方法）
1.5.1.1 HNO3－H2SO3湿式消解法(6）试样如含有乙醇等溶剂，则应预先将溶剂挥发(不得干涸),如含有甘油特别多的试样，消解时应特别注意安全。称取约1.00～2.00g经充分混匀的试样，同时作试剂空白。置于250ml定氮消解瓶或125ml锥形瓶中，加入为数颗玻璃珠。然后加5ml水、10～15ml硝酸（1.3.2），放置片刻后，缓缓加热，反应开始后移去热源，冷却后加入5ml硫酸（1.3.3），继续加热消解。若消解过程中溶液出现棕色，可加少许硝酸继续消解，如此反复，直至溶液澄清或微黄。放置冷却后加20ml水，继续加热煮沸至产生白烟。如此处理两次，将消解液定量转移至50ml容量瓶中，加水定容至刻度，备用。此溶液每10ml相当含（1＋1）硫酸2ml。
1.5.1.2干灰化法(7）称取约1.00～2.00g经充分混匀的试样，置于50ml瓷蒸发皿中，同时作试剂空白，加入10ml 10％硝酸镁溶液（1.3.9）（含油、蜡质高的样品，改为1g硝酸镁固体）、1g氧化镁（1.3.8）粉末，将试样及灰化助剂充分混匀，在水浴上蒸干水分，然后在小火上炭化至不冒烟，称入箱形电炉，在600℃下灰化4H，冷却取出，向灰分加水少许，使润湿，然后用20ml（1＋1）盐酸（1.3.10）分数次加入以溶解灰分及洗蒸发皿。并加水定容至50ml，备用此溶液每10ml相当含盐酸（1＋1）（已除外中和消耗量）2.0ml。
1.5.2
测定称取0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0ml砷标准溶液（1.3.20）、适量样液（1.5.1.1或1.5.1.2）和空白溶液，分别置于砷化氢发生瓶中。样品采用湿式消解法（1.5.1.1）处理者，加入硫酸使总酸时相当含（1＋1）硫酸10ml(8）；样品采用干灰化法（1.5.1.2）处理者，加入盐酸（1＋1）使总酸含量为10ml。然后加水至总体积为50ml。各加2.5ml 15％碘化钾溶液（1.3.11）及2.0ml 40％氯化亚锡溶液（1.3.12）(9），摇匀。放置10min后，加入3～5g锌粒（1.3.13），立即接上塞有乙酸铅棉的导气管(10），并将其插入已加有5.0ml二乙氨基二硫代甲酸银溶液（1.3.12）的吸收管。室温（25℃）下反应1H(11）(12）。反应完毕，若吸收液体积减少，则用氯仿补至5.0ml。将部分吸收移入1ｃm比色皿中，以氯仿为参比，在分光光度计上，于波长515nm处，测量吸光度。1.5.3 绘制工作曲线，从曲线上查出测试液中砷含量。
1.6 分析结果的计算按式（1）计算砷浓度：
As(ppm）＝(m1－m0)/(m×Vt/V)......................(1)式中：m0──从工作曲线上查得试剂空白的砷量，µg；
m1──从工作曲线上查得样品测试液中的砷量，?g；
m──称样量，g；
V1──分取样口溶液体积,ml；
V──样品溶液总体积，ml。
2 砷斑法
2.1 方法提要(13）经灰化或消解后的试样，在碘化钾、氯化亚锡以及新生态氢的作用下，生成砷化氢。经去除硫化氢干扰后，与溴化汞试纸作用生成黄棕色斑点。与标准砷斑比较定量。钴、镍、汞、银、铂、铬和钼可干扰砷化氢的发生，但正常情况下化妆品含量，不会产生干扰。锑含量在0.1mg以下无影响。
2.2 样品采集同1.2。
2.3 试剂
2.3.1～2.3.15同1.3.1～1.3.15。
2.3.16乙酸铅滤纸片：经10％乙酸铅溶液（1.3.14）浸渍的滤纸，晾干并切成4cm×7cm片状，用时卷成小纸卷。
2.3.17溴化汞溶液（5％）：称取5g溴化汞（分析纯），溶于95％乙醇中，并稀释到100ml，贮于棕色瓶中。
2.3.18溴化汞试纸(14）：直径2Cm圆形滤纸片，在5％溴化汞溶液（2.3.17）中浸渍，用前晾干。
2.3.19～2.3.20同1.3.19～1.3.20。
2.4 仪器
2.4.1～2.4.2同1.4.1～1.4.2。
2.4.3
砷化氢发生瓶。2.4.4
测砷管：见图2-2-2。2.5
分析步骤2.5.1
样品前处理2.5.1.1～2.5.1.2同1.5.1.1～1.5.1.2。
2.5.2
测定称取0、0.50、1.00、2.00、3.00ml砷标准溶液（2.3.20）、适量样液（2.5.1.2）和空白溶液，分别置于砷化氢发生瓶中，各加10ml（1＋1）盐酸（2.3.10）（样品及空白瓶要分别减去加入的样品液及空白液的含酸量），加水至总体积为50ml。再加2.5ml 15％碘化钾（1.3.11）及2.0ml 40％氯化亚锡溶液（2.3.12）(9），摇匀，放置10min左右。将乙酸铅棉花及乙酸铅滤纸装入测砷管中(10），并将溴化汞试纸紧夹于测砷管上部磨口之间。注意试纸必须夹紧，并对准孔径位置。向各砷化氢发生瓶中加入3～5g锌粒（2.3.13），迅速装上测砷管并塞紧。在室温（25℃）下反应1H，取下溴化汞试纸。将样品砷斑与标准砷斑比较，定量(11）(15）(16）。2.6 分析结果的计算
按式（2）计算砷浓度：
As(ppm）＝(m1－m0)/(m×Vt/V)．．．．．．．．．．．．（2）式中：m０───与标准砷斑比较得空白含砷量，?g；
m１───与标准砷斑比较得测试液含砷量，?g；
m───样品质量，g；
V1───测定时样液取样体积，ml；
V───样液总体积，ml。附加说明：本标准由中国预防医学科学院环境卫生监测所归口。本标准由“化妆品卫生化学标准检验方法”起草小组负责起草。本标准主要起草人郑星泉、沈文、王鹏、杜秀玲、刘玉清。 本标准由中国预防医学科学院环境卫生监测所负责解释。
注解
（1）砷对人体而言是必须元素，砷虽为非金属元素，然而人们称基为准金属（metalloid），所以往往将其视为重金属元素。FAO/WHO在考虑化学污染物时，将砷排在优先研究的有毒金属的第一位。砷的毒性和化学形态有关，不同形态的砷，毒性差别很大。元素砷不溶于水、醇或酚，无毒性；砷化合物有三价和五价两种。砷的化合物都有毒，三价砷的毒性更大，砷的硫化物毒性较小。对职业接触者的研究表明，皮肤可吸收砷而引起皮炎、色素沉积等到皮肤病，最终导致皮癌。
（2）砷的测定方法有原子吸收分光光度法和比色法，比色法又有钼蓝法、砷斑法和二乙氨基二硫代甲酸银比色法，钼蓝法的最大吸收波长为850毫微米，一般可见光分光光度计只能在650毫微米测定，同时由于磷酸盐、硅酸盐的干扰，影响测定的因素多和过程繁杂而不常使用。砷斑法虽然具有重现性差的缺点，但由于操作、设备均较简单，目前仍被采用为半定量分析法。银盐比色法自1952年Vasak提出后，1956年起开始应用于空气及水中砷的测定，以后又对该方法的吡啶吸收液进行了改革，由于它具有灵敏、简易、重现性、回收率好等优点。已被各国采用为法定分析方法。我国化妆品标准检验方法中，砷的测定采用的是二乙氨基二硫代甲酸银比色法和砷斑法两种。（3）1952年由Vasak开拓本法。方法原理为：五价砷被还原为三价砷，进而三价砷与新生态氢生成砷化氢，并与二乙氨基二硫代甲酸银作用，生成棕红色的胶态银，比色定量。H3AsO4+2KI+2HCl→H3AsO3+2KCl+H2O+I2
H3AsO4+3HCl→AsCl3+3H2O或 H3AsO4+5HCl→AsCl5+4H2O
AsCl5+SnCl2→AsCl3+SnCl4
2AsCl3+3SnCl2→2As+3SnCl4
I2+SnCl2+2HCl→2HI+SnCl4进一步被新生态氢还原为砷化氢。
2As+6H→2AsH3砷化氢的二乙氨基二硫代甲酸银生成红色凝胶态银。
AsH3+6Ag（DDC）→6Ag+3HDDC+As（DDC）3有机碱（三乙醇胺）在凝胶态银形成的作用可认为是：见反应式2
由于有机碱NR3和游离HDDC结合，使反应向生成凝胶态银方向移动。
根据反应，银盐比色法的吸收液是用AgDDC、有机碱和溶剂组成。Vasak提出的方法将AgDDC溶于吡啶配成。吡啶是有机碱又是溶剂，具有沸点高、吸收过程中体积几乎不改变、灵敏、重现性高、配制方便等优点。但由于吡啶的恶臭和毒性影响了方法的推广。根据上述反应原理，国内外有很多改革吸收液的报道，如用生物碱（马钱子碱、士的宁、奎宁、氯喹、麻黄素）或其它有机碱（如三乙胺、三乙醇胺等）的氯仿溶液作为吸收液，均获得较好的结果。AgDDC三乙醇胺氯仿吸收液具有试剂毒性小，配制方便等优点，图2-2-3为三种吸收液的吸收曲线比较。（4）不同开头和规格的锌粒表面积不同，对测定结果也会产生影响。一般情况下，蜂窝状锌粒用3g，大颗粒锌粒用5g即可获得良好结果。（5）根据文献报导和实验证实，吸收液中AgDDC浓度以0.25%为宜,低于0.25%将影响测定的灵敏度及重现性。因此配制试剂时应放置过夜隔水微热助溶，轻微的混浊可以过滤除去。若试剂溶解度不好时应更换，实验室制备的AgDDC可获极好的溶解度,配制试剂时毋需过滤.吸收液在三乙醇胺的浓度0.5%、1%、3%、5%对结果未发现明显差别。AgDDC
实验室制备的方法如下：分别溶解1.7g的硝酸银（分析纯）、2.3g二乙氨基二硫代甲酸钠（分析纯）于100ml蒸馏水中，冷却到20℃以下缓缓搅拌混合，过滤生成的柠檬黄色银盐沉淀用冷蒸馏水洗涤数次，在干燥器中干燥，避光保存。（6）10ml浓硝酸和10ml浓硫酸加入烧杯后，在加热板上慢慢升温的过程中，溶液的温度变化如图2-2-4。①
最初，硝酸（严格说是硝酸-水混合）的气体慢慢产生，温度升高（a）。②
接着，出现恒定的温度状态（b）。③硝酸蒸发完全后，硫酸开始蒸发（c的初期）。仔细观察会发现在硝酸蒸发终了阶段，玻璃器壁是干燥的。因为硝酸和硫酸的沸点有差别，由于蒸发硝酸越来越少，溶液温度稍有上升，待硝酸蒸发完，硫酸开始蒸发。蒸发的SO3和水呈烟雾状态即产生硫酸白烟（c阶段）。硫酸白烟最初比较轻微，随温度上升变成浓厚的白烟状态，其温度大约为220℃。④在d和c阶段都产生白烟，因为加热板的温度设定得较低，故d和c停止在一定温度。然而水一硫酸的最高沸点是在300℃以上，在加热板热量大的情况下，温度会逐渐上升。温度设定太高并不好，会造成砷的损失。特别是当有盐酸存在时，砷变成氯化物易挥发。无论是吸收光度法还是原子吸收光度法对砷进行分析，都要进行还原操作，把砷还原成砷化氢使之气化，这时，硝酸会产生强烈干扰。因此，在分解完了之后，必须把硝酸完全赶出，当温度上升到300℃时，砷就会挥发。另一方面，在测定是把锌加入测定溶液，使之产生砷化氢，在溶液中即使硝酸浓度在、0.05M附近（试液25ml中大约含0.1ml浓硝酸）吸光度也会降低30%以上。在驱赶硝酸的操作中，烧杯的形状也有影响，产生白烟时，在烧杯的上部也要保持蒸气的温度才能把硝酸赶出去，如果温度低，硝酸的蒸气碰到壁后就会返回来，这样，硝酸处在回流温度就不机能被赶走。对试样中的有机物等进行分解的过程中，在硝酸进行酸化分解后，适当调节温度使之上升，转到挥发硝酸的操作。为确认硝酸是否完全赶出，可用番木鳌碱-硫酸粉糊来检测。如图2-2-5所示，用表面皿将正在分解中的烧杯盖住，一边继续加热，一边在硫酸的白烟出口处将放有番木鳌碱-硫酸粉糊的玻璃棒插入来观察之。这时，如有硝酸蒸气冒出，则粉糊部分就会变成黄褐色或淡黄色。颜色的浓淡应该作为判断硝酸浓度的指标（见图2-2-5）。另外，在硝解过程中不能使样品碳化，否则会造成砷的损失。（7）由于砷是挥发元素，在干灰化时易损失，所以在灰化时要加入灰化助剂。国家标准方法使用的灰化助剂是Mg（NO3）2和MgO。在加热过程中，砷和镁形成不挥发性的焦砷酸镁（Mg2As2O7），使砷固定下来。油脂和蜡质多的试样，由于憎水性，灰化助剂全部用固体粉。灰化助剂加入试样中，应充分法混匀，否则结果偏低，此外，在使用箱形电炉时，必须注意滤材和发热体的材料引起的污染。注：番木鳌碱-硫酸粉糊的制作方法：用玻璃研钵番木鳌碱2～3mg与无水硫酸钠2～3g充分混合。而后加入适量的浓硫酸（滴加）搅拌混合之。此试药在空气中会吸收水分，如果放置实验室内，因其对硝酸气有敏感反应，故配好后立即使用，不能保存。
（8）如样品中硫酸浓度过高，加入碘化钾和氯化亚锡试剂时，将生成红色鳞片状锡的碘化物沉淀。遇此情况，可稍加水稀释，降低酸浓度，待沉淀复溶后再继续分析。（9）在分析中加入氯化亚锡的作用是将As5+还原成As3+，并在锌粒表面沉积锡层，以抑制产生氢气作用过猛和抑制锑的干扰。当样品含锑量大于0.1mg/L时，会干扰砷的测定。加入酸性氯化亚锡和碘化钾溶液可抑制500?g的锑造成的干扰。（10）硫化氢能干扰测定。当硫化氢含量较少时，可以用乙酸铅纸或乙酸铅棉除去。当硫化氢含量较多时，可在样品消解过程中将低价的硫彻底氧化至高价硫（如SO42-），防止硫化氢生成。也可以在样品中加碘化钾溶液进行还原之前，加入少量溴水至样品溶液出现微棕红色，再加两滴（饱和溶液），放置数分钟将低价的硫氧化为高价硫，然后再进行还原反应程序。磷化氢对反应也有干扰，它可与溴化氢试纸生成黄色斑点，和砷化氢的呈色混淆，样品的彻底消解是消除此干扰的办法。（11）砷化氢发生及吸收应防止在直射阳光下进行，同时需控制反应温度保持在25℃左右，防止反应过少许或过缓，作用时间以1小时为宜。
（
12）室温高时氯仿部分挥发。在比色前用氯仿补加5ml，并不影响结果。吸收液中含水分时，当吸收与比色环境温度改变，会引起轻微混浊，比色时可微温使澄清。吸收砷化氢后呈色在150min内稳定。银盐比色用吡啶吸收液的最大吸收波长535nm，用氯仿及有机碱的最大吸收波长515nm（见图2-2-3）（13）砷化氢与溴化汞反应生成黄棕色斑点，其反应可能是：AsH3+3HgBr2=3HBr+As
（HgBr）3（黄色）2As
（HgBr）3+AsH3=3AsH（HgBr）2（黄褐色）As
（HgBr）3+AsH3=3HBr+As2Hg3（褐色）（14）同一批测定用的溴化汞试纸的纸质必须一致，纸质的疏密程度不一，将直接影响色斑的深度。滤纸浸渍溴化汞时应使用玻璃棒防止与手接触。在避光通风处凉干后应保存在棕色试剂瓶中。（15）砷化氢测定装置切忌漏气，溴化汞试纸应对准圆孔并压紧。某些设计不标准，死体积大、管端小孔位置不当的装置不宜使用。（16）反应后的标准纸片，由于色斑不稳定可用浸渍融化的石蜡固定，但必须注意温度不宜过高，浸渍后避光保存；也可以用油画颜料经配色后制成半永久性的标准色斑系列。
中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所 信息室
|
化验室网站 |