民以（yǐ）食（shí）為天，全球（qiú）約（yuē）有一半的人（rén）口每天以米飯作為主食，相較於其他植物性食（shí）物，大米中的無機砷含量可能要比其他穀物類食物（wù）高出十幾倍。

       因此，普遍認為大米是人們飲食中無機砷（shēn）的主要來源。研（yán）究表（biǎo）明，長期接觸砷會導致膀（bǎng）胱（guāng）、肺、皮膚（fū）和前（qián）列腺癌，以及（jí）心髒病。隨著（zhe）許多國家即將實施的新的食品法規，對大米產品中砷含量（liàng）的常規監測需求（qiú）日益增加。

       全反射X射線熒光光譜（TXRF）作為一種高效可靠的痕量元素分析方法，特別適合小型實驗室或在偏（piān）遠地（dì）區對於大米中無機砷含（hán）量的快速（sù）篩查（chá）分析。

那（nà）麽大（dà）家關心的（de）問題來了，為（wéi）什麽大米中含有較高的砷As?

       砷（As）在元素周期表中與氮和磷同屬一個族，因此砷的化學性（xìng）質在很多方麵與這兩種重（chóng）要的營養元素相似。這可能是許多（duō）海洋生物以（yǐ）及海洋藻類和植物中砷含量較高（gāo）的原因（yīn）。

       砷（As）在全球（qiú）範圍內自然存在於土壤和水中。地下水作為（wéi）飲用水的重要來源，地下水中砷的濃度（dù）通常低於10ug/L（ppb），但在某些地區可以甚至可以（yǐ）高達5000ug/L。因（yīn）為喜馬拉雅山脈的岩石（shí）中砷（As）具有較高的As含（hán）量，恒河等河流會（huì）將其（qí）攜帶到印度、孟加（jiā）拉（lā）國和其他亞洲國家的人口密集平原。

       全球（qiú）約有80%的水稻（dào）是在水田中收獲的（de）（見表1中的前五大水稻生產國（guó）），這導致水稻對砷的吸收量是其他穀物的十多倍。此外，水淹使（shǐ）得土壤條件變（biàn）得厭（yàn）氧，這會導致砷從結合（hé）的穩定形式轉化為更活躍的形式。水稻的無機砷濃度通常在0.1至0.4mg/kg。盡（jìn）管魚類和其他海產品通常含有更高的總砷濃度，但（dàn）其中大部分轉化為毒性較低或無（wú）毒的有機形態。

實驗內容（róng）：

       盡管已（yǐ）有多種分析技術已被用於測（cè）定大（dà）米中（zhōng）的砷含量，但人（rén）們（men）迫切需要（yào）一（yī）種製（zhì）樣簡單、易於日常操作的分析方法。特別是在發展中國家和偏遠地（dì）區，日常檢測大米中的砷（shēn）含（hán）量（liàng）變得尤為重要，這要求在（zài）日常分析（xī）中要盡可能避免繁雜的樣品處理步驟、頻繁的設備校準過程和重複性的數據分析。

       近年來，全反射X射線熒光光（guāng）譜（TXRF）技術因其在（zài）環境和食品樣本中測量微量元素的（de）高效性和便（biàn）捷性廣（guǎng）受關注。本實驗中，研究人員對 NIST 1568a 和 NIST 1568b米粉標準樣品以及（jí）來自東南亞（yà）和（hé）澳大利亞不同的 12 個大米樣（yàng）品通過布魯（lǔ）克（kè）全反射X射線熒光光譜儀（TXRF）S2 PICOFOX進行了分析，並且與ICP-MS結果做了對比。

全（quán）反射XRF測試樣品製備簡單，無（wú）需消解以及耗材，本案例中樣品製備過程如下:

1.研磨> 2.稱量> 3.加入曲拉通製成懸浮液> 4.添加內標（biāo）> 5.振蕩搖勻> 6.滴至載樣玻片>7.加熱烘幹>8.開始測試

實驗結果：

       下圖為（wéi）全反射XRF測試NIST 1568a的能（néng）量（liàng）範圍 >8kev光譜放大圖（tú）， 這是全反射測試大（dà）米樣品的典型光譜（pǔ）圖，從圖中可（kě）以看到微（wēi）量的As砷（shēn）的明（míng）顯特征譜峰。此（cǐ）外，全反射還（hái）能夠同時檢測（cè）大米中的主量元素（P、S、Cl、K、Ca）以及其（qí）他痕量元素（Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Se、Rb、Sr、Ba、Hg）。

       下圖對（duì）比了12個（gè）大（dà）米樣品和兩個NIST 標準樣的TXRF測量結果和（hé）ICP-MS數據。考慮到數值的標準偏差，TXRF的大米樣品中（zhōng）各元素結果與標準樣品的參考值具（jù）有很好地（dì）一（yī）致性。對於12個各地大米（mǐ）樣品的ICP-MS數據，沒有提供標準偏差。但TXRF測試值與ICP-MS數據也相符，即使在低於0.2 ppm的濃度範圍內也是如此。

       上圖中還展示了歐盟和中國相關法律規定的（de）可接受砷含量水平。從圖中可以看出TXRF在大米中As的檢出限4到5倍低於該控製線，因此完全可（kě）以使用TXRF作為一種日常分析手段對大米中（zhōng）砷（shēn）的含量進行監控（kòng）篩查。

實驗結論：

       由於出色的痕量元素檢測（cè）靈敏度，全反射X射線（xiàn）熒光光譜（TXRF）是測（cè）定大米產品中砷含量的優（yōu）選方（fāng）法。它為控製砷含量（liàng）以符合法（fǎ）定限值提（tí）供了快速且低（dī）成本高效益的解（jiě）決方案（àn）。這項技術適合小型實驗室，並且對於發展（zhǎn）中國家是一（yī）種（zhǒng）寶貴的分析技術。

       與原子吸收光譜（AAS）、電感耦合（hé）等離子（zǐ）體光學發射光譜（pǔ）（ICP-OES）和電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）相比，全反射X射線（xiàn）光譜儀S2 PICOFOX具有以下優勢：

·   樣品製備簡單，無需消解

·   使用成本低

·   體積小巧，設計緊湊，能夠配（pèi）合移動（dòng）測樣車實（shí）現現場（chǎng）檢（jiǎn）測

·   無需安裝配備排氣（qì）和氣體供應的複雜實驗室基礎設施（shī）

·   操作（zuò）簡單易上手，設備免維護