直接測(cè)汞儀與原子熒光法測(cè)定海洋底棲生物中痕量汞的對(duì)比研究

宋永剛， 于彩芬， 張玉鳳， 杜 靜， 孫 明, 姜 冰， 宋 倫*

(1.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧大連 116023；2.遼寧省海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，遼寧大連 116023)

目前，海洋環(huán)境中汞的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越高，已引起國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注。生物標(biāo)志物是一種用來(lái)進(jìn)行環(huán)境污染物毒性效應(yīng)早期預(yù)警的重要工具[1]，美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)家對(duì)沿海海域底棲生物體內(nèi)痕量汞均進(jìn)行了檢測(cè)和監(jiān)控[2]。由于海洋中的底棲生物生活區(qū)域穩(wěn)定，且能通過(guò)食物鏈將海水中的汞進(jìn)行生物富集，作為海洋中痕量汞監(jiān)測(cè)的典型物種被廣泛應(yīng)用。因此，尋找一種快速、高效的測(cè)定海洋底棲生物中痕量汞的方法尤為重要。痕量汞的分析方法很多，有原子熒光光譜法、冷原子吸收光譜法、分光光度法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法和直接測(cè)汞儀法等[3 - 6]。其中，原子熒光光譜法是應(yīng)用最廣泛的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，但該方法需對(duì)樣品進(jìn)行前處理，操作繁瑣，達(dá)不到快速分析的應(yīng)急檢測(cè)要求。

直接測(cè)汞儀法快捷、高效，是近幾年興起的新方法，本文運(yùn)用DMA-80直接測(cè)汞儀和XGY-1011A原子熒光光譜儀進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了海洋底棲生物脈紅螺中的痕量汞，判定了兩種方法的檢測(cè)限、準(zhǔn)確度和精密度。實(shí)驗(yàn)表明直接測(cè)汞儀法操作簡(jiǎn)便快速，重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度高，可用于批量海洋底棲生物樣品中痕量汞的快速應(yīng)急檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

DMA-80直接測(cè)汞儀(意大利，Milestore公司)；XGY-1011A原子熒光光譜儀(地礦部物化探所)。

汞標(biāo)準(zhǔn)溶液:1 000 μg/mL(國(guó)家海洋局第二研究所)；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)貽貝組織(NIST SRM 2976)：汞含量61±3.6 μg/kg；氧氣:純度99.99%；氬氣:純度99.95%。實(shí)驗(yàn)用超純水(18.2 MΩ·cm)。

1.2 樣品采集

脈紅螺樣品均來(lái)自遼東灣海域，采集時(shí)間為2014年。除去脈紅螺殼外所有的附著物，將軟組織按內(nèi)臟、肌肉分離，在冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥至恒重，用球磨儀磨粉，待測(cè)。

1.3 實(shí)驗(yàn)的儀器條件

DMA-80系統(tǒng)分析程序設(shè)定：干燥溫度:200 ℃，干燥時(shí)間:150 s，分解溫度:650 ℃，分解時(shí)間:150 s，待機(jī)時(shí)間:150 s，汞齊熱解時(shí)間:12 s，記錄時(shí)間:30 s，載氣流量:200 mL/min。

XGY-1011A系統(tǒng)分析程序設(shè)定：光電倍增管負(fù)高壓：240 V；汞空心陰極燈電流：30 mA；原子化器：溫度300 ℃，高度8 mm；氬氣流速：載氣500 mL/min，屏蔽氣1 000 mL/min。

1.4 樣品前處理

直接測(cè)汞儀無(wú)需化學(xué)方法進(jìn)行前處理，稱量0.10 g樣品后，在無(wú)試劑的情況下即可完成測(cè)定。原子熒光法前處理：稱取0.10 g樣品于消解罐中，加入1～5 mL HNO3、1～2 mL H2O2，進(jìn)行預(yù)消解約20 min，蓋好安全閥后，將消解罐放入微波消解系統(tǒng)中，設(shè)置最佳消解條件：溫度120 ℃，壓力1 013.2 kPa，保持3 min；溫度150 ℃，壓力1 519.8 kPa，保持3 min；溫度180 ℃，壓力2 533 kPa，保持3 min；溫度210 ℃，壓力3 546.2 kPa，保持15 min。待程序運(yùn)行完畢，冷卻至室溫，在通風(fēng)櫥內(nèi)打開(kāi)消解罐，釋放氣體。趕酸并定容至25 mL，待測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及方法檢出限

直接測(cè)汞儀的標(biāo)準(zhǔn)曲線：吸取一定量1 000.0 μg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液，分別配制成0、1.0、2.5、5.0、10.0、20.0 ng/mL低濃度系列，及0、30.0、40.0、50.0、100.0、200.0、500.0、1 400.0 ng/mL高濃度系列。低濃度系列回歸方程：y=-0.0010x2+0.0623x+0.0015，R2=1.0000；高濃度系列回歸方程：y=-3.9029×10-7x2+0.0011x-0.0035，R2=1.0000。在0～20.0 ng和20.0～1400.0 ng/mL范圍內(nèi)均呈良好的二次非線性擬合，R2=1.0000。原子熒光光譜儀標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：分別吸取一定量10.0 μg/L的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液，配制成0、0.025、0.050、0.100、0.200、0.400、0.800 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列?；貧w方程為：y=0.0006x+0.0703，在0.025～0.800 μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，R2=0.9993。

分別對(duì)空白樣品連續(xù)測(cè)定11次，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為檢出限。直接測(cè)汞法是將石英舟洗滌干凈后經(jīng)馬弗爐650 ℃灼燒1 h，然后將空白石英舟平行測(cè)定11次，按上述方法計(jì)算檢出限為9.0×10-4μg/g。原子熒光光譜法是采用與1.4節(jié)相同的試劑和消解步驟，制備11份全程序空白溶液上機(jī)測(cè)定，按上述方法計(jì)算檢出限為3.9×10-3μg/g。

上述結(jié)果表明:直接測(cè)汞儀雙檢測(cè)池設(shè)計(jì)拓寬了定量范圍，汞在低濃度0～20.0 ng范圍內(nèi)二次非線性擬合良好，在高濃度20.0～1 000.0 ng范圍內(nèi)二次非線性擬合良好，且相關(guān)系數(shù)均能達(dá)到國(guó)標(biāo)方法的要求(0.9990)，在同樣取樣量的情況下，方法的檢出限優(yōu)于原子熒光光譜法。

2.2 準(zhǔn)確度和精密度實(shí)驗(yàn)

采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)貽貝組織(NIST SRM 2976)重復(fù)測(cè)定7次，直接測(cè)汞法和原子熒光法的準(zhǔn)確度和精密度，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值和測(cè)定值見(jiàn)表2。分析結(jié)果表明：直接測(cè)汞法的回收率為97.95%，RSD為1.77%；原子熒光法的回收率為96.68%，RSD為3.99%，表明直接測(cè)汞法的準(zhǔn)確度高，精密度好。

2.3 樣品的測(cè)定結(jié)果比較

取脈紅螺的肌肉和內(nèi)臟組織樣品各11份，分別按直接測(cè)汞法和原子熒光法進(jìn)行比對(duì)測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖1(Hg含量較低者為肌肉組織，較高者為內(nèi)臟組織)。對(duì)測(cè)定的22組樣本結(jié)果采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，對(duì)樣本進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)分析得：t=1.034，P=0.312>0.05，由此證明兩種方法的檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差別，方法間無(wú)顯著性差異。

3 結(jié)論

直接測(cè)汞法樣品無(wú)需前處理，無(wú)試劑污染，汞損失少，測(cè)定結(jié)果與原子熒光光譜法相比無(wú)明顯差異。該方法有效改善了方法精密度和準(zhǔn)確度，操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)速度快，易于批量檢測(cè)，是一種環(huán)保的測(cè)定海洋底棲生物中痕量汞的方法。尤其在發(fā)生汞突發(fā)環(huán)境污染事故時(shí)，特別適合大批量樣品的快速測(cè)定。