原子熒光法測定浙江近岸養(yǎng)殖海水中的微量元素硒

朱敬萍，梅光明，張小軍，金 雷，陳 瑜，顧蓓喬，李佩佩

（浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江舟山 316021）

原子熒光法測定浙江近岸養(yǎng)殖海水中的微量元素硒

朱敬萍，梅光明，張小軍，金 雷，陳 瑜，顧蓓喬，李佩佩

（浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所，浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江省海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江舟山 316021）

采用氫化物發(fā)生-原子熒光法定養(yǎng)殖海水中硒含量。通過實(shí)驗(yàn)條件選擇，對消解樣品的酸濃度和硒還原方式等條件進(jìn)行了優(yōu)化。在優(yōu)化后的最佳測定方法下，硒測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍為0～10.0 μg/L，養(yǎng)殖海水樣品加標(biāo)回收率在84.4%～102%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.13%～5.27%之間（n=6），方法檢出限為0.15 μg/L。該方法簡便快速、結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高、易于普及，適用于養(yǎng)殖海水中硒的快速檢測。

硒；養(yǎng)殖海水；原子熒光法

硒是生物體內(nèi)必要的微量元素之一，人體中約有2/3的硒以硒蛋白形式存在，其余1/3參與合成谷胱甘肽過氧化物酶[1-2]。硒是生物體內(nèi)多種蛋白質(zhì)的必要組成成分,具有催化和結(jié)構(gòu)功能,在生物體的生長、發(fā)育、繁殖,特別是免疫的維持中扮演著十分重要的角色。硒元素的缺乏會使生物體產(chǎn)生機(jī)體營養(yǎng)失調(diào)、對疾病的抵抗力下降以及死亡率增加[3-4]等的氧化應(yīng)激反應(yīng)。目前認(rèn)為硒最重要的生物學(xué)功效就是它的抗氧化能力。除此之外，硒又能構(gòu)成在人體肌肉細(xì)胞生物氧化過程中起到電子傳遞作用的硒蛋白,它是含硒酶和硒蛋白的必要組成部分。人類的多種疾病就是由于人體內(nèi)硒的攝入量不足而引發(fā)的。例如,在世界范圍內(nèi)蔓延的克山病、高血壓、大骨節(jié)病、白內(nèi)障、關(guān)節(jié)炎、心血管疾病免疫缺失都與所處環(huán)境中硒元素的缺乏有著密不可分的聯(lián)系[5]。另外我們也不能忽視硒的毒性,若硒的攝入量過多,則會對人體的組織器官造成危害。若日均攝入量達(dá)到750-950 μg，就會引起硒中毒，甚至死亡[6]。硒是自然界環(huán)境中的重要生命元素，它在環(huán)境中的含量直接影響人類和動植物的健康。目前測定硒的方法有很多，主要有比色法[7-8]、原子吸收法[9-11]和氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法[12-15]等。原子熒光法是一種定量分析方法，快速、靈敏、簡便、線性好等優(yōu)點(diǎn)，具有成熟的分析技術(shù)和儀器。本文采用原子熒光法對浙江近岸養(yǎng)殖海水中硒元素的測定進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與預(yù)處理

于2015年6-11月間，在浙江省舟山和溫州等近岸養(yǎng)殖海域（養(yǎng)殖塘、網(wǎng)箱養(yǎng)殖和筏式養(yǎng)殖）各進(jìn)行一次海水樣品的采集，見表1。將采集的樣品經(jīng)0.45 μm濾膜過濾，過濾水樣用酸酸化至pH值小于2后貯于潔凈的聚乙烯瓶中保存待檢測。

表1 浙江近岸養(yǎng)殖海域水質(zhì)監(jiān)測采集點(diǎn)Tab.1 Sample collecting points of mariculture seawater in Zhejiang coastal area

1.2 方法與原理

在鹽酸介質(zhì)中，以硼氫化鉀作為還原劑，使硒生成硒化氫。然后用載氣（氬氣）將硒化氫導(dǎo)入石英爐原子化器，對硒化氫進(jìn)行原子化。該方法的激發(fā)光源為硒特種空芯陰極燈，當(dāng)硒原子受光輻射激發(fā)后，產(chǎn)生電子躍遷。利用處于激發(fā)態(tài)的電子反回基態(tài)時會發(fā)出熒光的現(xiàn)象來反應(yīng)硒含量。該熒光強(qiáng)度在一定濃度范圍內(nèi)與硒的含量成正比。

1.3 主要儀器與試劑

AFS-9230原子熒光光度計(jì)（配特種硒空芯陰極燈和自動進(jìn)樣器），京吉天儀器公司；SB-3.6-4型控溫電熱板，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司；鹽酸、硝酸和高氯酸均為優(yōu)級純，其它試劑為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司生產(chǎn)；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

所有玻璃器皿均用15%HNO3溶液浸泡24 h，并在洗凈后再用去離子水沖洗干凈方可使用。

混合液：將硝酸(ρ20＝1.42 g/mL,優(yōu)級純)與高氯酸(ρ20＝1.68 g/mL，優(yōu)級純)等體積混給。

還原劑：稱取3.00 g KOH溶于200 ml去離子水中，溶解后加入6.00 g KBH4繼續(xù)溶解，用去離子水稀釋至600 mL，若有沉淀過濾后使用，用時現(xiàn)配。

硒標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)：國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。

硒標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（0.10 μg/mL）：準(zhǔn)確移取硒標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL于100 mL容量瓶中，用（1＋4）鹽酸定容，混勻；再移取10 mL于100 mL容量瓶中，用（1＋4）鹽酸定容，混勻。

1.4 儀器工作條件

實(shí)驗(yàn)選定最佳工作條件見表2。測量條件：氬氣氣壓：0.025～0.03 MPa；讀數(shù)時間：9 s,讀數(shù)延遲時間：0.5 s；讀數(shù)方式：峰面積；標(biāo)液或樣液進(jìn)入體積：0.5 mL。

表2 原子熒光儀器工作條件Tab.2 Instrument working conditions of AFS

1.5 樣品的測定

取25.0 mL養(yǎng)殖海水樣，于50 mL錐形瓶中，并各加數(shù)粒玻璃珠，沿瓶壁加入2 mL混合酸，放上小漏斗，在電熱板上緩慢加熱濃縮至冒盡白煙，（注意不可燒干），取下錐形燒杯稍冷，加入8 mL純水和5 mL濃鹽酸，加熱微沸保持3～5 min。冷卻至室溫，將試樣全量轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶或比色管中，加去離子水至刻度，搖勻等測。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽酸和硼氫化鉀溶液濃度的選擇

結(jié)果表明當(dāng)鹽酸濃度在5%時，有較大的熒光強(qiáng)度，當(dāng)鹽酸濃度過低或超過5%時，熒光強(qiáng)度較弱，因此本實(shí)驗(yàn)選擇5%的鹽酸作為載流液。

還原劑濃度的大小直接影響氫化物生成的速率和氬氫火焰的質(zhì)量。還原劑一般采用硼氫化鉀或硼氫化鈉。在還原劑中加入一定量的氫氧化鈉或氫氧化鉀，可以使溶液趨于穩(wěn)定性。本試驗(yàn)選擇硼氫化鉀作為還原劑，氫氧化鉀做為穩(wěn)定劑。硼氫化鉀濃度的大小直接影響到熒光強(qiáng)度，試驗(yàn)表明當(dāng)硼氫化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時，有較大的熒光強(qiáng)度，硼氫化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或小于3%時，熒光強(qiáng)度都有所降低。氫氧化鉀濃度為1.5%時，一方面可以較好地提高硼氫化鉀作還原劑穩(wěn)定性，同時避免過多的氫氧化鉀會中和鹽酸載流液。因此試驗(yàn)確定硼氫化鉀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，氫氧化鉀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。

2.2 樣品消解液的選擇

加標(biāo)水樣分別采用不同體積比的硝酸、高氯酸、鹽酸進(jìn)行消解處理后進(jìn)行測定。試驗(yàn)表明當(dāng)硝酸和高氯酸的混合液（v/v,1:1)加入量大于2 mL、鹽酸加入量大于5 mL時，存在酸耗量大、加熱時間長、待測元素易揮發(fā)損失，回收率降低，達(dá)不到檢測效果；當(dāng)硝酸和高氯酸的混合液（v/v,1:1)加入量小于2 mL、鹽酸加入量小于5 mL時，待測元素不能完全消解、易燒干，熒光強(qiáng)度明顯降低，同樣達(dá)不到最佳的檢測效果。因此采用硝酸和高氯酸的混合液（v/v,1:1)混合液2 mL、鹽酸5 mL時，樣品消解完全，待測元素?zé)晒鈴?qiáng)度值達(dá)到最大，添加回收率最高。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及方法檢出限

準(zhǔn)確移取5.00 mL硒標(biāo)準(zhǔn)使用液（0.10 μg/mL）于50mL容量瓶中，加入25.0 mL 6 mol/L鹽酸，用純水稀釋至50.00 mL。采用自動進(jìn)樣稀釋配制0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00、10.0 μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度。按選定的儀器工作條件，分別自動吸取2.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，以濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，儀器工作站將自動繪制工作曲線。結(jié)果表明硒在0～10 μg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程A=328.7 C+10.64，相關(guān)系數(shù)為R=0.999 8；根據(jù)3倍信噪比計(jì)算方法檢出限為0.15 μg/L。

2.4準(zhǔn)確度和精確度

對國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品GSBZ50031-94進(jìn)行測定，根據(jù)優(yōu)化的檢測條件，利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對硒的測定方法進(jìn)行驗(yàn)證，6次平行測定結(jié)果見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)參考物測定值Tab.3 Tested value of standard reference

由上表可知，6次平行測定，測定值均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，相對偏差4.29%～5.07%之間。由此可見該方法具有較好的精密度和準(zhǔn)確度，能滿足檢測養(yǎng)殖海水中微量元素硒的分析要求。

2.5 養(yǎng)殖海水樣品的分析及加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)對浙江近岸養(yǎng)殖水域采集的樣品，按照上述方法進(jìn)行前處理后進(jìn)行測定。同時對各站位樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果見表4。

表4 樣品分析結(jié)果（n=6）Tab.4 Sample results

由上表可見，對浙江近岸養(yǎng)殖水域采集的樣品進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果均未超過無公害海水檢測標(biāo)準(zhǔn)硒元素≤20 μg/L的限量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)在各樣品中分別加入濃度為2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液時，樣品的加標(biāo)回收率在84.4%～102%之間，相對偏差0.13%～5.27%之間。以上結(jié)果表明，該方法準(zhǔn)確度高，重復(fù)性好，能滿足養(yǎng)殖海水中硒的檢測。

3 小結(jié)

本試驗(yàn)通過對樣品消解條件和原子熒光儀器工作條件進(jìn)行優(yōu)化，建立了養(yǎng)殖海水中硒含量的原子熒光測定方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣品加標(biāo)回收率在84.4%～102.2%之間，相對偏差0.13%～5.27%之間。該方法靈敏度高、線性范圍寬、檢出限低、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，方法具有操作簡單和快捷等優(yōu)點(diǎn)，適合于養(yǎng)殖海水中微量元素硒的分析。

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Determination of Trace Element Selenium in Zhejiang Coastal Mariculture Seawater by Atomic Fluorescence Spectrometry

ZHU Jing-ping,MEI Guang-ming,ZHANG Xiao-jun,et al
(Institute of Marine and Fisheries of Zhejiang Ocean University,Marine Fishery Research Institute of Zhejiang Province，Key Laboratory of Sustainable Utilization of Technology research for Fishery Resource of Zhejiang Province，Zhoushan 316021,China)

Determination of selenium in mariculture seawater was conducted by hydride generation atomic fluorescence spectrometry.The conditions including acid concentration and selenium’s reduction method were optimized by the experimental conditions.In the optimized condition,the linear range of standard curve is 0-10.0 μg/L,recovery rates in spiked mariculture samples is 84.4%-102%,the relative standard deviation is between 0.13%-5.27%(n=6),and the detection limit is 0.15 μg/L.The method is simple,rapid,accurate,sensitive and easy to be popularized for the rapid detection of selenium in maricultured sea water.

selenium;mariculture seawater;atomic fluorescence spectrometry

TS207.3

A

1008－830X(2016)03－0228－05

2016-6

浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2016C32074，2016F30020，2016F30022，2015C37065）

朱敬萍(1960-)，女，山東滕州人，高級工程師，研究方向：水域環(huán)境及食品安全研究.E-mail:ZJP669888@163.com

顧蓓喬(1963-)，男，上海市人，研究方向：水域環(huán)境及食品加工.E-mail:gbq@zjou.edu.cn