烷基汞分析儀測定魚肉中甲基汞

孔維恒1 郝 欣1 邱 燁1 劉 鑫1 王琳麗1 劉 輝 張 俊 武太鵬

(1.北京海關(guān)技術(shù)中心 北京 100026；2.北京普立泰科儀器有限公司 北京 100095)

1 前言

汞是唯一主要以氣相形式存在于大氣的重金屬元素，是一種通過大氣進行跨國界傳輸?shù)娜蛐晕廴疚铩Ｉ鲜兰o(jì)80年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在北歐和北美的偏遠地區(qū)的湖泊中魚體中的汞含量超過了世界衛(wèi)生組織建議的食用水產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。通過研究發(fā)現(xiàn)，這種汞污染是由于人類活動向大氣排放的汞，通過大氣傳輸遷移到這些偏遠地區(qū)，并以干、濕沉降的形式進入生態(tài)系統(tǒng)[1-3]。大氣汞通常以HgO的形態(tài)存在，進入生態(tài)系統(tǒng)后，形態(tài)會發(fā)生一定的轉(zhuǎn)變。據(jù)研究表明，汞的各類化合物中，甲基汞是一種非常強效的神經(jīng)毒素，對于人類而言，會可通過血腦屏障引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的永久性損傷；對孕婦而言，可通過胎盤引起胎兒先天性水俁病。而且其具有親脂性、生物積累效應(yīng)和生物放大效應(yīng)，其毒性是無機汞的幾百倍。所以總汞的分析已不足以反映飲用水、食品對人體的危害[4]。對甲基汞的分析，尤其是痕量甲基汞的分析非常有必要。

常見的幾種甲基汞的分析方法有：GC-ECD，LC-AFS 、Purge and Trap GC-CVAFS。其中GC-ECD 方法是97年以來，對環(huán)境甲基汞測定的標(biāo)準(zhǔn)方法，但該方法樣品預(yù)處理復(fù)雜，富集過程中容易受到污染，多次手動富集，人為誤差影響大[5]；樣品中含硫化合物，也會被富集萃取，在分析過程中積存在色譜柱中，使色譜柱分離效率下降，干擾測定；萃取、浸提以及進樣器清洗采用致癌物——苯；只能分析甲基汞；檢測器易受帶電負性的組分干擾等不足之處，所以并沒有推廣。

而LC-AFS，通用性好，可以對多種元素(砷、汞、硒)的形態(tài)進行分析，但是靈敏度和檢出限(μg/L級)達不到痕量金屬分析要求；另外需要用的試劑復(fù)雜，每次實驗都需要配置過硫酸鉀溶液、鹽酸溶液和硼氫化鉀溶液以輔助完成汞各個形態(tài)的消解、還原以及再冷原子化過程[6]。Purge and Trap GC-CVAFS是美國EPA1630檢測甲基汞的標(biāo)準(zhǔn)，有所需樣品量少；方便采樣工作；樣品前處理簡單；單個樣品分析速度快(5～7.5min)；有機試劑用量少，環(huán)境友好；檢出限低，適用于痕量金屬分析等優(yōu)點，適合于水、土壤、生物樣品、糧食作物、尿液等分析。

國標(biāo)中對飲用水、地表水、水產(chǎn)及其制品中的甲基汞都做出了限定，其中可能對我們影響最大的，就是人體每天所攝入的水和食物，尤其是水產(chǎn)動物、肉食性魚類，由于生物富集效應(yīng)，含有的甲基汞含量最高。

本實驗通過堿性甲醇溶液提取魚粉中的甲基汞，運用吹掃捕集-氣相色譜-冷原子熒光方法進行檢測。

2 實驗部分

2.1 儀器與設(shè)備

全自動烷基汞分析儀，北京普立泰科儀器有限公司；

智能石墨消解系統(tǒng)PT60，北京普立泰科儀器有限公司；

振蕩器，渦旋振蕩儀。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液與試劑

氯化甲基汞標(biāo)準(zhǔn)溶液(中國計量科學(xué)研究院)；標(biāo)準(zhǔn)參考物為DORM-4，四乙基硼化鈉(≥98%)，一水合檸檬酸(≥98%)，二水合檸檬酸鈉(≥99%)，HCl(分析純)，醋酸(分析純)，KOH(≥85%)，甲醇(色譜純)。

緩沖溶液：取檸檬酸10.79g，檸檬酸鈉14.68g，用水溶解并定容至100mL；

1%四乙基硼化鈉：把1g四乙基硼化鈉加入2%KOH溶液中，混勻后分裝到小瓶中。放入冰箱冷凍室冷凍；

甲基汞儲備液：取一定量氯化甲基汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，用甲醇配制濃度為1mg/L。儲備液放入冰箱冷藏。實驗中所需工作溶液均由上述儲備液逐級用水稀釋，現(xiàn)用現(xiàn)配；

25% KOH甲醇溶液(m/v)：將25g KOH固體溶于75mL甲醇中。

2.3 實驗方法

2.3.1儀器性能

2.3.1.1標(biāo)準(zhǔn)曲線及質(zhì)量控制

取5mL 濃度為1 mg/L的甲基汞溶液于100mL容量瓶，加入0.5% 醋酸和0.2% 鹽酸的混合水溶液，并容至刻度，此時標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為50μg/L；取2mL 100μg/L的甲基汞，加入0.5% 醋酸和0.2% 鹽酸的混合水溶液中，并定容至100mL，此時標(biāo)液濃度為1μg/L；取濃度為1μg/L的甲基汞5mL于100mL容量瓶，加入0.5%醋酸和0.2% 鹽酸的混合水溶液中，并定容至刻度，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為50ng/L。如果用水稀釋，需要現(xiàn)用現(xiàn)配。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制：分別添加甲基汞標(biāo)液：0.5pg、1pg、5pg、10pg、25pg、50pg、100pg、150pg，對應(yīng)取量為50ng/L：10μL、20μL、100μL、200μL，1.0μg/L：25μL、50μL、100μL、150μL，加水定容至25mL，然后加入緩沖溶液300μL，再加入40μL四乙基硼化鈉(1%)，加入四乙基硼化鈉(1%)后需要迅速蓋緊瓶蓋，蓋上蓋后充分振蕩后待測。標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)

EPA1630中提出根據(jù)響應(yīng)因子法判斷標(biāo)準(zhǔn)曲線是否可信，響應(yīng)因子的計算方式見下式：

其中：Rs——標(biāo)準(zhǔn)點的峰高或峰面積；

Re——衍生化試劑空白的峰高或峰面積；

Cs——標(biāo)準(zhǔn)點對于的濃度(ng/L)；

標(biāo)準(zhǔn)曲線質(zhì)量的參數(shù)為：RSD(CF)=100×STD(CF)/AVE(CF)=2.32%，標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖見圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線譜圖

通過計算，RSD為2.32%，根據(jù)EPA1630要求，RSD≤15%，標(biāo)準(zhǔn)曲線可信度高。同時根據(jù)最小二乘法，R2=0.9998，表明標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性良好。

2.3.1.2檢出限

采用濃度0.02ng/L的標(biāo)準(zhǔn)點來計算檢出限，測定數(shù)據(jù)見表2。

表2 檢出限數(shù)據(jù)

根據(jù)計算得出，檢出限：MDL=0.004ng/L；檢測下限：ML=0.015ng/L

2.3.1.3精密度

采用0.4ng/L和2ng/L兩個濃度來考察儀器精密度，測定數(shù)據(jù)見表3。

表3 精密度數(shù)據(jù)

續(xù)表3

濃度0.4ng/L下的RSD=3.63%，濃度2ng/L下的RSD=1.72%，儀器的精密度良好。

2.3.1.4結(jié)果與討論

實驗結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)曲線的RSD(CF)=2.32%，線性R2=0.9998，標(biāo)準(zhǔn)曲線滿足EPA要求及常規(guī)的分析方法要求，可以準(zhǔn)確判定樣品濃度。儀器的檢出限為0.004ng/L，檢測下限為0.015ng/L，完全滿足目前國標(biāo)中甲基汞的檢出限要求。儀器精密度數(shù)據(jù)為：1.72%(2ng/L)，3.63%(0.4ng/L)，說明儀器的穩(wěn)定性好。

2.3.2標(biāo)準(zhǔn)樣品測定

2.3.2.1樣品前處理

用去離子水清洗樣品，攪拌機勻漿，-40℃冷凍干燥。干燥后的樣品在-18℃冷凍保存。稱取0.1g干燥后的勻漿樣品與50ML離心管中，加入4mL 25%的KOH甲醇溶液，擰緊后放在搖床上振蕩4h，然后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶，用甲醇定容至100mL。準(zhǔn)確稱取 0.1000g 樣品于 50mL 離心管中，加入 5.00mL KBr 溶液(18%，m/V)和 1.00mL CuSO4溶液(1mol/L)并振蕩混勻 1h，混勻后加入 10.00mL 二氯甲烷，振蕩 2h，使甲基汞萃取至二氯甲烷中。以 3000r/min 離心 15min，使用分相濾紙對有機相和水相分離，收集有機相。在有機相中加入 25.00mL 去離子水，加入PTFE 沸石，55～65℃加熱,使二氯甲烷完全揮發(fā)(加熱時間約4h)，將剩余的樣品溶液定容至 50.00mL。

取 200μL 定容后的樣品溶液，加入吹掃瓶中，加水定容至 25.00mL，然后依次加入 300μL 的緩沖溶液及 40μL 的1% 四乙基硼化鈉，蓋蓋混勻后待測。

2.3.2.2結(jié)果與討論

分別測定3組魚肉質(zhì)控樣品，每個樣品3次，實驗數(shù)據(jù)見表4。

表4 魚肉質(zhì)控樣品數(shù)據(jù)

魚肉質(zhì)控樣品的標(biāo)準(zhǔn)參考值為中354±31ng/g，測量結(jié)果折算為樣品質(zhì)量濃度后均在質(zhì)控范圍內(nèi)，表明該前處理方法可以有效的提取出生物樣品中的甲基汞，3組樣品測定結(jié)果的RSD為1.08%，表明該方法前處理提取效率高，實驗結(jié)果穩(wěn)定可靠。

3 實驗結(jié)論

通過堿性甲醇溶液提取魚粉中的甲基汞，運用吹掃捕集-氣相色譜-冷原子熒光方法進行檢測。為了確保實驗的準(zhǔn)確性，對分析儀器的線性、檢出限、檢測下限、精密度做了測試，實驗結(jié)果證明，儀器的標(biāo)準(zhǔn)曲線的響應(yīng)因子的RSD=2.32%，符合美國EPA1630中所規(guī)定的RSD<15%的要求，根據(jù)最小二乘法，擬合線性曲線，R2=0.9998，說明標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性良好；儀器的檢出限能達到0.004ng/L，檢測下限為0.015ng/L，低于EPA1630中規(guī)定的MDL=0.02ng/L，ML=0.06ng/L；分別測定了0.4ng/L和2ng/L濃度下的精密度，得出的結(jié)果分別為：3.63%和1.72%。之后采用堿性甲醇溶液提取魚肉樣品中的甲基汞，通過質(zhì)控樣品DORM-4的對照，測量結(jié)果完全在質(zhì)控范圍內(nèi)，說明該前處理方法處理魚肉樣品提取效率高，3組樣品的RSD=1.08%，表明試驗方法結(jié)果可靠，穩(wěn)定性好。