烷基汞分析仪测定鱼肉中甲基汞

孔维恒1 郝 欣1 邱 烨1 刘 鑫1 王琳丽1 刘 辉 张 俊 武太鹏

(1.北京海关技术中心 北京 100026；2.北京普立泰科仪器有限公司 北京 100095)

1 前言

汞是唯一主要以气相形式存在于大气的重金属元素，是一种通过大气进行跨国界传输的全球性污染物。上世纪80年代，科学家发现在北欧和北美的偏远地区的湖泊中鱼体中的汞含量超过了世界卫生组织建议的食用水产品标准。通过研究发现，这种汞污染是由于人类活动向大气排放的汞，通过大气传输迁移到这些偏远地区，并以干、湿沉降的形式进入生态系统[1-3]。大气汞通常以HgO的形态存在，进入生态系统后，形态会发生一定的转变。据研究表明，汞的各类化合物中，甲基汞是一种非常强效的神经毒素，对于人类而言，会可通过血脑屏障引起中枢神经系统的永久性损伤；对孕妇而言，可通过胎盘引起胎儿先天性水俣病。而且其具有亲脂性、生物积累效应和生物放大效应，其毒性是无机汞的几百倍。所以总汞的分析已不足以反映饮用水、食品对人体的危害[4]。对甲基汞的分析，尤其是痕量甲基汞的分析非常有必要。

常见的几种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年以来，对环境甲基汞测定的标准方法，但该方法样品预处理复杂，富集过程中容易受到污染，多次手动富集，人为误差影响大[5]；样品中含硫化合物，也会被富集萃取，在分析过程中积存在色谱柱中，使色谱柱分离效率下降，干扰测定；萃取、浸提以及进样器清洗采用致癌物——苯；只能分析甲基汞；检测器易受带电负性的组分干扰等不足之处，所以并没有推广。

而LC-AFS，通用性好，可以对多种元素(砷、汞、硒)的形态进行分析，但是灵敏度和检出限(μg/L级)达不到痕量金属分析要求；另外需要用的试剂复杂，每次实验都需要配置过硫酸钾溶液、盐酸溶液和硼氢化钾溶液以辅助完成汞各个形态的消解、还原以及再冷原子化过程[6]。Purge and Trap GC-CVAFS是美国EPA1630检测甲基汞的标准，有所需样品量少；方便采样工作；样品前处理简单；单个样品分析速度快(5～7.5min)；有机试剂用量少，环境友好；检出限低，适用于痕量金属分析等优点，适合于水、土壤、生物样品、粮食作物、尿液等分析。

国标中对饮用水、地表水、水产及其制品中的甲基汞都做出了限定，其中可能对我们影响最大的，就是人体每天所摄入的水和食物，尤其是水产动物、肉食性鱼类，由于生物富集效应，含有的甲基汞含量最高。

本实验通过碱性甲醇溶液提取鱼粉中的甲基汞，运用吹扫捕集-气相色谱-冷原子荧光方法进行检测。

2 实验部分

2.1 仪器与设备

全自动烷基汞分析仪，北京普立泰科仪器有限公司；

智能石墨消解系统PT60，北京普立泰科仪器有限公司；

振荡器，涡旋振荡仪。

2.2 标准溶液与试剂

氯化甲基汞标准溶液(中国计量科学研究院)；标准参考物为DORM-4，四乙基硼化钠(≥98%)，一水合柠檬酸(≥98%)，二水合柠檬酸钠(≥99%)，HCl(分析纯)，醋酸(分析纯)，KOH(≥85%)，甲醇(色谱纯)。

缓冲溶液：取柠檬酸10.79g，柠檬酸钠14.68g，用水溶解并定容至100mL；

1%四乙基硼化钠：把1g四乙基硼化钠加入2%KOH溶液中，混匀后分装到小瓶中。放入冰箱冷冻室冷冻；

甲基汞储备液：取一定量氯化甲基汞标准溶液，用甲醇配制浓度为1mg/L。储备液放入冰箱冷藏。实验中所需工作溶液均由上述储备液逐级用水稀释，现用现配；

25% KOH甲醇溶液(m/v)：将25g KOH固体溶于75mL甲醇中。

2.3 实验方法

2.3.1仪器性能

2.3.1.1标准曲线及质量控制

取5mL 浓度为1 mg/L的甲基汞溶液于100mL容量瓶，加入0.5% 醋酸和0.2% 盐酸的混合水溶液，并容至刻度，此时标准溶液浓度为50μg/L；取2mL 100μg/L的甲基汞，加入0.5% 醋酸和0.2% 盐酸的混合水溶液中，并定容至100mL，此时标液浓度为1μg/L；取浓度为1μg/L的甲基汞5mL于100mL容量瓶，加入0.5%醋酸和0.2% 盐酸的混合水溶液中，并定容至刻度，标准溶液浓度为50ng/L。如果用水稀释，需要现用现配。

标准曲线的配制：分别添加甲基汞标液：0.5pg、1pg、5pg、10pg、25pg、50pg、100pg、150pg，对应取量为50ng/L：10μL、20μL、100μL、200μL，1.0μg/L：25μL、50μL、100μL、150μL，加水定容至25mL，然后加入缓冲溶液300μL，再加入40μL四乙基硼化钠(1%)，加入四乙基硼化钠(1%)后需要迅速盖紧瓶盖，盖上盖后充分振荡后待测。标准曲线数据见表1。

表1 标准曲线数据

EPA1630中提出根据响应因子法判断标准曲线是否可信，响应因子的计算方式见下式：

其中：Rs——标准点的峰高或峰面积；

Re——衍生化试剂空白的峰高或峰面积；

Cs——标准点对于的浓度(ng/L)；

标准曲线质量的参数为：RSD(CF)=100×STD(CF)/AVE(CF)=2.32%，标准曲线谱图见图1。

图1 标准曲线谱图

通过计算，RSD为2.32%，根据EPA1630要求，RSD≤15%，标准曲线可信度高。同时根据最小二乘法，R2=0.9998，表明标准曲线的线性良好。

2.3.1.2检出限

采用浓度0.02ng/L的标准点来计算检出限，测定数据见表2。

表2 检出限数据

根据计算得出，检出限：MDL=0.004ng/L；检测下限：ML=0.015ng/L

2.3.1.3精密度

采用0.4ng/L和2ng/L两个浓度来考察仪器精密度，测定数据见表3。

表3 精密度数据

续表3

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

2.3.1.4结果与讨论

实验结果表明，标准曲线的RSD(CF)=2.32%，线性R2=0.9998，标准曲线满足EPA要求及常规的分析方法要求，可以准确判定样品浓度。仪器的检出限为0.004ng/L，检测下限为0.015ng/L，完全满足目前国标中甲基汞的检出限要求。仪器精密度数据为：1.72%(2ng/L)，3.63%(0.4ng/L)，说明仪器的稳定性好。

2.3.2标准样品测定

2.3.2.1样品前处理

用去离子水清洗样品，搅拌机匀浆，-40℃冷冻干燥。干燥后的样品在-18℃冷冻保存。称取0.1g干燥后的匀浆样品与50ML离心管中，加入4mL 25%的KOH甲醇溶液，拧紧后放在摇床上振荡4h，然后转移至100mL容量瓶，用甲醇定容至100mL。准确称取 0.1000g 样品于 50mL 离心管中，加入 5.00mL KBr 溶液(18%，m/V)和 1.00mL CuSO4溶液(1mol/L)并振荡混匀 1h，混匀后加入 10.00mL 二氯甲烷，振荡 2h，使甲基汞萃取至二氯甲烷中。以 3000r/min 离心 15min，使用分相滤纸对有机相和水相分离，收集有机相。在有机相中加入 25.00mL 去离子水，加入PTFE 沸石，55～65℃加热,使二氯甲烷完全挥发(加热时间约4h)，将剩余的样品溶液定容至 50.00mL。

取 200μL 定容后的样品溶液，加入吹扫瓶中，加水定容至 25.00mL，然后依次加入 300μL 的缓冲溶液及 40μL 的1% 四乙基硼化钠，盖盖混匀后待测。

2.3.2.2结果与讨论

分别测定3组鱼肉质控样品，每个样品3次，实验数据见表4。

表4 鱼肉质控样品数据

鱼肉质控样品的标准参考值为中354±31ng/g，测量结果折算为样品质量浓度后均在质控范围内，表明该前处理方法可以有效的提取出生物样品中的甲基汞，3组样品测定结果的RSD为1.08%，表明该方法前处理提取效率高，实验结果稳定可靠。

3 实验结论

通过碱性甲醇溶液提取鱼粉中的甲基汞，运用吹扫捕集-气相色谱-冷原子荧光方法进行检测。为了确保实验的准确性，对分析仪器的线性、检出限、检测下限、精密度做了测试，实验结果证明，仪器的标准曲线的响应因子的RSD=2.32%，符合美国EPA1630中所规定的RSD<15%的要求，根据最小二乘法，拟合线性曲线，R2=0.9998，说明标准曲线的线性良好；仪器的检出限能达到0.004ng/L，检测下限为0.015ng/L，低于EPA1630中规定的MDL=0.02ng/L，ML=0.06ng/L；分别测定了0.4ng/L和2ng/L浓度下的精密度，得出的结果分别为：3.63%和1.72%。之后采用碱性甲醇溶液提取鱼肉样品中的甲基汞，通过质控样品DORM-4的对照，测量结果完全在质控范围内，说明该前处理方法处理鱼肉样品提取效率高，3组样品的RSD=1.08%，表明试验方法结果可靠，稳定性好。