藏香中总汞的含量及其燃烧迁移率测定*

洛桑卓玛 程光磊 吴曦**

（1.西藏自治区产品质量监督检验所，西藏 拉萨 850000；2.四川大学分析测试中心，四川 成都 610064）

0 引言

藏香以其独特的工艺和天然选料被誉为“藏域三宝”之一。藏香是西藏文化与生活不可或缺的一部分，每日燃香，是每个藏族家庭的日常；民间有“宁可一日无肉，不可一日无香”之说[1-2]。随着人们健康意识的提高，对藏香的品质也越来越重视，在好闻、好用的同时，也对其内在质量有了更高的要求，在地方标准《DB54/T 0080-2014 藏香》中明确规定可迁移重金属元素汞的含量不超过3.0 mg/kg。

汞是一种毒性较强的重金属。它被人和动物吸收并在体内积蓄，会严重影响人的中枢神经系统、消化系统等，因此被普遍认为是会对人类和动物的健康造成危害的主要环境污染物之一。由于历史上引起的大规模中毒事件而被人们特别重视。[3-4]藏香中的汞会在室内燃烧时迁移到环境中被人体吸入，因此快速准确地检测藏香中总汞含量以及它的燃烧迁移率很有必要，这既可以对藏香产品的质量进行监督评价，也可以对普通家庭燃香的总量起到一定的指导作用。

总汞定量最常用的两种方法是液体进样方式冷蒸气原子吸收光谱法（CV-AAS）[5]和冷蒸气原子荧光光谱法(CV-AFS)。[6]而目前，测定藏香中汞的国标方法仅有电感耦合等离子体发射光谱仪法（ICP-OES）也是采用液体进样方式，其样品前处理方法操作繁琐、费时费力、试剂消耗量大，且易造成汞的损失；汞的常用分析谱线（184.95nm，194.23nm，253.65nm）均在200nm左右的紫外区，ICP-OES检测紫外区谱线灵敏度不高，汞溶液还会有较强的记忆效应，[7]所以并不是最理想的检测方法。直接汞分析仪是基于冷原子吸收光谱原理，[8]直接热解样品，用金质齐化管捕集汞蒸气，再加热解吸，释放收集的汞到吸收池，测定其吸光度值；但由于固、液样品可直接进样，没有复杂的前处理过程，不需要使用大量强酸、强碱等化学试剂，也避免了样品消解过程的沾污、损失以及使用消解试剂引起的环境污染。方法灵敏稳定，已在食品、中药、地质、化妆品、环境等许多领域广泛应用，[9-12]而用此方法对藏香中的总汞含量及其燃烧迁移率测定未见文献报道。

1 实验部分

1.1 工作原理

在氧气流的作用下，样品在热解析炉内经干燥和高温热分解；样品中烧出的氧化态汞在催化还原炉内还原为汞原子蒸气，经催化还原和吸附净化除杂后，进入金质齐化富集炉被选择性捕集，加热齐化富集炉，解吸出的原子汞蒸气进入吸收池进行吸光度测量，测定波长为253.65nm，根据朗伯比尔定律采用校准曲线法进行定量。

1.2 仪器与试剂

主要仪器：直接汞分析仪（DMA-80 evo,意大利,Milestone Srl.公司)；马弗炉（SXL-1216,中国,杭州卓驰仪器有限公司）；电子天平(SQP，中国，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司)。

主要试剂：环境标准物质（ESS-1，汞含量保证值为：0.016±0.003 mg/kg；ESS-3，汞含量保证值为：0.112±0.012 mg/kg,中国环境监测总站）,高纯氧气（纯度99.999%，成都侨源气体有限公司）。实验用去离子水的电阻率为18.2MΩ·cm。

1.3 试验

1.3.1 样品前处理。本实验所用的藏香样品购买于西藏拉萨流通领域，目前在西藏较有代表性的7 种品牌。为使样品均匀，将约20g藏香试样粉碎混匀，所得香粉用于实验；在洁净的室内分别点燃各品牌藏香数支，任其自然燃尽，分别收集全部灰分，混匀，用于测定灰分中汞含量，藏香在燃烧前后分别称重，计算灰分产量。

1.3.2 校准曲线的绘制。DMA-80 evo 标准曲线的制作：用1000 ng.mL-1汞标准溶液，用2%HNO3稀释配制汞浓度为0ng·mL-1、10ng·mL-1、30ng·mL-1、50ng·mL-1、100ng·mL-1、150ng.mL-1的标准系列，分别进样100μL于预先灼烧好的镍质样品舟中，汞含量分别为0ng、1ng、3ng、5ng、10ng、15ng，测定吸光度A，选择线性拟合或曲线拟合。

1.3.3 样品测定条件。精确称取约0.1g 样品于镍质样品舟内（样品舟预先在800℃下灼烧20min），放入自动进样盘，按标准曲线法计算结果。氧气压力：0.4MPa；氧气流量：200mL/min；仪器测定参数:干燥温度200℃,干燥时间60s;分解温度650℃,分解时间180s;吹扫时间60s，解析时间12s，读数时间为30s。

2 结果与讨论

2.1 藏香中总汞含量及其燃烧迁移率的测定结果

精确称取约0.1g 藏香或藏香燃烧后的灰分，置于镍质样品舟内,按设定条件测定。藏香燃烧前后分别进行称重，计算灰分产率。燃香Hg 迁移率定义为单位质量藏香中含有的总汞经燃烧后迁移至空气中的迁移量，用质量百分比表示。汞的迁移量为一定质量的藏香中的总汞量减去其自然燃烧所产生灰分中剩余的总汞量。由于藏香样品测定后不能用于后续灰分中的汞的测定，用于灰分中汞的测定的藏香也不能同时用于香中汞的测定，因此在藏香样品较为均匀时（只要不是特别不均匀），使用多份样品的总汞燃烧迁移率的平均值仍具代表性。实际计算用以下公式：

汞的燃烧迁移率＝1－（灰分产率×灰分中汞含量/藏香中汞含量）

7种市售藏香中总汞含量其燃烧迁移率所测结果见表1。

表1 藏香燃烧前后样品中汞含量分析结果

2.2 检出限及线性范围

由于原子吸收的线性范围较窄，我们取0ng、1.0ng、3.0ng、5.0ng 标准点进行线性拟合校准曲线，用于空白样品、低含量参考物质ESS-1 和藏香样品的测定，以及检出限的计算；校准曲线为：A=-0.00017025+0.04674436.Hg，R2=0.9999；检出限为：0.007 ng(n=11,3σ)，线性范围为：0.007ng～5.0ng。为测定汞含量较高的参考物质ESS-3，我们用0ng、1ng.0ng、3ng.0ng、5ng.0ng、10ng、15ng 标准点进行二次曲线拟合,校准曲线为：A＝-0.00095667+0.04939454Hg-0.00062544.Hg2,R2=0.9999。

2.3 回收率、精密度和准确度

选取总汞含量居中的优敏芭藏香（红）来考察测定方法的精密度和回收率。精确称取7份约0.1g藏香样品分别放入镍质样品舟内，测得其汞含量平均值为17.0 ng/g，测量相对偏差为4.8%（RSD，n=7）。再精确称取7 份约0.1g 藏香样品分别放入镍质样品舟内，再分别加入2.5 ng 汞（50 ng·mL-1Hg 标准溶液50 μL），测定其汞含量，并计算回收率，回收率在86.4%～99.9%之间，结果见表2。

表2 加标回收及参考物质验证实验结果

参考物质验证准确度实验，精确称取土壤标准物质ESS-1 和ESS-3 约0.1g，按藏香样品相同试验条件分别进行测定，测定值与参考物质保证值相符。

3 结语

本工作采用固体进样的直接汞分析仪测定了藏香中的总汞含量及其燃烧迁移率。此方法具有灵敏度高，检出限为0.007ng；精密度好，含汞为17ng·g-1的样品7次测定的相对标准偏差为4.8%；回收率高，7种藏香的加标回收率均在89.8%～96.0%之间；由于采用直接进样无需复杂的样品前处理，避免了化学消解过程的污染、损失，以及大量使用强酸强碱等消解试剂引起的环境污染问题，因此本方法较为绿色环保。对参考物质的测定结果与保证值相符。从测定的藏香中汞的燃烧迁移率来看，所测7 种藏香的汞燃烧迁移率均大于99.7%，也说明藏香中的汞燃烧过程中几乎完全迁移至环境中，所幸藏香中的总汞含量均远低于3.0 mg/kg标准限值；但也要看到不同品牌的藏香由于生产原料或工艺的差异，其总汞的含量也有较大差异，所以对于普通家庭室内的燃香总量有一定的指导意义。本工作为加强藏香的品质控制提供了一种快速、灵敏的方法，对藏香质量监测和评价提供了参考。