全自动甲基汞分析仪测定河北市场水产品中甲基汞

王猛，刘宪军，王晓琦，曹宝帅

1.沧州市食品药品检验所（沧州 061000）；2.衡水市食品药品检验检测中心（衡水 053000）

汞是全球性广泛存在的主要污染物之一[1-2]，甲基汞作为有机汞的一种，其毒性最强且具有脂溶性，在水体中易被生物体吸收和富集，鱼体中的甲基汞浓度可达到水体中的104～106倍[3]。长期食用被汞污染的食物将会引起慢性中毒，发生在日本的水俣病就是因长期食用被污染的鱼和贝类引起的[4-5]。因此，对水产品中甲基汞的测定是非常必要的。GB 2762—2017《食品中污染物限量》和GB 2733—2015《鲜、冻动物性水产品卫生标准》中均规定鱼（不包括食肉鱼类）及其他水产品中甲基汞限量为0.5 mg/kg，食肉鱼类（如鲨鱼、金枪鱼及其他）为1 mg/kg。

目前，甲基汞检测方法有多种，如气相色谱（GC）、液相色谱（HPLC）、毛细管电泳（CE）分离等分析手段结合原子吸收光谱（AAS）、原子荧光光谱（AFS）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等检测仪联用[6-9]。国内实验室一般采用GB 5009.17—2014中液相色谱-原子荧光光谱联用方法对水产品中甲基汞进行测定。这些方法前处理过程较为繁琐且有毒，同时灵敏度也不高。因此建立一个灵敏、准确、操作方便的水产品甲基汞测定方法很有必要。

试验基于EPA1630建立全自动甲基汞分析仪测定水产品中甲基汞的方法，对河北市场水产品中甲基汞质量分数进行测定，对水产品安全控制及评价具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

从河北市场（沧州、衡水、秦皇岛、唐山、保定、廊坊与石家庄水产市场）抽取具有代表性的15种水产品作为研究对象，样品包括鲤鱼（Cyprinuscarpio）、鱿鱼（Loligochinensis）、带鱼（Trichiuruslepturus）、草鱼（Ctenopharyngodonidella）等，具体品种见表4。样品涵盖了淡水鱼与生活在不同水层的海产品，每种水产品30个批次，每个批次样品若干（≥2.0 kg）。

1.2 仪器设备与试剂

全自动甲基汞测定仪（MERX，美国Brooks Lab）。

MeHg标液（Brook Rand LLC，Seattle，WA，USA）；NaBEt4（≥99.8%，Strem Chemicals，USA）；KOH（≥85.0%，Merck，Germany）；甲醇（≥99.9%，Merck，Germany）；标准参考物质DORM-3（NRCC，Canada）；醋酸钠（优级纯）；冰醋酸（优级纯）。

1.3 样品处理

样品用匀浆机粉碎，称取0.1 g（精确到0.001 g）于50 mL离心管中，加入2.5 mL 25% KOH/CH3OH溶液，盖紧盖子，放入60 ℃烘箱加热4 h；静置10 min，再加入3.5 mL甲醇，摇匀，静置；取0.1～1 mL（根据样品甲基汞质量分数）上清液样品溶液于40 mL棕色样品瓶中，加入35 mL去离子水，用醋酸-醋酸钠缓冲液（pH 3.6）调节样品pH至4.9±0.1，加入50 μL乙基化试剂，再用去离子水定容至刻度，盖紧盖子，摇匀，静置10～15 min，等待全自动甲基汞仪器分析。

1.4 标准曲线的配制

配制0.2% HCl-5% HAC试剂，用移液器准确吸取0.3 mL原始甲基汞溶液（质量浓度为1000 μg/L），配制质量浓度为10 μg/L的溶液，依次稀释成1，0.1和0.01 μg/L的中间液。用中间液配制0.5，1，5，10，50，100，500和1000 pg的标准工作溶液（定容体积约为40 mL）。

1.5 甲基汞原理和测定

全自动甲基汞测定仪由自动进样器、气液分离吹扫捕集热脱附、GC热裂解、原子荧光检测4个模块组成，如图1所示。对样品中甲基汞（CH3Hg）进行乙基化处理，形成产物甲基乙基汞，经氮气吹扫后吸附到Carbotrap捕集管上，被捕集的甲基乙基汞经热脱附，随氩气进入气相色谱柱进行分离和高温热裂解，热裂解将有机汞还原为元素汞（Hg0），元素汞随氩气进入原子荧光检测器（CVAFS）被分析检测。检测波长253.7 nm，电压670 V。由于分离系数不同，分离后的汞蒸气（Hg0）、甲基汞（MeHg）和二价汞（Hg2+）出峰图谱见图2。

图1 甲基汞测定分析系统

图2 甲基汞测定色谱图

2 结果与讨论

2.1 仪器条件优化

2.1.1 吹扫载气N2流速的影响

MeHg测定分析系统利用N2作为MeHg乙基化产物吹扫的载气，仪器设定N2吹扫时间为5 min，研究吹扫载气N2流速对结果的影响。

结果显示，当N2流速为350 mL·min-1时效果比较理想，既可保证样品MeHg质量分数较高时产物的吹出效率，又可节约成本并避免吹扫液进入仪器。

2.1.2 不同流速载气Ar的影响

Ar流速大小会影响Hg0、MeHg、Hg2+三种乙基化产物在GC柱上的分离程度和分离效果。试验显示，当Ar流速为36 mL·min-1时，显示出的峰型和分离效果较好，同时气体使用量也不浪费，能够达到最佳效果。

2.1.3 GC柱分离温度的选择

GC柱温度设定的高低将直接影响Hg0、MeHg、Hg2+三种乙基化产物在GC柱上的分离效果。温度太低，样品分析时间较长；温度太高，3个峰不能有效地进行分离。试验表明，当温度为44 ℃时，3个峰能够完全分离且样品分析时间较短。

2.1.4 乙基化试剂和醋酸缓冲液添加量的优化

测定的样品必须以气体形式进入到检测器，采用四乙基硼化钠作为衍生化试剂，能够使甲基汞的挥发性加强，灵敏度变高。乙基化试剂添加太少会导致反应不完全；添加太多会导致反应太快，从而使回收率降低且分析成本较高。此次试验添加50 μL乙基化试剂，工作曲线和样品均有较好的测定结果。

同时，乙基化反应要求在狭窄的pH范围之内，添加乙基化反应试剂之前必须确保正确的pH。

2.2 标准溶液线性范围及检出限

表1显示，选用线性范围0.5～1000 pg作标准曲线，基本能够包括实际水产品中甲基汞的质量分数，且线性相关系数大于0.999，以峰高（Y）为纵坐标，浓度（X）为横坐标绘制标准曲线，结果见表1。取10份空白水样，分别加入0.5 pg MeHg标准溶液后平行处理，最后均定容至40 mL进行测定，以3倍标准偏差作为方法的检出限，方法的检出限为0.004 μg/kg。

表1 标准溶液测定结果

2.3 方法的精密度及加标回收率

用上述检测方法，以优化好的仪器条件，平行测定6次草鱼和带鱼样品中甲基汞质量分数，检测结果的相对标准偏差SRSD分别为1.66%和1.54%，表明该方法的重现性较好，结果见表2。同时向草鱼和带鱼样品分别添加3个浓度水平的甲基汞标准溶液，按上述处理方法及测定条件进行回收率试验，回收率为90.5%～94.5%，表明有良好的准确度，见表3。以标准参考物质DORM-3作为全自动甲基汞分析仪测定甲基汞的质量控制，其测量结果（175.8±4.8 μg/kg）与标准值172.9 μg/kg吻合很好。

表2 精密度试验

表3 加标回收率结果

2.4 河北市场甲基汞质量分数测定

测定河北市场常见水产品中甲基汞的质量分数，结果如表4所示。带鱼、鳕鱼和鲅鱼中甲基汞平均质量分数分别为178.9，235.19和215.03 μg/kg，远高于草鱼（平均质量分数为4.45 μg/kg）和鲤鱼（平均质量分数为4.73 μg/kg）；所有样品的甲基汞质量分数均低于GB 2762—2017规定的限量500 μg/kg。带鱼、鳕鱼和鲅鱼为典型的肉食性鱼类，处于食物链上游，甲基汞的质量分数较高；鱿鱼、虾等海产品，处于食物链下游，富集甲基汞较低；草鱼、鲤鱼和鲢鱼为淡水鱼类，甲基汞质量分数低于海产品。由此可知，栖息活动在不同水层的生物，甲基汞质量分数存在明显差别。一般来说处于食物链上游的鱼体较下游鱼体甲基汞质量分数高[10]，即肉食性生物＞杂食性生物＞动物性浮游生物＞植物性浮游生物。同时淡水鱼食物较为简单且多为池塘养殖，生长周期较短，甲基汞质量分数较低[11]。

表4 河北市场水产品甲基汞质量分数测定 单位：μg/kg

2.5 不同部位甲基汞分布

选取草鱼、带鱼和鲫鱼3种鱼类，分别对鱼体腹部肌肉、肝脏和鳃3个部位同时进行测定，结果如表5所示。3种鱼类肌肉中甲基汞质量分数均最高，肝脏次之，鳃中最低。甲基汞为脂溶性物质，主要富集于肌肉组织中。肝脏作为生物的解毒器官，鳃是鱼体进行气体交换和离子转移的器官，因此甲基汞质量分数较低。

表5 不同部位甲基汞质量分数比较 单位：μg/kg

3 结论

采用EPA1630方法对河北市场常见水产品中甲基汞的质量分数进行了测定研究，对仪器分析系统的参数进行了优化，结果显示，在吹扫载气N2流速350 mL·min-1、Ar载气流速36 mL·min-1、GC柱温44 ℃、适合的乙基化试剂和醋酸缓冲液添加量的条件下，试验的分离效果和速度最佳。该方法线性、灵敏度、准确度和精密度均能满足水产品甲基汞分析要求。

河北市场抽检样品甲基汞质量分数均低于国家标准，可放心使用。不同水产品间，甲基汞质量分数因所属食物链层级不同而具有明显差异。一般来说，处于食物链上层的鱼体较下层鱼体甲基汞质量分数高，海产品中甲基汞质量分数大于淡水鱼。对同一种水产品而言，肌肉中甲基汞质量分数均最高，肝脏次之，鳃中最低。

该方法与以往报道采用的甲基汞检测方法相比，具有能对痕量样品进行检测、前处理简单高效、测定结果快速准确的优势，可以对大量样品开展测定研究。