中药材汞含量的光谱法测定

张志刚

（九州通医药集团湖北金贵中药饮片有限公司，湖北 武汉 430051）

0 引 言

黄连为毛莨科植物黄连的干燥根茎，具有清热燥湿，泻火解毒等功用.苍术为菊科苍术属植物，具有燥湿健脾，祛风散寒，明目等功用.菊花为菊科草本植物的干燥头状花序，是中国常见中药，具有清热，明目，解毒的功效.但是由于各地的栽培土壤中不含或含有不同质量浓度的汞，中药材植物在含有汞的土壤中生长，生长过程中可能会吸收土壤中的汞.从而在含汞高的土壤中生长的中药材通常会含有有机汞（如甲基汞、乙基汞、苯基汞等）.众所周知，汞是对人体有害的元素.摄入过量的汞可引起慢性汞中毒或急性汞中毒.慢性汞中毒能使汞被血液吸收并到达大脑，严重损伤中枢神经系统.急性汞中毒会危害呼吸系统，消化系统和泌尿系统.无机汞的中毒是可逆的，危害较轻.但是有机汞会严重损害中枢神经系统［1］.故国家在GAP认证的过程中，对中药材汞的含量进行了限量控制.本实验采用冷原子吸收法对上述药材的汞质量浓度进行了测定，并建立了中药材汞质量浓度的分析方法.这对于控制中药质量和鉴别种植土壤有重要意义.使用水银发生器－原子吸收分光光度计，65%HNO3－70%HClO4（9∶1）冷浸过夜，加热消化，20%氢氧化钠中和酸等反应对样品消化处理方法进行了改进.实验结果证明此方法实用可靠，重现性好.

1 仪器与试剂及药品

1.1 仪器与参数

AA6300C原子吸收分光光度计（日本岛津）；MVU－1A水银发生器（日本岛津）；Wizzaard工作站（日本岛津）；汞空心阴极灯，特制石英管；检测波长253.62nm；原子器位置为22mm，气体流速4.5L／min.

1.2 药品与试剂

黄 连 （批 号 20120517）、苍 术 （批 号 20120625）、菊花（批号 20120913），由九州通医药集团提供；SnCl2·2H2O（分析纯，天津市百世化工有限公司）；HClO4、K2Cr2O7、HNO3、NaOH、H2SO4均为分析纯；H2O为去离子水；1.00mg／mL Hg标准溶液（国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院，批号： 11081732）.

2 方法与结果

2.1 分析过程

实验利用SnCl2和Hg2＋反应成单质 Hg，单质Hg不溶于水，在空气的带动下进入导管，再到石英管，被原子吸收分光光度计检测.在反应容器中加入175mL的纯化水，加20mL的SnCl2，搅拌，再加10mL的样品溶液，立即盖上橡皮塞.实验工作装置如图1所示.

图1 水银发生器－冷原子吸收工作装置Fig.1 Mercury vaporizer unit－cold atom absorption working device

观察软件记录的汞吸收曲线，当吸收曲线达到最大值（峰的斜率为0），开始采集，采集时间为10s，采集的数据为峰值10s后的值.汞溶出的曲线如图2所示.

图2 汞溶出曲线图Fig.2 Hg dissolution curve figure

2.2 溶液的配制

2.2.1 氯化亚锡溶液 取120g的SnCl2·2H2O到1 000mL的烧杯中，加400mL的纯化水.搅拌，溶液变成白色浑浊的溶液，缓慢的向溶液中加入40mL的98%浓硫酸，边加边搅拌，溶液变成澄清溶液［2］.将溶液倒入1 000mL的容量瓶中，加水定容到1 000mL，摇匀备用.

2.2.2 标准汞储备溶液 取5.00mL的汞标准溶液到100mL的容量瓶中，加5.00mL的1%K2Cr2O7和浓 HNO3溶液，再用65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液定容制刻度，摇匀.放置1 h备用.质量浓度为50 000μg／L.

2.2.3 汞标准曲线溶液的配制 取标准汞储备溶液5.00mL到250mL的容量瓶中，用1%的稀硝酸定容至刻度，质量浓度为1 000μg／L.分别取1 000μg／L的标准溶液0.00mL，2.50mL，6.00mL，12.00mL，25.00mL，50.00mL 到100 mL的容量瓶中，用1%稀硝酸溶液稀释至刻度，摇匀.质量浓度分别为0μg／L，25μg／L，60μg／L，120μg／L，250μg／L，500μg／L.

2.3 SnCl2 的用量

在反应中，SnCl2要和 Hg2＋反应，也要和HNO3，K2Cr2O7，HClO4反 应.由 于 Hg2＋（0.005%），K2Cr2O7（0.000 5%），HClO4（0.1%）的量很少，消耗的SnCl2可以忽略不计.主要考虑SnCl2和 HNO3（2%）反应.设SnCl2·2H2O 为Xg，HNO3为Yg.消耗的HNO3最大量（可能生成N2O），依据电荷守恒：X／Y＝7.14／1.

SnCl2·2H2O的质量分数为12%，HNO3的质量分数为2%.在反应中，加入的样品溶液为10mL，设需要加入SnCl2·2H2O为XmL，解方程为：X＝12mL，考虑实验SnCl2过量，将SnCl2的用量定为20mL.

2.4 中药材样品的制备

2.4.1 样品的前处理 取中药材黄连、苍术、菊花各适量，用粉碎机粉碎成粉末.分别称取3g到250mL的具塞锥型瓶中，加65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液100mL，再加0.05%K2Cr2O7和浓HNO3溶液1mL，加盖上塞子，浸泡过夜.

2.4.2 样品的消化 样品浸泡过夜后呈红色.拔掉瓶塞，将其分别放在电热板上加热，保持微沸，大约2h，溶液的颜色由红棕色逐渐变淡，反复加65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液适量，直到溶液变为无色透明溶液，大约3h.

2.4.3 消化液的处理 当蒸发的混酸溶液约为40mL时（避免酸量过少，局部温度过高，Hg的损失），停止加热.冷却用20%的NaOH中和酸，调pH值为4～6，当溶液由淡黄色变为略带红色时即为pH调和终点.将中和后的溶液过滤，将滤液定容至100mL.每次试验使用10mL.

2.4.4 空白样品溶液 加65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液100mL到250mL的锥形瓶中，再加0.05%K2Cr2O7和浓 HNO3溶液1mL，加盖上塞子，浸泡过夜.同法消化处理.

2.5 结 果

2.5.1 检出限 0.005μg／L（样品稀释20倍以后的值，即反应容器中的汞质量浓度）.

2.5.2 线性回归 将标准曲线溶液分别进一次样.将吸光度的值和样品浓度进行一次直线回归，回归直线方程：Y＝0.000 853 56 X＋0.006 374 8，相关系数r＝0.999 5.结果表明吸光度和汞质量分数在0～500μg／L时呈良好的线性关系.

2.5.3 精密度 将黄连（批号 20120517）的样品溶液重复进6次，黄连吸光度的RSD为2.0%，表明仪器的性能良好.

2.5.4 稳定性 将黄连（批号 20120517）样品分别于0h、2h、6h、10h、15h、24h进样，黄连吸光度的RSD为2.5%，表明供试液在24h内稳定.

2.5.5 重现性 用上述样品处理方法制备6份黄连（批号 20120517）样品，每个样品进一次样，平均汞质量浓度为0.15mg／kg，RSD为2.3%.

2.5.6 加样回收率 分别称取1.5g黄连（批号 20120517）三份到250mL的锥形瓶中.按样品Hg的质量分数为80%、100%、120%加入标准汞溶液到黄连粉末中，再加100mL混酸浸泡过夜，同法消化处理.每个样品进一次样，回收率分别为95.4%，97.3%，101.3%.平均回收率为98.0%，RSD为2.5%.

2.5.7 样品测定 黄连（批号 20120517）汞的质量浓度为0.12mg／kg，苍术（批号 20120625）汞的质量浓度为0.08mg／kg，菊花（批号 20120913）汞未检出.三种中药材汞质量浓度均符合国家标准（国家汞质量浓度标准为0.2mg／kg）.

3 讨 论

a.实验过程中使用的SnCl2·2H2O的价格较贵，所以考虑节约的办法减少用量.大量HNO3不但消耗SnCl2，同时和SnCl2较剧烈的反应，会产生大量的泡沫（氧化还原反应产生大量氮氧化物气体），进入实验导气管，影响实验的检测.在标准溶液中SnCl2的减少的途径主要是通过减少HNO3使用量，故汞标准溶液中总HNO3的浓度维持在2%左右.

b.从汞溶出度的曲线分析，Hg2＋和SnCl2反应生成的Hg在样品加入后10s到达最大值，仪器记录为峰值10s后的检测值.采用峰值点10s后的值，实验重现性好，精密度高，线性好，说明此方法简单可靠.若反应已经结束，由于汞不溶于水，汞在极短时间内被空气带出，曲线的对应吸收度应该为零.可见两者少量依然将反应进行到200s左右（大约500μg／L，10mL）.实验时注意，在倾倒样品溶液时动作要迅速，立即盖紧橡皮塞子，防止汞的损失.

c.由于汞在消化加热时温度过高会损失，甚至全部挥发无法检出.加热过程避免温度过高（保持微沸，温度约130℃左右），在消化样品时，要保持溶液微沸，避免锥形瓶加热时局部温度过高.故在没有恒温电热板的情况下，混酸溶液留40mL左右，而不要蒸至近干（锥形瓶的温度可能达到200℃以上）.消解后的中药材样品中含有大量的碱金属（此实验是Na＋，最终质量分数约为1%），对汞生成效率无影响，对汞的测定干扰较小［3］.常见的 过 渡 金 属 离 子 （Fe2＋，Fe3＋，Zn2＋，Cu2＋，Ni2＋，Pb2＋，Cr3＋，Se4＋，Sb3＋，As3＋）不影响总汞的测定［1］.大量的NO－3（最终的质量分数约为2.5%）对汞生成有干扰未见文献报道.实验过程中回收率为98.0%，故用NaOH中和酸符合实验要求.注意若再加过量的HCl或H2SO4将样品溶液调回过酸性，就会重新生成大量的HNO3，同样实验会产生大量的泡沫进入管道，影响实验.用20%NaOH中和HNO3和HClO4可以减少SnCl2的使用量，并排除实验干扰，这对消化处理是一大改进.

d.实验时同时使用 HNO3、K2Cr2O7和HClO4消化效果较好.单一使用硝酸难以达到消化效果，加入总量10%的HClO4后能显著提高消化效果.加入少量K2Cr2O7能提高汞的还原能力.考虑实验过程产生的汞单质会污染环境，故采用1%K2Cr2O7－HNO3溶液吸收尾气，避免环境污染.

［1］蔡慧华，彭速标.痕量汞的测定方法进展［J］.理化检验－化学分册，2008（44）：385－390.CAI Hui－hua，PENG Su－biao.Progress of methods for Determination of Trace amounts of mercury［J］.Physical Testing and Chemical Analysis－chemical part，2008（44）：385－390.

［2］阎海鱼，冯新斌.半封闭溶样冷原子荧光测定鱼体中总汞分析方法的建立［J］.地球与环境，2005，33（2）：89－92.YAN Hai－yu，FENG Xin－bin.A methodological Development in measuring total mercury in fish using－closed digestion and cvafs［J］.Earth and environment，2005，33（2）：89－92.

［3］杨莉丽，李娜.蒸气发生－冷原子荧光光谱法测定中草药中不同形态的汞［J］.光谱学与光谱分析，2005，25（2）：286－289.YANG Li－li，LI Na.Speciation analysis of mercury intraditional Chinese medicine by vapor－generation atomic fluorescence spectrometry［J］.Spectroscopy and spectral analysis，2005，25（2）：286－289.