冷原子吸收法测定水产品中总汞含量

常家琪，张小军，梅光明，高学慧，刘文静，韩程程

（浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江省海洋水产研究所，浙江舟山 316021）

冷原子吸收法测定水产品中总汞含量

常家琪，张小军，梅光明，高学慧，刘文静，韩程程

（浙江海洋大学海洋与渔业研究所，浙江省海洋水产研究所，浙江舟山 316021）

采用DMA-80直接测汞仪测定水产品中的总汞含量。对取样量大小和升温方法进行了优化。从线性范围、方法检出限、方法准确度及精密度等方面进行了方法学验证。结果表明：取样量在0.080 0～0.160 0 g间测定结果最佳；对升温方法优化最终实现进样时间仅需262 s；建立了高浓度（50～400 ng）和低浓度（0～20 ng）范围的2条标准测定曲线，可实现不同汞含量水平的样品定量测定；方法检出限为0.06 μg/kg；对两种标准物质测定的结果均在其参考值范围内且相对标准偏差均小于3.6%。直接测汞仪测定无需对样品进行消解等复杂的前处理过程，能够实现固体样品直接进样，具有定量范围宽、准确度高、精密度好、检出限低、测定速度快等优点，可作为测定水产品中总汞含量的一种理想方法。

冷原子吸收；水产品；总汞

Key words:cold atomic absorption;aquatic products;total mercury

汞在常温常压下是一种以液态存在的重金属，化学性质稳定，不溶于酸也不溶于碱，常温下即可挥发。汞在自然界可以无机汞和有机汞等形态存在。汞蒸气和汞的化合物多有剧毒，其中以甲基汞毒性最大。甲基汞在人体肠道内迅速被吸收后可分布到全身，进而侵犯中枢神经系统[1-2]。环境中的甲基汞可由无机汞在微生物和化学变化的作用下转变为甲基汞，从而逐渐在生物体内积累[2-4]，并且甲基汞难以在自然界自主分解。汞在自然界容易以各种形式对食品造成污染,其中水产品是构成汞摄入风险的主要来源食品。目前国家标准GB2762-2012[5]规定所有水产品(不包括食肉鱼类）甲基汞的限量值为0.5 mg·kg-1,食肉鱼类中甲基汞的限量为1.0 mg/kg。研究也表明水产品肌肉中的汞主要以甲基汞的形式存在，其质量分数占总汞质量分数的65%～95%[6]，因此可以采用测定总汞含量值来指示水产品中甲基汞污染情况。

常用于总汞含量测定的方法有以下几种:电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[7-8]、原子荧光法[9-10]、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）[11-14]、原子吸收光谱法[15-16]、分光光度法[17-18]和直接测汞仪法[19-22]。前5种方法均需要进行较为复杂的样品前处理过程，汞的沸点较低、易挥发等特征导致前处理过程中容易造成部分损失，从而影响测定结果的准确度。基于冷原子吸收法原理的直接测汞仪能够省去繁琐的前处理步骤，直接对固态样品进样分析，并且其具有取样量少，灵敏度高，准确度高，精密度好，重现性好，简单快速等优点。本文采用DMA-80直接测汞仪对水产品中总汞的含量进行分析，取得了满意的效果。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

DMA-80直接测汞仪，意大利Milestone公司；AL204电子天平，上海梅特勒-托利多仪器有限公司；马弗炉，浙江省嘉兴市新塍电器制造厂。

电子级浓硝酸，美国J.T.Baker公司；优级纯浓盐酸，国药集团（上海）化学试剂有限公司；实验用水为超纯水；汞单元素标准储备液（1 000 μg/mL），国家有色金属及电子材料分析测试中心；鱼罐头中总汞质控样（T07225QC），英国Fapas实验室提供；扇贝粉（GBW10024)和大虾粉（GBW10025），地球物理地球化学勘查研究所。

汞标准中间液（10 μg/mL）：准确吸取汞元素标准储备液1.0 mL于100 mL的容量瓶中，用5%的硝酸溶液定容至刻度线，4℃冷藏保存备用。

汞的标准使用液（2.0 μg/mL）：准确吸取汞的标准中间液20 mL于100 mL的容量瓶中，用5%的硝酸溶液定容至100 mL，4℃冷藏保存备用。

汞的标准使用液（0.1 μg/mL）：准确吸取汞的标准中间液1.0 mL于100 mL的容量瓶中，用5%的硝酸溶液定容至100 mL，4℃冷藏保存备用。

1.2 样品来源

实际测定样品采自浙江台州、温州、舟山等地近岸海水养殖或者捕捞的水产品，样品按照国家标准GB30891-2014[23]规定的水产品抽样规范进行前处理后，置于-18℃的冷库中保存备用。

1.3 实验方法

1.3.1 DMA-80直接测汞仪工作原理

样品由自动进样盘直接被带到仪器中检测，首先样品在载气氧气气流的作用下被干燥，继而被热分解，分解后的产物进入催化管进行催化还原，汞被彻底分解释放，还原为汞原子，接着汞蒸气被齐化管收集进行金汞齐反应被选择性的留下，不含汞的蒸汽及分解产物随即被清出，之后进行高温解析。最后在吸收池内于253.7 nm处用冷原子吸收光谱测定解析出的样品中汞的含量。

1.3.1.1 仪器参数设置

干燥温度200℃，干燥时间30 s；催化温度650℃，催化时间90 s；分解温度650℃，分解时间60 s；歧化温度850℃，歧化时间12 s；信号采集时间30 s，清洗时间30 s。

1.3.1.2 样品的测定

准确称量质量为0.080 0～0.160 0 g之间的待测样品置于样品舟内，待测样品能被自动进样系统带到热解析炉中，在1.3.1.1的条件下，经过干燥、高温分解、催化还原、齐化富集后等过程之后，汞蒸气被完全释放到波长为253.7 nm处的原子吸收光度计模块中进行总汞含量测定。

2 结果与讨论

2.1 称样量的选择

分别称取鱼罐头中总汞质控样的质量0.020 0～0.200 0 g置于镍样品舟内，将样品舟放置自动进样盘上由自动进样系统对样品进行分析，得到总汞含量的测定值见表1。

表1 总汞含量的测定值Tab.1 Determination of total mercury content

英国Fapas实验室提供的该鱼罐头中总汞质控样（T07225QC），测定中位值为12.1 μg/kg，测定值在6.8～17.5 μg/kg内，满足|Z|≤2。由表1测量数据可知：当取样量在0.020 0～0.080 0 g之间时，样品中总汞的测定值变化幅度大，取样量太少时，样品可能会存在均匀性差别，测量的结果不具有代表性，误差较大；取样量在0.160 0～0.202 8 g之间时，样品中总汞的含量的测定值逐渐呈现偏离测定值范围的趋势，这表明取样量过多也可能使测定准确度下降，并且取样量过多时，样品可能会热解不够完全，较高浓度的汞也会加剧对催化管齐化管的损害，从而使其寿命缩短。综合以上结果可得，取样量在0.080 0～0.160 0 g之间时，总汞含量的测定值为最佳。

2.2 升温方法的选择

在干燥温度200℃，催化温度650℃，分解温度650℃以及歧化温度850℃均不变的条件下，分别对干燥时间、催化时间、分解时间等各项升温过程的时间进行优化。按照升温过程中对各项时间的优化，称量质量为0.080 0～0.160 0 g的该鱼罐头质控样进行总汞含量的测定。拟定的4种不同的升温方法及选择不同的升温方法所得总汞测定的平均值见表2。

表2 升温方法的优化及样品测定平均值（n=4）Tab.2 The optimization of heating method and average value of sample determination(n=4)

通过以上结果可以得出，四种不同升温方法下的测定值均在该鱼罐头样品总汞含量的参考值范围内，因此理论上四种升温方法都能满足实验要求。但测定结果的差异也表明对同一样品，选择不同的升温方法测定时测得的总汞含量是所差别的。当取样量较少，取样质量在0.100 0 g左右时，可选择升温方法2进行测定，这样可以在不影响实验结果的前提下加快实验速度，减少样品分析时间。但考虑到实验称样量的范围，通过对多个样品进行测定发现，取样在最佳范围0.080 0～0.180 0 g时，升温曲线3更符合实验的可信性，故应该折中选择升温方法3作为每次实验的升温曲线。

2.3 标准曲线的绘制

分别吸取一定量的0.1 μg/mL的汞标准使用液于石英样品舟中，使得标准系列溶液中汞的含量分别为0 ng、1.00 ng、2.00 ng、5.00 ng、10.00 ng、18.00 ng、20.00 ng（低浓度系列曲线），分别吸取一定量的2.0 μg/mL的汞标准使用液于石英样品舟中，使得标准系列溶液中汞的含量分别为50.00 ng、100.00 ng、200.00 ng、400.00 ng（高浓度系列曲线)。将石英样品舟放置自动进样盘上，用直接测汞仪进行测定，仪器自动绘制两条不同浓度系列的标准曲线。低浓度系列的线性回归方为：y=-0.000 879 88 x2+0.060 258 98 x+0.000 242 06，R2=1.0000；高浓度系列的线性回归方程为：y=-2.015 814×10-7x2+9.416 76×10-7x-3.747 692×10-7，R2=0.999 9这表明，在0～400 ng范围内，均具有良好的线性关系。因测汞仪的稳定性非常好，除非仪器有重要零件更换或者汞灯的能量降低，制作的标准曲线一般可以使用3个月。

2.4 方法的检出限

以5%的硝酸水溶液作为测定空白，连续测定11次，测定的汞的含量分别为0.006 7 ng、0.008 4 ng、0.009 9 ng、0.006 6 ng、0.008 2 ng、0.008 4 ng、0.008 4 ng、0.008 4 ng、0.013 6 ng、0.006 9 ng、0.008 6 ng，标准偏差S=0.001 9 ng，以3倍的空白标准偏差计算仪器的检出限，故本方法的检出限为0.005 7 ng。以0.1 g样品量计算，则该方法最低检出浓度为0.057 μg/kg。

2.5 方法的准确度和精密度

选用扇贝粉（GBW10024）和大虾粉（GBW10025）2种不同的成分分析标准参考物质进行多次测定，计算测定结果的平均值及RSD值，考察该方法的准确度和精密度。测定结果见表3。测定数据表明：采用冷原子吸收法测定2种标准参考物质，6次测定值均在其标准值范围内，且平行测定RSD≤3.6%，说明该方法的准确度高，精密性好。

表3 准确度和精密度测定结果（n=6）Tab.3 Results of determination for accuracy and precision(n=6)

2.6 实际样品的测定

采用该方法对不同种类的实际水产品进行总汞含量的测定，测定结果见表4。

表4 不同水产品中总汞含量的测定值（n=3）Tab.4 Determination of total mercury in different aquatic products(n=3)

由以上数据可知，该批次水产品中的总汞含量均低于国家标准限量要求，表明该批次样品汞污染风险较小。

3 结论

基于冷原子吸收光谱法原理，采用直接测汞仪测定水产品中的总汞含量。与传统的原子荧光光谱法相比较，该方法具有定量范围宽、检出限低、准确度高、精密性好和方便快捷等优点，实验过程因无需复杂的前处理步骤可以大大降低试剂使用和减少实验室污染，有效地避免了对检测人员身体健康的危害，能够作为水产品中总汞测定的一种理想方法。

[1]LOHREN H,BLAGOJEVIC L,FITKAU R,et al.Toxicity of organic and inorganic mercury species in differentiated human neurons and human astrocytes[J].Journal of Trace Elements in Medicine&Biology,2015,32:200-208.

[2]MEAGHER R B.Corrigendum:Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants[J].Current Opinion in Plant Biology, 2000,3(2):153-162.

[3]EKINO S,SUSA M,NINOMIYA T,et al.Minamata disease revisited:an update on the acute and chronic manifestations of methyl mercury poisoning[J].Journal of the neurological sciences,2007,262(1):131-144.

[4]MIKAC N,PICER M,STEGNAR P,et al.Mercury distribution in a polluted marine area,ratio of total mercury,methyl mercury and selenium in sediments,mussels and fish[J].Water Research,1985,19(11):1 387-1 392.

[5]卫生部.GB2762-2012食品中污染物限量[S].北京:中国标准出版社,2012.

[6]梅光明,郭远明,张小军,等.浙江沿海海产品中汞形态分析测定与分布特征[J].食品科学,2015,36(24):229-234.

[7]侯建荣,彭荣飞,许 萍.电感耦合等离子体质谱用于动物性食品中14种稀土元素的测定[J].中国卫生检验杂志,2009 (10):2 286-2 288.

[8]孙 瑾,陈春英,李玉锋,等.超声波辅助溶剂萃取-电感耦合等离子体质谱法测定生物样品中的总汞和甲基汞[J].光谱学与光谱分析,2007,27(1):173-176.

[9]荆 镝,廉成章.冷原子荧光法测定地面水和土壤中的痕量总汞[J].中国环境监测,1996(3):9-12.

[10]李仲根,冯新斌,何天容,等.王水水浴消解-冷原子荧光法测定土壤和沉积物中的总汞[J].矿物岩石地球化学通报,2005, 24(2):140-143.

[11]方 红,杨晓兵.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定化妆品中砷、铅、汞[J].光谱实验室,2002,19(1):74-77.

[12]张海峰,翟翠萍,钟志光,等.微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定电子电气产品陶瓷和玻璃中的铅、镉、铬和汞[J].分析试验室,2006,42(12):40-42.

[13]张 文,路东琪,方邢有.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定鳗鱼中的铅镉汞微量元素[J].分析试验室,2009(S2): 224-226.

[14]齐景凯,张玉芬,李春茹.微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱测定5种食用菌中微量元素[J].分析科学学报, 2014(2):287-290.

[15]ESCUDERO L B,OLSINA R A,WUILLOUD R G.Polymer-supported ionic liquid solid phase extraction for trace inorganic and organic mercury determination in water samples by flow injection-cold vapor atomic absorption spectrometry[J].Talanta, 2013,116(22):133-140.

[16]叶 平.衬铂平台石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中的痕量汞[J].宁夏师范学院学报，2000(3):14-17.

[17]李秀华,尔墩扎玛.分光光度法检测饲料中汞含量[J].饲料工业,2007,28(16):48-50.

[18]王俊平,李家乐,王 硕,等.分散液液微萃取分光光度法测定食品中汞含量[J].食品工业科技,2012,33(16):57-60.

[19]周兴军,李 婧,魏晓燕.DMA-80直接测汞仪测定水及土壤中的总汞[J].环境与发展，2014,26(8):16-19.

[20]于 趁,剧京亚,姚春毅.DMA-80直接测汞仪测定四种中药中汞含量[J].食品安全质量检测学报,2013,(5):517-1520.

[21]钱亮亮.Milestone DMA-80直接测汞仪测定牛奶中的总汞[J].科技创新导报,2012(32):104.

[22]刘俊娓,魏 静,王 冠.使用AFS和DMA-80直接测汞仪测定奶粉中汞含量的方法比较 [J].食品安全导刊,2012(9):36-37.

[23]中华人民共和国和计划生育委员会.GB30891-2014水产品抽样规范[S].北京:中国标准出版社,2014.

Determination of Total Mercury in Aquatic Products by Cold Atomic Absorption Spectrometry

CHANG Jia-qi,ZHANG Xiao-jun,MEI Guang-ming,et al
(Institute of Marine and Fisheries of Zhejiang Ocean University,Marine and Fisheries Research Institute of Zhejiang，Zhoushan 316021,China)

A method was proposed for determination of total mercury content in aquatic products by DMA-80 Direct Mercury Analyzer.The conditions of sample amount and heating method were optimized and method validation was examined from the linear range,detection limit,method accuracy and precision and other aspects.Experimental results showed that the best sample amount was in the range of 0.080 0-0.160 0 g and the injection time was only 262 s after optimization of heating method.Two standard curves with the range of high concentration(50-400 ng)and low concentration(0-20 ng)were established which could quantify different levels of mercury in samples determined.The detection limit was 0.06 μg/kg and the detection results of standard reference materials were all in the range of reference value,with RSDs all less than 3.6%.Without digestion or complex pre-processing and with the advantages of wide quantitative range,high accuracy,good precision,low detection limit and fast determination speed.,the method could be used as an ideal method for determination of total mercury in aquatic products.

TS254.7

A

1008-830X(2016)04-0310-05

2016-04-20

浙江省科技厅计划项目（2016C32074；2016F30024）

常家琪（1993-），女，河南漯河人，硕士研究生，研究方向：食品加工与安全.

梅光明.E-mail:meigm123@163.com