微波消解-石墨爐原子吸收法監測海洋貝類體內重金屬污染程度

陳宗保，李艷霞

(1.上饒師范學院江西省普通高校應用有機化學重點實驗室，江西上饒334001;2.溫州醫學院分析測試中心，浙江溫州325035)

微波消解-石墨爐原子吸收法監測海洋貝類體內重金屬污染程度

陳宗保1，李艷霞2，*

(1.上饒師范學院江西省普通高校應用有機化學重點實驗室，江西上饒334001;2.溫州醫學院分析測試中心，浙江溫州325035)

以市售海洋貝類產品為研究對象，分析和評價了該類生物樣品中Ni、Zn、Pb、Cu、As、Cd、Cr的生物質量現狀。采用濃硝酸－高氯酸硝化體系微波消解樣品，石墨爐原子吸收法測定含量。結果表明所測定的樣品中，重金屬污染較為嚴重，其中Ni、Cu、Cr污染最為嚴重。該方法適合于海洋貝類樣品中重金屬元素的含量測定，可實時監測海洋類產品重金屬污染情況。

海洋貝類，重金屬，監測

Abstract:The mussels from coastal were selected for this study，which aimed to analyze accumulation characteristics of Ni，Zn，Pb，Cu，Cd and Cr in these samples and to evaluate current situation in Wenzhou coastal areas.The samples were nitrified by concentrated nitric acid－perchlorate.The contents of heavy metals were determined by means of GF－AAS.The results showed that the samples were seriously polluted by heavy metals especially by Ni，Cu，Cr.This method is suitable for mussels to determine the contents of heavy metals and monitor the heavy metal pollution.

Key words:mussels;heavy metals;monitoring

近年來，隨著沿海工農業生產的迅猛發展，海洋納污量增加，貝類產品的衛生狀況為社會大眾所關注。海洋貝類由于其對各類元素具有過濾和富集作用而被廣泛用作沿海地區重金屬污染監測的重要生物指標［1］，充分利用指示生物對污染物毒性反應的敏感性，便能較準確地反映真實的污染狀況。貝類產品的安全衛生不僅關系到出口創匯和經濟發展，更直接影響到人民群眾的身體健康和生命安全。本實驗通過對沿海的20種生物樣品中的有毒微量元素含量的測定，初步推測沿海的水質污染和生物污染情況，對溫州市沿海的環境監測提供一定的實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

海洋貝類等樣品 溫州市售，包括泥螺、牡蠣、螃蟹;Ni、Zn、Pb、Cu、As、Cd、Cr標準溶液 國家環境保護總局標準樣品研究所;硝酸、高氯酸 優級純;超純水 18.25 MΩ。

AA DUO240原子吸收光譜儀 瓦里安公司;MilliQ50超純水處理系統 美國Millipore公司;電子分析天平 瑞士 Mettler－Toledo公司;DGG－9140A電熱鼓風干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司;LXJ－IIB低速大容量多管離心機 上海安亭科學儀器廠;DW－HL328超低溫冷凍儲存箱 中科美菱低溫科技有限責任公司;FD－IC型冷凍干燥機 北京德天佑科技發展有限公司;TC－15套式恒溫器 浙江新華醫療器械廠;12種無機元素的空心陰極燈。

1.2 實驗方法

1.2.1 生物樣品預處理 樣品的處理在海洋調查技術規程［2］基礎上作了一定修改。將采集的貝殼樣存于高密度塑料袋中，壓出袋內空氣，密封后將此袋和樣品標簽一起放入聚乙烯袋中封口，存于低溫冰箱中，解凍后用蒸餾水清洗干凈，小心打開貝殼，用蒸餾水洗滌貝殼內的軟組織，用塑料刀和鑷子取出軟組織，讓水流盡，記錄濕重質量后將20個試樣放入－80℃冰箱冷凍4h后放入冷凍干燥機，于壓力為1～10Pa、溫度為－50℃的條件下干燥24h。取出樣品，放入干燥器中保存。

1.2.2 生物樣品的硝化 準確稱取0.1g左右的生物干樣于10mL離心管中，加少量蒸餾水潤濕后加入5mL硝化液(濃硝酸80mL+高氯酸20mL)，搖勻。待劇烈反應停止后，迅速蓋好杯蓋，置于高壓罐內，再放入微波爐中。按設定好的微波消解條件(見表1)開始溶樣，待試樣溶解完畢，冷卻至室溫，轉移至10mL容量瓶，用3mol/L鹽酸定容，搖勻，若沉淀物較多可超聲分散后離心分離取上層清液，再轉移至10mL容量瓶，用3mol/L鹽酸定容，同時做試劑空白和添加，然后將樣品放入冰箱冷凍保存。

表1 微波消解程序

1.2.3 標準曲線的配制 用2%硝酸將 Ni、Zn、Pb、Cu、As、Cd、Cr標準溶液逐級稀釋為 0、20、40、60、80、100μg/L，得到的標準溶液系列用原子吸收石墨爐法測定元素含量。

1.2.4 元素分析譜線波長 根據信噪比及譜線干擾情況選擇以下波長的譜線作為各元素的分析線，見表2。

表2 各元素工作條件

1.2.5 樣品測定 AAS法測定，先測定系列的標準溶液中各元素含量，其結果采用新合理曲線擬合法繪制成擬合工作曲線，然后測定各樣品中元素含量，對于樣品中含量較高的元素，可將樣品進一步稀釋后測定。

1.2.6 金屬污染指數測定 金屬污染指數(metal pollution index，MPI)按照 Usero et al.［3］的方法計算:

MPI=(Cf1×Cf2×…Cfn)1/n

其中Cfn是指樣品中第n種重金屬的濃度，干重，wDW/mg·kg－1。

1.2.7 生物質量指數測定 生物質量指數Pi=Ci/Si，其中Ci為海洋貝類體內第i種重金屬的濃度，Si為海洋貝類的生物質量標準。

超標率(%)=超標樣點數/樣點總數×100%

2 結果與討論

2.1 微波消解方法的選擇

微波消解采用高壓消化罐消解樣品，由于其獨特的微波消解原理和低溫高壓處理，待測元素揮發損失少，樣品溶解效果好。微波消解條件主要取決于加熱功率、加熱時間及溶劑3個因素，本方法選用4段加熱方式，每段時間為 5min，功率依次為 250、400、650、250W，隨后排氣冷卻。在微波消解條件下，分別選擇鹽酸、濃硝酸－高氯酸和鹽酸－硝酸－氫氟酸做對比實驗，結果表明，濃硝酸－高氯酸溶樣效果最好。

2.2 樣品的測定結果

測定結果經過質量換算后見表3。

表3 樣品中各重金屬元素含量(μg/g)

2.3 金屬污染指數

以各重金屬元素平均值計算MPI值為16.62，其MPI值高于同類文獻的報道［4］，表明溫州沿海地區重金屬污染較為嚴重。

2.4 生物質量指數

本文參考我國最新發布的海洋貝類生物質量標準［5］，其中Ni參照Cd的標準，以濕重計算重金屬含量，其生物質量指數及超標率見表4所示。

結果表明，與海洋貝類生物質量第三類標準相比，所測樣品中7種重金屬元素的生物質量指數Pi均小于1，Ni、Cu、Cr均有一定程度超標，其余均未超標，說明部分海洋貝類樣品中 Ni、Cu、Cr污染較嚴重;與第二類標準相比，Cr的Pi值大于1，其余Pi均小于1，Ni、Cu生物質量指數 Pi雖小于1，但 Pi值較大，說明海洋貝類樣品中Cr含量已超過第二類標準;與第一類標準相比，除As和Zn外，其余已超過各自的第一類評價標準。相比較而言，在這7種重金屬中，樣品受到Ni、Cu、Cr的污染最為嚴重。

表4 海洋貝類體內重金屬含量的污染評價

3 結論

3.1 由以上分析可知，海洋貝類樣品中重金屬含量嚴重超標，其中受到 Ni、Cu、Cr的污染最為嚴重，重金屬含量高低的基本趨勢是Cu＞Zn＞Cr＞Ni＞Cd＞As＞Pb，其含量趨勢與文獻報道基本一致［6］。

3.2 不同來源的樣品中重金屬元素含量差異較大，這可能受所采樣地環境污染影響，部分樣品中金屬元素含量已經超過海洋貝類生物質量第三類標準，說明部分地區的海洋環境已受到了嚴重污染，這一現象應該引起人們的廣泛關注。

［1］Regoli F.Trace Metals and antioxidant enzymes in gills and digestive gland of the Mediterranean mussel M.Galloprovincialis［J］.Archives of Environmental Contamination and Toxicology，1998，34:48－63.

［2］國家海洋局908專項辦公室，海洋化學調查技術規程［M］.北京:海洋出版社，2006:48－105.

［3］Usero J，Gonzalez－Regalado E，Gracia I.Trace metal in the bivalve molluscs Ruditapes decussatus and Ruditapes philippinarum from the Atlantic coast of southern Spain［J］.Environ Intern，1997，23(3):291－298.

［4］孫平躍，王斌.長江口區河蜆體內的重金屬含量及其污染評價［J］.應用與環境生物學報，2003，10(1):79－83.

［5］GB18421－2001.海洋生物質量［S］.

［6］王艷，方展強，周海云，等.北部灣海域江豚體內重金屬含量及分布［J］.海洋環境科學，2008，27(1):63－66.

Monitoring and analysis of heavy metal content in mussels from coastal by microwave digestion and GF－AAS

CHEN Zong－bao1，LI Yan－xia2，*
(1.Key Labortatory of Applied Organic Chemistry of High Institutions of Jiangxi Province，Shangrao Normal University，Shangrao 334001，China;2.Analytical and Testing Center，Wenzhou Medical College，Wenzhou 325035，China)

TS207.5+1

A

1002－0306(2010)08－0308－03

2009－08－17 *通訊聯系人

陳宗保(1978－)，男，講師，碩士，研究方向:食品安全與檢測技術研究。

江西省教育廳科技(青年)項目(GJJ09615)。