藏香中總汞的含量及其燃燒遷移率測定*

洛桑卓瑪 程光磊 吳曦**

（1.西藏自治區產品質量監督檢驗所，西藏 拉薩 850000；2.四川大學分析測試中心，四川 成都 610064）

0 引言

藏香以其獨特的工藝和天然選料被譽為“藏域三寶”之一。藏香是西藏文化與生活不可或缺的一部分，每日燃香，是每個藏族家庭的日常；民間有“寧可一日無肉，不可一日無香”之說[1-2]。隨著人們健康意識的提高，對藏香的品質也越來越重視，在好聞、好用的同時，也對其內在質量有了更高的要求，在地方標準《DB54/T 0080-2014 藏香》中明確規定可遷移重金屬元素汞的含量不超過3.0 mg/kg。

汞是一種毒性較強的重金屬。它被人和動物吸收并在體內積蓄，會嚴重影響人的中樞神經系統、消化系統等，因此被普遍認為是會對人類和動物的健康造成危害的主要環境污染物之一。由于歷史上引起的大規模中毒事件而被人們特別重視。[3-4]藏香中的汞會在室內燃燒時遷移到環境中被人體吸入，因此快速準確地檢測藏香中總汞含量以及它的燃燒遷移率很有必要，這既可以對藏香產品的質量進行監督評價，也可以對普通家庭燃香的總量起到一定的指導作用。

總汞定量最常用的兩種方法是液體進樣方式冷蒸氣原子吸收光譜法（CV-AAS）[5]和冷蒸氣原子熒光光譜法(CV-AFS)。[6]而目前，測定藏香中汞的國標方法僅有電感耦合等離子體發射光譜儀法（ICP-OES）也是采用液體進樣方式，其樣品前處理方法操作繁瑣、費時費力、試劑消耗量大，且易造成汞的損失；汞的常用分析譜線（184.95nm，194.23nm，253.65nm）均在200nm左右的紫外區，ICP-OES檢測紫外區譜線靈敏度不高，汞溶液還會有較強的記憶效應，[7]所以并不是最理想的檢測方法。直接汞分析儀是基于冷原子吸收光譜原理，[8]直接熱解樣品，用金質齊化管捕集汞蒸氣，再加熱解吸，釋放收集的汞到吸收池，測定其吸光度值；但由于固、液樣品可直接進樣，沒有復雜的前處理過程，不需要使用大量強酸、強堿等化學試劑，也避免了樣品消解過程的沾污、損失以及使用消解試劑引起的環境污染。方法靈敏穩定，已在食品、中藥、地質、化妝品、環境等許多領域廣泛應用，[9-12]而用此方法對藏香中的總汞含量及其燃燒遷移率測定未見文獻報道。

1 實驗部分

1.1 工作原理

在氧氣流的作用下，樣品在熱解析爐內經干燥和高溫熱分解；樣品中燒出的氧化態汞在催化還原爐內還原為汞原子蒸氣，經催化還原和吸附凈化除雜后，進入金質齊化富集爐被選擇性捕集，加熱齊化富集爐，解吸出的原子汞蒸氣進入吸收池進行吸光度測量，測定波長為253.65nm，根據朗伯比爾定律采用校準曲線法進行定量。

1.2 儀器與試劑

主要儀器：直接汞分析儀（DMA-80 evo,意大利,Milestone Srl.公司)；馬弗爐（SXL-1216,中國,杭州卓馳儀器有限公司）；電子天平(SQP，中國，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司)。

主要試劑：環境標準物質（ESS-1，汞含量保證值為：0.016±0.003 mg/kg；ESS-3，汞含量保證值為：0.112±0.012 mg/kg,中國環境監測總站）,高純氧氣（純度99.999%，成都僑源氣體有限公司）。實驗用去離子水的電阻率為18.2MΩ·cm。

1.3 試驗

1.3.1 樣品前處理。本實驗所用的藏香樣品購買于西藏拉薩流通領域，目前在西藏較有代表性的7 種品牌。為使樣品均勻，將約20g藏香試樣粉碎混勻，所得香粉用于實驗；在潔凈的室內分別點燃各品牌藏香數支，任其自然燃盡，分別收集全部灰分，混勻，用于測定灰分中汞含量，藏香在燃燒前后分別稱重，計算灰分產量。

1.3.2 校準曲線的繪制。DMA-80 evo 標準曲線的制作：用1000 ng.mL-1汞標準溶液，用2%HNO3稀釋配制汞濃度為0ng·mL-1、10ng·mL-1、30ng·mL-1、50ng·mL-1、100ng·mL-1、150ng.mL-1的標準系列，分別進樣100μL于預先灼燒好的鎳質樣品舟中，汞含量分別為0ng、1ng、3ng、5ng、10ng、15ng，測定吸光度A，選擇線性擬合或曲線擬合。

1.3.3 樣品測定條件。精確稱取約0.1g 樣品于鎳質樣品舟內（樣品舟預先在800℃下灼燒20min），放入自動進樣盤，按標準曲線法計算結果。氧氣壓力：0.4MPa；氧氣流量：200mL/min；儀器測定參數:干燥溫度200℃,干燥時間60s;分解溫度650℃,分解時間180s;吹掃時間60s，解析時間12s，讀數時間為30s。

2 結果與討論

2.1 藏香中總汞含量及其燃燒遷移率的測定結果

精確稱取約0.1g 藏香或藏香燃燒后的灰分，置于鎳質樣品舟內,按設定條件測定。藏香燃燒前后分別進行稱重，計算灰分產率。燃香Hg 遷移率定義為單位質量藏香中含有的總汞經燃燒后遷移至空氣中的遷移量，用質量百分比表示。汞的遷移量為一定質量的藏香中的總汞量減去其自然燃燒所產生灰分中剩余的總汞量。由于藏香樣品測定后不能用于后續灰分中的汞的測定，用于灰分中汞的測定的藏香也不能同時用于香中汞的測定，因此在藏香樣品較為均勻時（只要不是特別不均勻），使用多份樣品的總汞燃燒遷移率的平均值仍具代表性。實際計算用以下公式：

汞的燃燒遷移率＝1－（灰分產率×灰分中汞含量/藏香中汞含量）

7種市售藏香中總汞含量其燃燒遷移率所測結果見表1。

表1 藏香燃燒前后樣品中汞含量分析結果

2.2 檢出限及線性范圍

由于原子吸收的線性范圍較窄，我們取0ng、1.0ng、3.0ng、5.0ng 標準點進行線性擬合校準曲線，用于空白樣品、低含量參考物質ESS-1 和藏香樣品的測定，以及檢出限的計算；校準曲線為：A=-0.00017025+0.04674436.Hg，R2=0.9999；檢出限為：0.007 ng(n=11,3σ)，線性范圍為：0.007ng～5.0ng。為測定汞含量較高的參考物質ESS-3，我們用0ng、1ng.0ng、3ng.0ng、5ng.0ng、10ng、15ng 標準點進行二次曲線擬合,校準曲線為：A＝-0.00095667+0.04939454Hg-0.00062544.Hg2,R2=0.9999。

2.3 回收率、精密度和準確度

選取總汞含量居中的優敏芭藏香（紅）來考察測定方法的精密度和回收率。精確稱取7份約0.1g藏香樣品分別放入鎳質樣品舟內，測得其汞含量平均值為17.0 ng/g，測量相對偏差為4.8%（RSD，n=7）。再精確稱取7 份約0.1g 藏香樣品分別放入鎳質樣品舟內，再分別加入2.5 ng 汞（50 ng·mL-1Hg 標準溶液50 μL），測定其汞含量，并計算回收率，回收率在86.4%～99.9%之間，結果見表2。

表2 加標回收及參考物質驗證實驗結果

參考物質驗證準確度實驗，精確稱取土壤標準物質ESS-1 和ESS-3 約0.1g，按藏香樣品相同試驗條件分別進行測定，測定值與參考物質保證值相符。

3 結語

本工作采用固體進樣的直接汞分析儀測定了藏香中的總汞含量及其燃燒遷移率。此方法具有靈敏度高，檢出限為0.007ng；精密度好，含汞為17ng·g-1的樣品7次測定的相對標準偏差為4.8%；回收率高，7種藏香的加標回收率均在89.8%～96.0%之間；由于采用直接進樣無需復雜的樣品前處理，避免了化學消解過程的污染、損失，以及大量使用強酸強堿等消解試劑引起的環境污染問題，因此本方法較為綠色環保。對參考物質的測定結果與保證值相符。從測定的藏香中汞的燃燒遷移率來看，所測7 種藏香的汞燃燒遷移率均大于99.7%，也說明藏香中的汞燃燒過程中幾乎完全遷移至環境中，所幸藏香中的總汞含量均遠低于3.0 mg/kg標準限值；但也要看到不同品牌的藏香由于生產原料或工藝的差異，其總汞的含量也有較大差異，所以對于普通家庭室內的燃香總量有一定的指導意義。本工作為加強藏香的品質控制提供了一種快速、靈敏的方法，對藏香質量監測和評價提供了參考。