全自動甲基汞分析儀測定河北市場水產品中甲基汞

王猛，劉憲軍，王曉琦，曹寶帥

1.滄州市食品藥品檢驗所（滄州 061000）；2.衡水市食品藥品檢驗檢測中心（衡水 053000）

汞是全球性廣泛存在的主要污染物之一[1-2]，甲基汞作為有機汞的一種，其毒性最強且具有脂溶性，在水體中易被生物體吸收和富集，魚體中的甲基汞濃度可達到水體中的104～106倍[3]。長期食用被汞污染的食物將會引起慢性中毒，發生在日本的水俁病就是因長期食用被污染的魚和貝類引起的[4-5]。因此，對水產品中甲基汞的測定是非常必要的。GB 2762—2017《食品中污染物限量》和GB 2733—2015《鮮、凍動物性水產品衛生標準》中均規定魚（不包括食肉魚類）及其他水產品中甲基汞限量為0.5 mg/kg，食肉魚類（如鯊魚、金槍魚及其他）為1 mg/kg。

目前，甲基汞檢測方法有多種，如氣相色譜（GC）、液相色譜（HPLC）、毛細管電泳（CE）分離等分析手段結合原子吸收光譜（AAS）、原子熒光光譜（AFS）、電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）等檢測儀聯用[6-9]。國內實驗室一般采用GB 5009.17—2014中液相色譜-原子熒光光譜聯用方法對水產品中甲基汞進行測定。這些方法前處理過程較為繁瑣且有毒，同時靈敏度也不高。因此建立一個靈敏、準確、操作方便的水產品甲基汞測定方法很有必要。

試驗基于EPA1630建立全自動甲基汞分析儀測定水產品中甲基汞的方法，對河北市場水產品中甲基汞質量分數進行測定，對水產品安全控制及評價具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

從河北市場（滄州、衡水、秦皇島、唐山、保定、廊坊與石家莊水產市場）抽取具有代表性的15種水產品作為研究對象，樣品包括鯉魚（Cyprinuscarpio）、魷魚（Loligochinensis）、帶魚（Trichiuruslepturus）、草魚（Ctenopharyngodonidella）等，具體品種見表4。樣品涵蓋了淡水魚與生活在不同水層的海產品，每種水產品30個批次，每個批次樣品若干（≥2.0 kg）。

1.2 儀器設備與試劑

全自動甲基汞測定儀（MERX，美國Brooks Lab）。

MeHg標液（Brook Rand LLC，Seattle，WA，USA）；NaBEt4（≥99.8%，Strem Chemicals，USA）；KOH（≥85.0%，Merck，Germany）；甲醇（≥99.9%，Merck，Germany）；標準參考物質DORM-3（NRCC，Canada）；醋酸鈉（優級純）；冰醋酸（優級純）。

1.3 樣品處理

樣品用勻漿機粉碎，稱取0.1 g（精確到0.001 g）于50 mL離心管中，加入2.5 mL 25% KOH/CH3OH溶液，蓋緊蓋子，放入60 ℃烘箱加熱4 h；靜置10 min，再加入3.5 mL甲醇，搖勻，靜置；取0.1～1 mL（根據樣品甲基汞質量分數）上清液樣品溶液于40 mL棕色樣品瓶中，加入35 mL去離子水，用醋酸-醋酸鈉緩沖液（pH 3.6）調節樣品pH至4.9±0.1，加入50 μL乙基化試劑，再用去離子水定容至刻度，蓋緊蓋子，搖勻，靜置10～15 min，等待全自動甲基汞儀器分析。

1.4 標準曲線的配制

配制0.2% HCl-5% HAC試劑，用移液器準確吸取0.3 mL原始甲基汞溶液（質量濃度為1000 μg/L），配制質量濃度為10 μg/L的溶液，依次稀釋成1，0.1和0.01 μg/L的中間液。用中間液配制0.5，1，5，10，50，100，500和1000 pg的標準工作溶液（定容體積約為40 mL）。

1.5 甲基汞原理和測定

全自動甲基汞測定儀由自動進樣器、氣液分離吹掃捕集熱脫附、GC熱裂解、原子熒光檢測4個模塊組成，如圖1所示。對樣品中甲基汞（CH3Hg）進行乙基化處理，形成產物甲基乙基汞，經氮氣吹掃后吸附到Carbotrap捕集管上，被捕集的甲基乙基汞經熱脫附，隨氬氣進入氣相色譜柱進行分離和高溫熱裂解，熱裂解將有機汞還原為元素汞（Hg0），元素汞隨氬氣進入原子熒光檢測器（CVAFS）被分析檢測。檢測波長253.7 nm，電壓670 V。由于分離系數不同，分離后的汞蒸氣（Hg0）、甲基汞（MeHg）和二價汞（Hg2+）出峰圖譜見圖2。

圖1 甲基汞測定分析系統

圖2 甲基汞測定色譜圖

2 結果與討論

2.1 儀器條件優化

2.1.1 吹掃載氣N2流速的影響

MeHg測定分析系統利用N2作為MeHg乙基化產物吹掃的載氣，儀器設定N2吹掃時間為5 min，研究吹掃載氣N2流速對結果的影響。

結果顯示，當N2流速為350 mL·min-1時效果比較理想，既可保證樣品MeHg質量分數較高時產物的吹出效率，又可節約成本并避免吹掃液進入儀器。

2.1.2 不同流速載氣Ar的影響

Ar流速大小會影響Hg0、MeHg、Hg2+三種乙基化產物在GC柱上的分離程度和分離效果。試驗顯示，當Ar流速為36 mL·min-1時，顯示出的峰型和分離效果較好，同時氣體使用量也不浪費，能夠達到最佳效果。

2.1.3 GC柱分離溫度的選擇

GC柱溫度設定的高低將直接影響Hg0、MeHg、Hg2+三種乙基化產物在GC柱上的分離效果。溫度太低，樣品分析時間較長；溫度太高，3個峰不能有效地進行分離。試驗表明，當溫度為44 ℃時，3個峰能夠完全分離且樣品分析時間較短。

2.1.4 乙基化試劑和醋酸緩沖液添加量的優化

測定的樣品必須以氣體形式進入到檢測器，采用四乙基硼化鈉作為衍生化試劑，能夠使甲基汞的揮發性加強，靈敏度變高。乙基化試劑添加太少會導致反應不完全；添加太多會導致反應太快，從而使回收率降低且分析成本較高。此次試驗添加50 μL乙基化試劑，工作曲線和樣品均有較好的測定結果。

同時，乙基化反應要求在狹窄的pH范圍之內，添加乙基化反應試劑之前必須確保正確的pH。

2.2 標準溶液線性范圍及檢出限

表1顯示，選用線性范圍0.5～1000 pg作標準曲線，基本能夠包括實際水產品中甲基汞的質量分數，且線性相關系數大于0.999，以峰高（Y）為縱坐標，濃度（X）為橫坐標繪制標準曲線，結果見表1。取10份空白水樣，分別加入0.5 pg MeHg標準溶液后平行處理，最后均定容至40 mL進行測定，以3倍標準偏差作為方法的檢出限，方法的檢出限為0.004 μg/kg。

表1 標準溶液測定結果

2.3 方法的精密度及加標回收率

用上述檢測方法，以優化好的儀器條件，平行測定6次草魚和帶魚樣品中甲基汞質量分數，檢測結果的相對標準偏差SRSD分別為1.66%和1.54%，表明該方法的重現性較好，結果見表2。同時向草魚和帶魚樣品分別添加3個濃度水平的甲基汞標準溶液，按上述處理方法及測定條件進行回收率試驗，回收率為90.5%～94.5%，表明有良好的準確度，見表3。以標準參考物質DORM-3作為全自動甲基汞分析儀測定甲基汞的質量控制，其測量結果（175.8±4.8 μg/kg）與標準值172.9 μg/kg吻合很好。

表2 精密度試驗

表3 加標回收率結果

2.4 河北市場甲基汞質量分數測定

測定河北市場常見水產品中甲基汞的質量分數，結果如表4所示。帶魚、鱈魚和鲅魚中甲基汞平均質量分數分別為178.9，235.19和215.03 μg/kg，遠高于草魚（平均質量分數為4.45 μg/kg）和鯉魚（平均質量分數為4.73 μg/kg）；所有樣品的甲基汞質量分數均低于GB 2762—2017規定的限量500 μg/kg。帶魚、鱈魚和鲅魚為典型的肉食性魚類，處于食物鏈上游，甲基汞的質量分數較高；魷魚、蝦等海產品，處于食物鏈下游，富集甲基汞較低；草魚、鯉魚和鰱魚為淡水魚類，甲基汞質量分數低于海產品。由此可知，棲息活動在不同水層的生物，甲基汞質量分數存在明顯差別。一般來說處于食物鏈上游的魚體較下游魚體甲基汞質量分數高[10]，即肉食性生物＞雜食性生物＞動物性浮游生物＞植物性浮游生物。同時淡水魚食物較為簡單且多為池塘養殖，生長周期較短，甲基汞質量分數較低[11]。

表4 河北市場水產品甲基汞質量分數測定 單位：μg/kg

2.5 不同部位甲基汞分布

選取草魚、帶魚和鯽魚3種魚類，分別對魚體腹部肌肉、肝臟和鰓3個部位同時進行測定，結果如表5所示。3種魚類肌肉中甲基汞質量分數均最高，肝臟次之，鰓中最低。甲基汞為脂溶性物質，主要富集于肌肉組織中。肝臟作為生物的解毒器官，鰓是魚體進行氣體交換和離子轉移的器官，因此甲基汞質量分數較低。

表5 不同部位甲基汞質量分數比較 單位：μg/kg

3 結論

采用EPA1630方法對河北市場常見水產品中甲基汞的質量分數進行了測定研究，對儀器分析系統的參數進行了優化，結果顯示，在吹掃載氣N2流速350 mL·min-1、Ar載氣流速36 mL·min-1、GC柱溫44 ℃、適合的乙基化試劑和醋酸緩沖液添加量的條件下，試驗的分離效果和速度最佳。該方法線性、靈敏度、準確度和精密度均能滿足水產品甲基汞分析要求。

河北市場抽檢樣品甲基汞質量分數均低于國家標準，可放心使用。不同水產品間，甲基汞質量分數因所屬食物鏈層級不同而具有明顯差異。一般來說，處于食物鏈上層的魚體較下層魚體甲基汞質量分數高，海產品中甲基汞質量分數大于淡水魚。對同一種水產品而言，肌肉中甲基汞質量分數均最高，肝臟次之，鰓中最低。

該方法與以往報道采用的甲基汞檢測方法相比，具有能對痕量樣品進行檢測、前處理簡單高效、測定結果快速準確的優勢，可以對大量樣品開展測定研究。