浙江沿海海产品中汞形态分析测定与分布特征_梅光明_郭远明_张小军_朱敬萍_薛彬_

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2015-03-30
浙江沿海海产品中汞形态分析测定与分布特征
梅光明，郭远明，张小军，朱敬萍，薛彬，宋凯，顾蓓乔 *
（浙江省海洋水产研究所, 农业部重点渔场渔业资源科学观测实验站，浙江舟山 316100）摘要：建立了水产品中汞形态分析的盐酸水溶液提取、液相色谱-原子荧光联用仪测定方法，从提取剂盐酸溶液
浓度、络合剂选择、泵速和气体流速方面进行条件优化，方法学评价结果表明该方法准确度高，精密性好；采
自浙江沿海的160个实际样品测定数据证明大部分水产品肌肉中都有甲基汞检出，甲基汞是水产品肌肉中存在的
主要形态，其质量分数占总汞质量分数的65.0%-95.2%，食物链级别较高的食肉鱼类甲基汞含量高于普通鱼类；
海产品中鱼皮和内脏的总汞含量值高于其鳃和肌肉部位的总汞含量值，且在内脏、鳃和鱼皮中主要是以无机汞
的主要来源[5]。

国家标准GB 2762—2012[6]规定总汞值不超出甲基汞限量值时，可以用总汞值代
替甲基汞值。

目前水产品中甲基汞测定的国家标准检测方法GB/T 5009.17-2003[7]和GB/T
17132-1997[8]都采用气相色谱法，存在检出限高、衍生步骤繁琐和耗时费力等缺点，因此很多检
测机构目前都只测定水产品中总汞值。

近年来国家越来越重视的食品安全风险评估制度对危害
基金项目：浙江省科技计划项目（2012F30021，2014F30024）
作者简介：梅光明（1984‐），男，工程师，硕士，研究方向为渔业环境及水产品安全分析。

E-mail：meigm123@.
*通讯作者：顾蓓乔 （1963‐），男，高级工程师，本科，研究方向为渔业环境及水产品安全分析。

E-mail：gbq@.
物识别技术提出了更高的要求，准确把握水产品中各种形态汞污染物分布水平是科学合理评估水产品汞污染安全风险的基础。

液相色谱-原子荧光法结合液相色谱的高效分离特点和原子荧光光谱法的高灵敏度优势，被用于汞[9-13]、硒[14-16]、锑[17-18]和砷[19-21]等元素形态分析研究。

笔者前期研究也采用液相色谱-原子荧光法测定水产品中3种汞含量，该方法采用C18固相萃取进行样品净化，取得了较好的试验结果[11-12]，但因水产品中蛋白质含量高，水溶性提取溶液粘度大，部分样品在固相萃取操作中易发生堵塞，通常需要真空减压操作，过程相对费时耗力。

后期笔者对该前处理方法进行改进，省去了SPE固相萃取过程，在减少耗时的同时也降低检测成本，运用改进后的方法对浙江沿海海产品进行测定，研究汞形态物在不同品种海产品和海产品不同部位中的含量分布特征，对科学合理评估浙江沿海海产品汞污染安全风险和指导人们建立健康的水产消费习惯都具有重要意义。

1 材料与方法
1.1 样品来源
160个海捕产品来自浙江温州、台州和舟山三地的水产码头或渔船，大菱鲆购自舟山沈家门东河市场，鱿鱼为舟山远洋渔业公司采自西南大西洋的阿根廷滑柔鱼，三文鱼和大眼金枪鱼购
自舟山生鲜超市，样品按要求处理后保存在-18℃冷库中备用。

1.2 仪器与试剂
AFS-9230原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）、Prostar 210液相色谱泵（美国Varian
公司）、SA-10原子荧光形态分析仪（配SAP-10形态分析预处理装置，北京吉天仪器有限公司）、Ethos 1微波消解系统(意大利Milestone公司) 、AL204型电子天平（上海梅特勒-托利多仪器有限公司）、IKA T18基本型漩涡振荡器（德国IKA公司）、Centrifuge 5810台式高速离心机（德国艾
本德公司）、ZD-85气浴恒温振荡器（常州国华仪器设备厂）。

汞单元素标准溶液（1000 μg/mL, GSB04-1729-2004，国家有色金属及电子材料分析测试中心）、甲基汞标准溶液(76.6 μg/g，GBW08675，中国计量科学研究院)、乙基汞标准溶液（75.3 μg/g，GBW(E)081524，中国计量科学研究院) 、紫菜成分分析标准物质(GBW10023，地球物理地球化学勘查研究所）、金枪鱼中总汞和甲基汞标准物质（BCR-463，欧洲标准局）、乙腈（色谱纯，Merk公司）、乙酸铵（色谱纯，Sigma公司）；L-半胱氨酸(纯度≥98.0%，德国CNW品牌)；过硫
酸钾(德国CNW品牌)；其他试剂均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司生产。

1.3 总汞的测定
参考GB/T 5009.17-2003标准方法进行，样品微波消解后用AFS-9230原子荧光仪进行总汞测定[7]。

1.4 汞形态分析测定
称取1.0-2.0 g样品，加入5 mol/L盐酸溶液5 mL，漩涡混匀2 min后在40 ℃、200 r/min下气浴
振荡过夜，7000 r/min离心10 min后取上清液2 mL至15 mL离心管中，逐滴加入6 mol/L氢氧化钠溶液1.5 mL，加入10 g/L半胱氨酸溶液定容至5 mL，经0.45 μm滤膜过滤后进行HPLC-AFS形态
分析。

HPLC条件：色谱柱C18柱(150 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相60 mmol/L乙酸铵溶液（含5%乙腈和1.2 g/L半胱氨酸），流速1.0 mL/min；柱温30 ℃；手动进样量100 μL。

形态分析预处理装置条件：紫外灯开；泵速设置为50；载流7%HCL（按体积分数）；还原
剂5.0 g/L KOH+15 g/L KBH4；氧化剂5.0 g/L KOH+10 g/L K2S2O8。

AFS条件：总电流30 mA；负高压270 V；载气（氩气）流速300 mL/min；屏蔽气（氩气）
流速800 mL/min。

1.5 标准曲线及方法检出限
总汞测定曲线：配置0.10 μg/mL 汞标准使用液（含10%HNO3），利用AFS-9230仪器自动稀释功能配成浓度分别为0.05、0.10、0.20、0.40、0.80和1.00 μg/L的一系列标准溶液。

汞形态测定曲线：配置0.50 μg/mL含Hg2+、CH3Hg 和CH3CH2Hg的3种汞混合标准使用液，用纯水稀释成1、2、5、10、20、50 μg/L系列标准溶液，供HPLC-AFS分析，以峰面积为纵坐标，汞浓度为横坐标，绘制标准曲线。

1.6 质量控制
总汞和汞形态测定分别采用紫菜成分分析标准物质和金枪鱼中总汞和甲基汞标准物质作为
方法的质量控制，验证方法的准确度和精密度。

2 结果与讨论
2.1 提取条件的确定
生物样品中汞形态测定的前处理提取方法主要有碱-甲醇溶液法[22-24]和酸提法[25-29]，利用碱或酸溶液对生物组织进行水解从而释放出汞形态物进行测定。

碱提法具有消解充分和均匀的特点，同时存在操作复杂和后续酸碱中和剧烈放热反应容易导致部分汞化合物挥发损失的缺点，
也有研究表明碱提法中汞形态物之间发生转化的机率高于酸提法[28]。

样品净化方法有稀释取样法[23,26.29]、液液萃取法[22,24,25,27]和SPE固相萃取法[11,12,28]。

因部分水产品中蛋白质和脂肪含量高
的特点，采用C18固相萃取小柱对提取液进行净化时易发生柱堵塞，通常需要真空减压操作，整个过程耗时费力。

本研究采用酸提法和稀释取样测定作为汞形态测定的前处理方法，对酸解浓
度进行了优化。

准确称取0.1g的BCR-463，分别以1、2、3、4、5、6、7 mol/L的HCL溶液提取，后续步骤按照1.4处理后进行形态测定，提取剂盐酸浓度对响应峰面积影响情况见图1所示。

在
6 mol/L
2.2
增加在C18
用-SH乙腈和1.2 g/L
基汞，无机汞、
巯基乙醇
属于管制有毒试剂，价格较高，有强烈的特殊臭味，且分析时间较长，故采用L-半胱氨酸为流
动相添加剂。

图2为采用L-半胱氨酸为络合剂条件下的3种形态汞标准溶液色谱图。

图2 3种形态汞混合标准溶液测定色谱图（10 μg/L）
Fig.2 Chromatogram of mercury species standard solution ( 10 μg/L)
2.3 形态预处理条件确定
HPLC-AFS法测定汞形态的原理是首先利用紫外灯照射和氧化剂K2S2O8溶液作用使色谱分
离出的有机汞经在线消解成无机汞，再与还原剂KBH4溶液和载流HCL溶液反应，生成原子汞蒸气进入AFS仪进行测定。

K2S2O8溶液浓度直接影响到有机汞向无机汞的转化效率，其浓度过低，有机汞氧化不够完全，而浓度过高，过量的K2S2O8又会与KBH4发生反应，影响KBH4与无机汞
的反应，降低灵敏度。

KBH4浓度对测定也有重要影响，浓度过高会反应产生过多的氢气，引起气相干扰和灵敏度降低，浓度过低又难以和无机汞反应完全。

利用标准溶液进样，笔者前期研
究已通过试验优化确定载流液7 % HCL水溶液、还原剂15 g/L KBH4（含5 g/L KOH）和氧化剂
10 g/L K2S2O8（含5 g/L KOH）条件下给出最大荧光响应值[11, 12]。

形态分析预处理装置SAP-10对氧化剂、载流和还原剂都使用同样的泵速对提升液体，泵速的大小直接影响K2S2O8溶液、KBH4溶液和载流HCL溶液的进液流速，进而影响到氧化还原反应程度和氢气发生量。

对泵速大小进行优化比较，以10 μg/L的3种形态汞混合标准溶液进样，获
得了泵速从20-70 r/min下各目标物的峰响应面积值（见图3）。

结果表明泵速50 r/min下各目标物峰的响应面积最大，过高或过低的泵速均不利于测定。

2.4
灭。

mL/min)
图4 载气流速对峰面积影响
Fig.4 Effect of carrier gas flow rate on peak area
验3次平行测定平均值为0.015 mg/kg，RSD为3.53%；BCR-463金枪鱼中总汞和甲基汞标准物质定值为总汞（2.85±0.16）mg/kg，甲基汞（3.04±0.16）mg/kg，质控试验3次平行测定总汞平均值为2.92 mg/kg，RSD为5.76%，3次平行测定甲基汞平均值为2.90 mg/kg，RSD值为7.80%。

结果表明总汞和甲基汞标准物质的测定数据均在定值规定范围内，方法的准确度和精密度均能够满足检测要求。

2. 6实际样品测定
结合2014年农业部下达的捕捞水产品质量安全监测工作，对采自浙江温州、台州和舟山
3个近海海域的160个捕捞样品（品种包括梅童鱼、海鳗、鲳鱼、带鱼、鲻鱼、马面鲀、鲅鱼、小黄鱼、鮟鱇鱼、沙丁鱼、对虾、鹰爪虾和鲐鱼）进行总汞和有机汞测定（数据见表2）。

结果表明150个样品均有甲基汞检出，检出率为93.8%，乙基汞均未检出，甲基汞平均含量值比较高的捕捞产品种集中在海鳗（最高含量0.323 mg/kg）、带鱼（最高含量0.536 mg/kg）、鲅鱼（最高含量0.158 mg/kg）和鮟鱇鱼（最高含量0.253 mg/kg）。

分析原因为这几种鱼在生活习性上均为肉食性鱼类，对甲基汞的生物富集能力比一般鱼类要高，这一点与有相关研究结论一致[30-31]。

同时为了解外海或远洋水产品汞污染状况，从舟山生鲜市场和远洋渔业公司采集了三文鱼、大眼金枪鱼、远洋阿根廷鱿鱼和鲨鱼样品进行有机汞测定，结果显示金枪鱼和鲨鱼样品甲基汞含量较高，3个金枪鱼样品甲基汞含量分别为0.47、0.88和0.95 mg/kg，2个鲨鱼样品甲基汞含量均值为0.21 mg/kg，进一步证实了处于食物链顶端、营养级别高的鱼类富集汞能力更强。

对总汞检测结果表明在甲基汞有检出样品中，甲基汞质量分数占总汞质量分数的比例范围为65.0%-95.2%，说明汞水产品肌肉中汞元素主要是以甲基汞的形式存在。

图6为两个海鳗样品测定色谱图（样品1，无机汞0.016 mg/kg，甲基汞0.185 mg/kg；样品2，无机汞0.026 mg/kg，甲基汞0.075 mg/kg），从该测定色谱图中也可以看出甲基汞是最主要的存在形态。

图6 海鳗样品测定色谱图
Fig.6 Determination chromatogram of mercury species in eel samples
表2 鱼肉样品中有机汞测定结果
Table 2 Determination results of organic mercury in aquatic products
甲基汞含量乙基汞含量种类样品数
范围（mg/kg）均值（mg/kg）范围（mg/kg）均值（mg/kg）梅童鱼26 0-0.031 0.014 ND
海鳗26 0-0.323 0.055 ND
鱼鳃中汞含量值也会较高。

表3 鱼体内汞分布特征
Table 3 Characteristics of mercury in aquatic products
品种部位总汞(mg/kg) 甲基汞(mg/kg) 甲基汞占总汞质量分数（%）
大黄鱼肌肉0.016 0.013 81.2 内脏0.030 0.014 46.7 鱼鳃0.018 0.009 50.0
3
说明水产品鱼皮和内脏的总汞含量值高于其鳃和肌肉部位的总汞含量值，在内脏、鳃和鱼皮中汞元素主要是以无机汞形态存在。

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