張 偉，馬 進(jìn)

（甘肅省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，甘肅 蘭州 730020）

烷基汞是環(huán)境中毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一，最近幾十年來，經(jīng)過許多研究之后，人們更好地了解到汞的毒性和生物化學(xué)特性。烷基汞主要由甲基汞和乙基汞組成，多富集于貝類、魚類等水生生物中，可通過食物鏈傳播。烷基汞具有極強(qiáng)的生理毒性和遺傳毒性，可在人體內(nèi)積累，從而嚴(yán)重危害身體健康[1，2]。環(huán)境問題越來越受到重視，所以測(cè)定和研究烷基汞，了解汞污染程度，對(duì)于防治和監(jiān)測(cè)汞的環(huán)境污染有重要意義。

本試驗(yàn)采用美國Brooks Rand 全自動(dòng)烷基汞分析系統(tǒng)，可快速準(zhǔn)確的獲得汞含量和汞形態(tài)分布的結(jié)果，相較于其他分析方法如：GB/T14204-93 氣相色譜法[3]、液相色譜-原子熒光法(LC-AFS)[4，5]、高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法 (HPLCICP-MS)[6，7]等，該方法具有檢出限低，操作簡(jiǎn)單，進(jìn)樣量小，分析速度快，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，提高了檢測(cè)工作效率。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器和試劑

全自動(dòng)烷基汞測(cè)定儀（MERX）（配雙柱和CVAFS 冷原子熒光檢測(cè)器），填充柱（OV-3，柱長(zhǎng)340mm，內(nèi)徑159mm）分離熱脫附；裂解柱（700℃～960℃）裂解成單價(jià)汞蒸氣；檢測(cè)器：CVAFS；甲基汞、乙基汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（BROOKS RAND 公司USA），1.00 mg/L（甲醇中）；四丙基硼化鈉[NaB(C3H7)4]純度≥98%（BROOKS RAND 公司）10 g/L；氬氣（純度≥99.999%）。

1.2 色譜條件

吹掃氣：氬氣；吹掃氣流：50 mL/min；吹掃時(shí)間：10min；

熱脫附溫度：130℃；載氣流速：35 mL/nin；熱脫附時(shí)間：10s；

填充柱溫度：40 ℃；裂解溫度：750℃；PMT 負(fù)高壓：735V；

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

蒸餾后的樣品加入四丙基硼化鈉衍生后生成揮發(fā)性的甲基丙基汞和乙基丙基汞，經(jīng)氬氣吹掃后，通過Tenax 管捕集阱富集，熱脫附的作用下形態(tài)汞進(jìn)入氣相色譜柱進(jìn)行分離，通過熱裂解柱將不同形態(tài)汞全部還原為0 價(jià)汞后，進(jìn)入熒光檢測(cè)器檢測(cè)，根據(jù)保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1.4.1 混合標(biāo)準(zhǔn)使用液

分別移取不同體積的甲基汞、乙基汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1.00 mg/L），制成不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)使用液Ⅰ（0.10 ug/L）、Ⅱ（1.00 ug/L）。

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

在6 個(gè)45 mL 的進(jìn)樣瓶中預(yù)先加入水和500μL 醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，再分別加入適量的混合標(biāo)準(zhǔn)使用液Ⅰ和混合標(biāo)準(zhǔn)使用Ⅱ，使其質(zhì)量濃度分別為0pg、5.00pg、10.0pg、20.0 Pg、50.0pg、100 pg（此為參考含量），分別在每個(gè)進(jìn)樣瓶中加入50μL四丙基硼化鈉溶液，密封，反應(yīng)20min，以甲基汞、乙基汞含量為橫坐標(biāo)，峰高為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.3 樣品的測(cè)定

量取45mL 樣品于60mL 蒸餾瓶中，預(yù)先將加熱裝置溫度設(shè)定在125℃～130℃,在接收瓶中加入4.5mL 水和500μL 醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，搖勻。當(dāng)蒸餾出約80%的樣品量 (接收瓶中溶液體積約41mL)時(shí)，停止蒸餾，再加入50μL 四丙基硼化鈉溶液，密封，反應(yīng)20min，進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 線性范圍

以含量X 軸為橫坐標(biāo)，以峰高Y 為縱坐標(biāo)，分別繪制甲基汞和乙基汞標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1 所示。5pg 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液均有良好的分離效果，具體如圖2 所示.

圖1 甲基汞(左)和乙基汞(右)標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 5pg 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖

2.2 方法線性關(guān)系及檢出限

在本實(shí)驗(yàn)條件下，甲基汞、乙基汞標(biāo)準(zhǔn)曲線在含量0～1000pg 的范圍內(nèi)，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果表明，甲基汞、乙基汞有良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程和線性相關(guān)系數(shù)分別為Y=549.5x+1244,r=0.9999；Y=233.2x+338.3,r=0.999。

當(dāng)取樣量為45 mL，本試驗(yàn)方法檢出限對(duì)空白溶液的7 次平行測(cè)定，計(jì)算7 個(gè)平行樣品結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，標(biāo)準(zhǔn)偏差×3.143 位方法檢出限（MDL=t(n-1,0.99)×標(biāo)準(zhǔn)偏差），由此計(jì)算出甲基汞和乙基汞方法檢出限均為0.02 ng/L。

2.3 方法精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

在空白樣品中分別加入（5pg、100pg）甲基汞、乙基汞標(biāo)液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別做7 組平行樣品，計(jì)算其平均值、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率。見表1。

表1 精確度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

由表1 可知，甲基汞加標(biāo)回收率都處在96%～103% 之間，乙基汞加標(biāo)回收率在83%～91%，且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2.9%～6.3%，這說明運(yùn)用本方法得到數(shù)據(jù)的精密度和準(zhǔn)確度是可靠的。

2.4 實(shí)際樣品測(cè)定和加標(biāo)回收率

本試驗(yàn)對(duì)四種水樣進(jìn)行了測(cè)定分析，均未檢出甲基汞和乙基汞，并分別進(jìn)行了加標(biāo)回收試驗(yàn)，加入量均為10 pg 的烷基汞混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，其回收率見表2。

表2 不同水樣的測(cè)定及加標(biāo)回收率

2.5 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化

2.5.1 衍生化試劑的選取以及加入量

烷基汞常用的衍生化試劑是四乙基硼化鈉（Na-BEt4）和四丙基硼化鈉，由于四乙基硼化鈉衍生化反應(yīng)生成的量無法區(qū)分二價(jià)汞，因?yàn)槎甙l(fā)生反應(yīng)會(huì)生成二乙基汞。而四丙基硼化鈉與烷基汞衍生化生成甲基丙基汞和乙基丙基汞。丙基化的產(chǎn)物易揮發(fā)，在常溫下可以有效的吹掃捕集，綜合各種因素故選擇四丙基硼化鈉作為衍生化試劑。四丙基硼化鈉的加入量多少對(duì)烷基汞發(fā)生衍生化有著很大的影響，加入量過少反應(yīng)不完全，加入量過多會(huì)導(dǎo)致烷基汞量的損失。因此做了大量實(shí)驗(yàn)，取同一樣品，加入同一濃度（1μg/L）不同體積（10μL、20μL、40μL、50μL、80μL、100μL）的標(biāo)準(zhǔn)溶液做加標(biāo)回收率測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同一濃度，四丙基硼化鈉加入量為50μL 時(shí)，甲基汞和乙基汞的加標(biāo)回收率接近100%，衍生化效果最好，所以選擇四丙基硼化鈉加入量為50μL。圖3 為四丙基硼化鈉加入量對(duì)加標(biāo)回收率的影響。

圖3 四丙基硼化鈉加入量對(duì)加標(biāo)回收率的影響

2.5.2 載氣流量的確定

全自動(dòng)烷基汞測(cè)定儀常用的兩種氣體是Ar 和N2，本實(shí)驗(yàn)用氬氣來說明。氬氣的大小直接影響Hg0、MeHg、EtHg、Hg2+在色譜柱上的分離效果，不同的色譜柱分離效果不同，以填充柱為例，對(duì)載氣流量進(jìn)行優(yōu)化，分別以30mL/min、35mL/min、40mL/min、45mL/min 進(jìn)行試驗(yàn)，不同載氣流速的情況下烷基汞出峰效果不同，確定載氣最佳流量是35mL/min，具體如圖4 所示。

圖4 不同載氣流量下色譜峰的分離效果

3 結(jié)論

通過MERX 全自動(dòng)烷基汞分析儀測(cè)定廢水中烷基汞的實(shí)驗(yàn)表明，方法在5～1000pg 范圍內(nèi)甲基汞和乙基汞呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，精密度和準(zhǔn)確度是可靠的，水樣中的甲基汞和乙基汞方法檢出限均為0.02 ng/L。方法檢出限低且靈敏度高，廢水中甲基汞和乙基汞的回收率都在 80%～110%，RSD≤6.3%，方法穩(wěn)定性高，因此，全自動(dòng)烷基汞分析儀適用于水樣中甲基汞和乙基汞的常規(guī)檢測(cè)。