汞污染，國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注

汞是一種有毒性的重金屬元素，會(huì)對(duì)人類和生態(tài)系統(tǒng)健康造成嚴(yán)重危害，目前已成為國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注的環(huán)境污染物之一。人類在食用含有超標(biāo)汞的產(chǎn)品后，可引起心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等受損，嚴(yán)重的汞中毒事件包括1956年的日本熊本縣水俁病事件、1971年伊拉克全國(guó)性汞中毒事件等。汞通常以不同的形態(tài)（無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞）存在。其中，無(wú)機(jī)汞可通過(guò)生物體內(nèi)代謝的方式排出體外，而有機(jī)汞（主要為甲基汞，水俁病的罪魁禍?zhǔn)祝﹦t易于與有機(jī)配位體基團(tuán)結(jié)合，導(dǎo)致其在生物體內(nèi)分解速度緩慢，毒性更強(qiáng)。

圖1汞形態(tài)的轉(zhuǎn)化及通過(guò)食物鏈的攝入

（Poulain, A.J. et al, Science, 2013）

在生態(tài)系統(tǒng)中，有機(jī)汞具有生物富集性，例如，魚肉中汞的含量可達(dá)10 mg/kg以上。為了人類健康和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，有必要對(duì)環(huán)境中的汞形態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

島津應(yīng)對(duì)策略及解決方案

環(huán)境中汞的含量通常比較低，如環(huán)境水樣中總汞濃度在pg/L-ng/L，汞的形態(tài)分析需要借助高靈敏探測(cè)方法（如冷原子熒光光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法）來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了應(yīng)對(duì)環(huán)境水樣品中痕量汞形態(tài)分析的挑戰(zhàn)，島津中國(guó)創(chuàng)新中心與中科院生態(tài)環(huán)境中心合作開(kāi)發(fā)了一套在線SPE-LC-ICPMS分析系統(tǒng)，用于測(cè)定環(huán)境水樣品中的痕量汞形態(tài)。

圖2 在中科院生態(tài)環(huán)境中心進(jìn)行SPE-LC-ICPMS實(shí)驗(yàn)

該系統(tǒng)通過(guò)第一維液相上的SPE柱對(duì)水樣品中不同形態(tài)的汞進(jìn)行富集；然后通過(guò)六通閥切換，在第二維分析柱上完成不同形態(tài)汞的分離，并借助高靈敏ICPMS，實(shí)現(xiàn)了皮克量級(jí)汞形態(tài)的快速、靈敏檢測(cè)。島津中國(guó)創(chuàng)新中心通過(guò)對(duì)分析參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，使SPE-LC-ICPMS分析系統(tǒng)對(duì)甲基汞的檢出限達(dá)到0.25 pg（進(jìn)樣量5 mL），優(yōu)于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì) 烷基汞的測(cè)定 吹掃捕集/冷原子熒光光譜法》中所用分析方法的檢測(cè)能力（檢出限0.90 pg，樣品量45 mL）。

圖3. 甲基汞、二價(jià)汞和乙基汞的標(biāo)曲曲線

（0.05 – 0.8ppt）

海水樣品中甲基汞的測(cè)定

利用建立的SPE-LC-ICPMS聯(lián)用系統(tǒng)，對(duì)3個(gè)海水樣品（采樣位置如圖4所示）中的汞形態(tài)進(jìn)行了分析。3個(gè)海水樣品中甲基汞的含量分別為0.096 ng/L、0.061 ng/L和0.058 ng/L，與文獻(xiàn)報(bào)道的加拿大附近海水中甲基汞濃度值（0.057-0.095 ng/L）【1】、意大利附近海水中甲基汞濃度值（0.06-0.13 ng/L）【2】基本一致，表明本方法準(zhǔn)確、可靠，可應(yīng)用于海水樣品中汞形態(tài)的分析。

圖4 海水樣品采樣位置

表1 本方法（SPE-LC-ICPMS）與標(biāo)準(zhǔn)分析方法

分析性能比較

方法·特點(diǎn)

l 分析全自動(dòng)化操作：環(huán)境水樣，在線SPE富集、分離、質(zhì)譜檢測(cè)

l 簡(jiǎn)單、快速分析：前處理簡(jiǎn)單過(guò)濾，全部分析可在15 min內(nèi)完成

l 高靈敏分析：烷基汞、二價(jià)汞同時(shí)檢測(cè)，甲基汞檢出限0.25 pg

l 高鹽度海水樣品分析：可直接進(jìn)樣分析鹽度為35‰的海水樣品

小結(jié)

島津中國(guó)創(chuàng)新中心與中科院生態(tài)環(huán)境中心合作開(kāi)發(fā)了在線SPE-LC-ICPMS聯(lián)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境水樣中超痕量汞形態(tài)的準(zhǔn)確、快速分析。分析方法對(duì)甲基汞的檢出限為0.25 pg，優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中推薦方法的檢出限。簡(jiǎn)單、快速、靈敏的汞形態(tài)分析能力，使本方法在常規(guī)檢測(cè)及應(yīng)急響應(yīng)場(chǎng)景下具有廣闊的應(yīng)用前景，在環(huán)境水樣（生活飲用水、地表水、海水等）檢測(cè)和食品安全及檢測(cè)中將發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：

1. Vincent L. ST. Louis，Holger Hintelmann, Jennifer A. Graydon, Jane L. Kirk, Joel Barker, Brian Dimock, Martin J. Sharp, Igor Lehnherr, Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 6433-6441.

2. W.R.L. Cairns, M. Ranaldo, R. Hennebelle, C. Turetta, G. Capodaglio, C.F. Ferrari, A. Dommergue, P. Cescon, C. Barbante, Analytica. Chimica. Acta, 2008, 622, 62-69.

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