（植物营养学专业论文）农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究.pdf

华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 是否保密 否 如需保密，解密时间年月日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：王脚节 时间：矽。年么月1 日 学位论文使用授权书 本人完全了解华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按照学 校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电子版， 并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位 论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表，传播学位论文的全 部或部分内容，同时本人保留在其他媒体发表论文的权力 注：保密学位论文( 印涉及技术秘密、商业秘密或申请专利等潜在需要提交保密的论 文) 在解密后适用于本授权书 学位论文作者签名：王嘶芍导师签名：乏为华 签名e l 期：训。年月1 日 签名日期： 妣年 万月 1 日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究 目录 摘要1 a b s t r a c t 2 缩略语表4 1 绪论5 1 1 汞污染来源5 1 1 1 自然因素5 1 1 2 人为排放5 1 2 汞对人体的危害6 1 3 汞的存在形态及特性。6 1 4 汞形态分析的前处理方法一9 1 4 1 酸浸提9 1 4 2 碱消化萃取9 1 4 3 酸挥发预富集9 1 4 4 固相萃取( s p e ) 法9 1 4 5 固相微萃取法( s p m e ) 1o 1 4 6 浊点萃取法( c p e ) 1 0 1 5 不同形态汞的分离方法1 l 1 6 不同形态汞的检测方法1 4 1 6 1 分光光度法1 4 1 6 2 原子吸收法1 4 1 6 3 原子荧光法：15 1 6 4 电感耦合等离子体质谱法1 6 1 6 5 其他检测方法17 1 7 小结17 2 课题研究背景、目的、内容及技术路线：1 9 2 1 研究背景1 9 2 2 研究目的1 9 2 3 研究内容2 0 2 4 技术路线2 0 3 研究对象与方法2 l 3 1 引言2 l 3 2 材料与方法2 2 华中农业大学2 0 1 0 届硕上研究生学位论文 3 2 1 仪器2 2 3 2 2 试剂2 2 3 2 3 样品制备2 2 3 2 4 总汞测定2 2 3 3 结果与分析2 3 3 4 小结2 4 4 仪器条件的研究与确立。2 5 4 1 引言2 5 4 2 材料与方法。2 7 4 2 1 仪器2 7 4 2 2 试剂2 7 4 2 3 高效液相色谱分离条件的优化方案2 9 4 2 4 氢化物发生装置条件的优化方案3 0 4 2 5 原子荧光检测测量条件的优化方案31 4 3 结果与分析31 4 3 1 高效液相色谱分离条件的优化厶31 4 3 2 氢化物发生装黄条件的优化3 4 4 3 3 原子荧光检测测量条件的优化3 7 4 4 小结3 9 5 前处理方法的筛选与建立4 l 5 1 引言4 l 5 2 材料与方法4 l 5 2 1 仪器4 l 5 2 2 试剂4 l 5 2 3 提取方法4 2 5 2 4 方法优化方案一4 2 5 3 结果与分析：4 4 5 3 1 提取方式的选择4 4 5 3 2 提取剂h c i 浓度的选择4 4 5 3 3 硫脲浓度的选择一4 5 5 3 4 提取时间的选择4 5 5 3 5 提取次数的选择4 6 5 4 小结4 6 6 检测方法准确性研究4 8 h 农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究 6 1 方法检出限4 8 6 2 方法准确度4 9 6 3 方法重现性51 6 4 方法标准曲线5 3 7 研究提出的检测方法在蔬菜中汞形态分析的应用5 5 7 1 前言，5 5 7 2 材料与方法5 5 7 2 1 蔬菜样品的采集与处理5 5 7 2 2 蔬菜样品汞的形态分析5 5 7 3 结果与分析5 5 7 3 1 叶菜类蔬菜图谱5 7 7 3 2 根茎类蔬菜图谱5 9 7 3 3 瓜果类蔬菜图谱6 l 7 3 4 豆类蔬菜图谱6 2 7 3 5 水生蔬菜图谱6 3 7 4 小结6 5 8 研究提出的检测方法在大米、中药材和水产品汞形态分析的应用6 6 8 1 引言6 6 8 2 材料与方法6 6 8 3 样品的采集与处理6 6 8 4 结果分析6 6 8 4 1 大米中汞形态分布状况6 6 8 4 2 中药材中汞形态分布状况6 8 8 4 3 水产品中汞形态分布状况7 0 8 5 小结7 3 9 总结7 4 9 1 检测方法的建立7 4 9 2 检测方法准确性研究：7 4 9 3 方法的应用7 5 参考文献7 6 致谢。8 2 附录i 8 3 附录i i 8 7 农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究 摘要 汞是自然界中毒性最大的元素之一，应用极广，易挥发，对人体危害很大。不 同形态汞化合物毒性差异较大，用总汞评价汞环境危害程度不能准确反映出各形态 汞生物毒性的差异性，因此应该对汞的各种形态进行定性定量分析。本研究选择环 境中最常见三种汞形态( 包括h g ( i i ) 、m e h g 和e t h g ) 作为研究对象，首次建立了 h p l c v g a f s 法测定蔬菜中不同形态汞的方法，结果表明： l 浊点萃取和漩涡混合提取两种前处理方法相比，漩涡混合操作简便且具有更 高的提取效率。 2 仪器条件优化，包括三个方面： ( 1 ) 分离条件的优化：以5 乙腈( h p l c 级，v v ) 0 4 6 2 乙酸铵( m v ) 0 1 2 l 半胱氨酸( m v ) 作为流动相，流速1 0m l m i n ，选择c 1 8 反相硅胶色谱柱( v e n u s i l m pc 1 8 ，4 6l z l n l 1 5 0n l l l l ，5 岬) 为分离柱，各形态汞得到最好的分离，且峰型对 称。 ( 2 ) 气体发生条件的优化：氧化剂浓度为1 0 k 2 s 2 0 8 ( m v ) + 0 5 k o h ( m v ) ， 还原剂：1 5 k b h 4 ( m v ) + 0 5 k o h ( m v ) ，载流h c i 浓度为7 ( v v ) ，在线 紫外消解( u v ) 时信噪比达到最佳。 ( 3 ) 检测条件的优化：汞空心阴极灯灯电流为3 0m a ，光电倍增管负高压为 3 1 0v ，原子化器温度为2 0 0 ，高度为1 0m m ，载气流速为4 0 0m l m i n ，屏蔽气 流速为6 0 0m l m i n 时信噪比达到最佳。 3 方法评价测定三种形态汞检出限为h g ( i i ) 0 1 4 肛g l 、m e h g 0 0 5p g l 、e t h g 0 1 2 “g l ，方法加标回收率在7 5 - 1 1 0 之间，用l oi l g l ( 以h g 计) 的汞形态标 准溶液，连续进样7 次，其保留时间和峰面积的相对标准偏差分别为：h g ( i i ) 3 4 3 、 2 7 5 ，m e h 9 2 2 4 、4 0 7 ，e t h 9 1 3 8 、3 2 8 ；对同一蔬菜样品菠菜的7 次测定 结果进行分析，三种形态汞的测定值相对标准偏差分别为h g ( i i ) 2 2 6 ， m e h 9 2 2 3 ，e t h 9 3 0 6 ，以上各相对标准偏差控制在5 以内。三种形态汞的峰面 积和其浓度呈现良好的线性关系，相关系数均大于0 9 9 9 。 4 方法应用 ( 1 ) 方法在蔬菜检测中的应用：通过对市场上常见的陆生蔬菜和水生蔬菜进行 检测得出：陆地蔬菜基本不存在汞污染，只有个别样品有检出，而且样品中汞形态 以无机汞为主，其次为甲基汞，乙基汞均未检出，水生蔬菜中汞含量较高，其形态 为无机汞。 ( 2 ) 方法在大米、中药材和水产品检测中的应用：将提取剂中h c i 浓度变为 1 0 ，其他条件不变。结果表明，大米中汞以甲基汞为主，其次为无机汞，没有乙 基汞检出；中药材中没有汞形态物质检出；水产品中汞仅以甲基汞形式存在。 关键词：汞形态分析；h p l c v g a f s ；应用 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 a b s t r a c t m e r c u r yw a so n eo ft h em o s tt o x i ce l e m e n t st h a tw e r ep r e s e n tn a t u r a l l yi nt h e e n v i r o n m e n t i tw a sw i d e l yu s e di no u r d a i l yl i f e m e r c u r yw a se a s yt ov o l a t i l i z ea n di t w a sh a r m f u lt oh u m a nb o d y i tw a sw e l lk n o w nt h a tt h et o x i c i t y , b i o g e o c h e m i c a lb e h a v i o r a n dt r a n s p o r t a t i o no fm e r c u r yi nt h ee n v i r o n m e n tw e r eh e a v i l yd e p e n d e n to ni t sc h e m i c a l f o r m t 0 t a lm e r c u r yd i dn o tc o n v e yw e l lt h er e a ll o n g - t e r mp o l l u t i o n s o ，i tw a se s s e n t i a l t oa n a l y z em e r c u r ys p e c i a t i o n sq u a l i t i l ya n dq u a n t i t a t i v e l y i nt h i sp a p e r , w ee s t a b l i s h e da d e t e r m i n a t i o nm e t h o do fu l t r a - t r a c ea m o u n th g ( i i ) ，m e h ga n de t h gi np r o d u c t sb y h p l c v g a f sf o rt h ef i r s tt i m e t h em a i nr e s u l t ss h o w e da sf o l l o w s 1c o m p a r e d 、析t hc l o u d p o i n te x t r a c t i o n ，w h i r l p o o l - m i xe x t r a c t i o nh a dt h ea d v a n t a g e o fs i m p l eo p e r a t i o na n dh i g h e re x t r a c t i o nr a t e ，w a sr e g a r da st h eb e t t e rp r e t r e a t m e n t m e t h o d 2o p t i m i z et h ee q u i p m e n tc o n d i t i o n s ，t h i sp a r ti n c l u d et h e r ea s p e c t s ： ( 1 ) o p t i m i z a t i o no ft h es e p a r a t i o nc o n d i t i o n 5 a c e t o n i t r i l e ( h p l cg r a d e ， v v ) - 0 4 6 2 a m m o n i u ma c e t a t e ( m v ) - 0 12 l c y s ( m v ) w a sc h o s ea sm o b i l ep h a s e ， f l o wr a t e1 0m l m i n t h em e r c u r yc o m p o u n d sw e r es e p a r a t e do n ac18r e v e r s ep h a s e c o l u m n ( v e n u s i lm p c18 ，4 6i t i i t i x15 0n l i 1 ，5 f 1 1 ) t h et h e r em e r c u r ys p e c i e sw e r e b a s e l i n es e p a r a t e d ，a n dt h e i rp e a k sw e r ea l ls y m m e t r i c a ( 2 ) o p t i m i z a t i o no fv g 1 o k 2 s 2 0 8 ( m v ) + o 5 k o h ( m v ) h a db e e ne m p l o y e d f o ro x i d a t i o n ，r e d u c i n ga g e n tw a s1 5 k b h 4 ( m v ) + o 5 k o h ( r n v ) ，c a r d e rs o l u t i o n w a s7 h c l ( v v ) a n dc o u p l e dw i t ho n - l i n eu v ，u n d e rt h e s ec o n d i t i o nc o n v e y e db e s ts n ( 3 ) o p t i m i z a t i o no fd e t e c t i o ns y s t e m t h eb e s tc o n d i t i o n si n c l u d e dt h a t ：t h en e g a t i v e h i g hv o l t a g eo fp h o t o m u l t i p l i e rt u b ew a s3 10v l a m pc u r r e n tw a s3 0m a ，a t o m i z a t i o n s t e m p e r a t u r ew a s2 0 0 ，a t o m i z a t i o n sh i g h tw a s10 m m ，c a r r i e rg a s sf l o wr a t ew a s4 0 0 m l m i n ，m a k eu pg a s sf l o wr a t ew a s6 0 0m l m i n 3m e t h o de v a l u a t i o n u n d e rt h eo p t i m i z e dc o n d i t i o n s ，t h ed e t e r m i n a t i o nl i m i t s ( d l ) o fr i g ( i i ) ，m e h g a n de t h gw e r ef o u n da s0 14 ，0 0 5a n d0 12r t g l ( a sh g ) ，r e s p e c t i v e l y t h er e l a t i v e s t a n d a r dd e v i a t i o n s ( r s d ，l o p g l ，n = 7 ) o f r i g ( i i ) ，m e h ga n de t h gw e r e3 4 3 2 7 5 ，2 2 4 4 0 7 a n d1 3 8 3 2 8 ( r e t e n t i o nt i m e p e a ka e r a ) ，r e s p e c t i v e l y t h e s e v e nr e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n s ( r s d ，n - 7 ) o fr i g ( i i ) ，m e h ga n de t h gw a s 2 2 6 ，2 2 3 a n d3 0 6 ，r e s p e c t i v e l y t h es p i k e r e c o v e r yi sb e t w e e n7 5 0 o - 110 ，a n da l i n e a rd y n a m i cr a n g eb e t w e e n0 - - - 10 i t g li n j e c t e d 2 农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究 4m e t h o d a p p l i c a t i o n ( 1 ) a p p l i c a t i o ni nv e g e t a b l ed e t e r m i n a t i o n t h eo p t i m i z e dm e t h o dh a db e e na p p l i e d t ot h eq u a n t i t a t i v ed e t e r m i n a t i o no f m e r c u r ys p e c i e si nt e r r e s t r i a lv e g e t a b l e sa n da q u a t i c v e g e t a b l e s i tw a ss h o w e dt h a t ：a m o n ga l lt h et e r r e s t r i a lv e g e t a b l e sw ed e t e c t e d ，o n l y f o l i a c e o u sv e g e t a b l e sc o n t a i n e dw i t hh g ( i i ) ，t h e nm e h g ，e t h gw a sn o td e t e c t e d m e r c u r yc o n c e n t r a t i o nw a sh i g h e ri na q u a t i cv e g e t a b l e s ，w h i c ho n l yc o n t a i n e dw i t h h g ( i i ) ( 2 ) a p p l i c a t i o ni nr i c e ，c h i n e s eh e r b a lm e d i c i n ea n da q u a t i cp r o d u c td e t e r m i n a t i o n c h a n g et h ec o n c e n t r a t i o no fh c la s10 i ne x t r a c t i o ns o l u t i o n ，o t h e rc o n d i t i o n sw a s f i x e d i tw a ss h o w e dt h a t ，m e h gw a st h em a i ns p e c i a t i o ni nr i c e ，t h e nh g ( i i ) ，1 1 0e t h g w a sd e t e c t e d t h e r ew a sn od e t e c t a b l em e r c u r yi nc h i n e s em e d i c i n a lm a t e r i a l s m e r c u r y s p e c i a t i o ni na q u a t i cp r o d u c tw a sm e h g k e y w o r d s ：m e r c u r ys p e c i a t i o n ；h p l c v g a f s ；a p p l i c a t i o n 3 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 a a s a e s a f s a p d c b c b c e c p e d d t c d l d l p s h e t h g g s h h g ( i ) h g ( i i ) h p l c i c p l c l d 5 0 l c y s m e h g m e b t a b r m s p d c r p h p l c r s d s p e s p m e t m a h h 2 0 t m ah m e o h v g u v 原子吸收分光光度计 原子发射分光光度计 原子荧光分光光度计 咯烷二硫代氨基甲酸铵 聚亮甲苯蓝 毛细管电泳 浊点萃取 二乙基二硫代氨基甲酸钠 检出限 d l 青霉胺 二甲基汞 还原性谷胱甘肽 一价无机汞 二价无机汞 高效液相色谱 电感偶合等离子体 液相色谱 半致死剂量 l 半胱氨酸 一甲基汞 2 - 2 - ( 6 甲基- 苯并噻 吩) 】- 4 - 溴苯酚 质谱 吡咯烷二硫代氨基甲酸酯 反相高效液相色谱 相对标准偏差 固相萃取 固相微萃取 四甲基氢氧化铵水溶液 四甲基氢氧化铵一甲醇 蒸气发生 紫外 a t o m i ca b s o r p t i o ns p e c t r o m e t r y a t o m i ce m i s s i o ns p e c t r o m e t r y a t o m i cf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y a m m o n i u mp y r r o l i d i n e d i t h i o c a r b a m a t e b r i l l i a n tc r e s y lb l u e c a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s c l o u dp o i n te x t r a c t i o n s o d i u md i e t h y l d i t h i o e a r b a m a t e d e t e c t i o nl i m i t d l - p e n i c i l l a m i n e d i m e t h y l m e r c u r y g l u t a t h i o n e i n o r g a n i cm e r c u r y ( i ) i n o r g a n i cm e r c u r y ( i i ) h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y i n d u c t i v e l yc o u p l e dp l a s m a l i q u i dc h r o m a t o g r a p h y h a l fl e t h a ld o s a g e l - e y s t e i n e m o n o m e t h y l m e r c u r y 2 - 2 - ( 6 - m e t h y l b e n z o t h i o p h e n e ) - 4 - - b r o m o p h e n o l m a s ss p e c t r o m e t r y p y r r o l i d i n ed i t h i o c a r b a m a t e r e v e r s e p h a s e - h i g hp e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h y t e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n s o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n t e t r a m e t h y l a m m o n i u mh y d r o x i d e a q u e o u ss o l u t i o n t e t r a m e t h y l a m m o n i u mh y d r o x i d e m e t h a n o l v a p o u rg e n e r a t i o n u l t r a v i o l e t 4 农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究 1 绪论 。 土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是自然环境系统中物质和能量交 换的枢纽。随着城镇厂矿企业的不断发展，土壤重金属污染日益严重，目前全世界 平均每年排放h g 约1 5 万吨。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约1 4 0 万公 顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的6 4 8 ，其中轻度 污染的占4 6 7 ，中度污染的占9 7 ，严重污染的占8 4 ( 慧聪环保网，2 0 0 6 ) 。 据估算，我国每年因重金属污染而减产粮食1 0 0 0 多万吨，全国每年因重金属污染的 粮食达1 2 0 0 万吨，造成的直接经济损失超过2 0 0 亿元( 新华社消息，2 0 0 6 ) 。 土壤中有害重金属不仅影响作物生长，减少作物产量，降低作物品质，造成大 量经济损失，而且还会通过食物链在人体内积累，直接危害人体健康。蔬菜是消费 者每日必须摄入的一类产品，在汞污染比较严重的地区，居民摄入的不合格蔬菜对 其健康存在着很大的隐患。 特定的元素只有在特定形态才能产生毒理作用并造成危害，汞化合物的毒理特 性和生物化学行为与它们的化学形态密切相关，不同形态汞化合物毒性差异极大， 如果仅以研究对象汞总量来进行分析，已经不能科学地反映被研究元素在体系中的 生理、毒理作用。甲基汞是汞形态中毒性最大的一种，h g ( i i ) 毒性较弱，但是在 还原剂存在时会转化为h g ( i ) ，h g ( i ) 发生歧化反应生成汞蒸气损失，同时无 机汞在微生物等的作用下会甲基化转化为毒性最强的汞形态，所以化学形态的稳定 性又是进行形态分析研究的一个关键问题。因此，寻找一个准确、简洁的前处理方 法，建立一套快速、灵敏的汞形态分析方法，在保证没有汞形态转化的情况下准确 定量各形态含量，对正确阐述汞化合物的生物化学行为和生理、毒理作用是非常重 要的。 1 1 汞污染来源 1 1 1 自然因素 环境中汞主要来源于地质源的自然释放。地球经一系列的自然过程如火山活动、 地热活动及地壳放气作用等将汞释放入大气( 王志平等，2 0 0 6 ；方风满等，2 0 0 1 ) 。 大气汞的干湿沉降是土壤、水体中汞的重要来源( 许嘉琳和杨居荣，1 9 9 5 ) 。此外， 土壤母质本身含汞，不同母质、母岩形成的土壤其含汞量存在很大差异( 王志平等， 2 0 0 6 ；方凤满和王启超，2 0 0 0 ) 。 1 1 2 人为排放 主要来自使用和产汞或汞的化合物的工厂排出的含汞废水、废气和废渣( 王宏， 2 0 0 0 ：张燕萍等，2 0 0 4 ) 。氯碱工业、塑料工业、电子工业、混汞炼金和雷汞生产排 放的废水是水体中汞的主要污染来源( 王宏，2 0 0 0 ；曹会兰等，2 0 0 3 , 张燕萍等， 2 0 0 4 ；孙淑兰，2 0 0 6 ) 。农业含汞污水灌溉、含汞污泥肥料、施用含汞农药是土壤中 华中农业大学2 0 1 0 届硕十研究生学位论文 汞污染的主要来源，这些来源的汞一部分随风飘移释放到大气中( 气迁移) ，另一部 分再经降雨径流，最终转移到水体( 水迁移) ( 方凤满等，2 0 0 0 ；张燕萍等，2 0 0 4 ) ； 另外，煤、石油和天然气在燃烧过程中会排放出大量的含汞废气和颗粒态汞尘，这 也是人为汞污染的重要来源之一( 王宏，2 0 0 0 ) 。 1 2 汞对人体的危害 汞及其化合物毒性都很大，特别是汞的有机化合物毒性更大。汞的毒性是积累 性的，所以汞也是一种可引起严重慢性中毒的重金属元素。汞蒸汽可通过呼吸道、 皮肤或消化道等不同途径侵入人体。当汞进入人体后，即集聚于肝、肾、大脑、心 脏和骨髓等部位( 吴昊等，2 0 0 6 ) 。甲基汞对人的作用特别顽固，进入人体后遍布全 身各器官组织中，主要侵害神经系统，尤其是中枢神经系统，还可通过胎盘屏障侵 害胎儿，使胎儿或畸形，或痴呆( 鲁洪娟等，2 0 0 7 ) 。汞中毒患者的临床症状表现出 乏力、多梦等症状，随着病情发展，逐渐出现头晕、失眠、多梦、性情烦躁、记忆 力减退等症状( 曹会兰，2 0 0 3 ；付晓萍，2 0 0 4 ) 。日本著名的公害病水俣病即为 甲基汞慢性中毒( 蔡文洁和江研因，2 0 0 8 ) ，8 0 年代我国松花江流域沿江居民也出 现过程度不等的甲基汞中毒症状。 1 3 汞的存在形态及特性 汞俗称水银，地壳中含量约为8 o 1 0 一m g k g ，主要矿物是辰砂( 硫化汞) ，在火 山或温泉附近，有成滴汞，有时呈较大的流体，天然水中汞含量见表1 ( 水环境化学) 。 汞是自然界中惟一的一种液体金属，它在常温下即能蒸发，且随温度升高其蒸发量 增加，每增* h 1 0 蒸发速度约增加1 2 1 5 倍，空气流动时蒸发更多( 百度百科) ， 汞在自然界有7 种稳定同位素，分别是1 9 6 h g ( 0 1 5 ) 、1 9 8 h g ( 1 0 0 2 ) 、1 9 9 h g ( 1 6 8 4 ) 、 2 0 0 h g ( 2 3 1 3 ) 、2 0 1h g ( 1 3 2 2 ) 、2 0 2 h g ( 2 9 8 0 ) 和2 0 4 h g ( 6 8 5 ) ( 冯新斌等，0 2 一i 0 0 3 ) 。 汞蒸气( 密度1 3 5 9 9 c m 3 ，0 c 时汞的密度) 比重较大是空气( 密度1 2 9 x1 0 。3 9 e m 3 ) 的6 9 倍( 百度百科) 。 6 农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究 表1 天然水的汞含量 t a b l elm e r c u r yc o n t e n ti nn a t u r a lw a t e r 汞在自然界中以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在。金属汞( h g ) 几乎不溶 于水，2 0 时的溶解度大约是2 0 “g l 。易溶于脂质，具有高挥发性，在体内被氧化 形成h g ( i i ) 后，h g ( i i ) 与蛋白质和酶中的疏基( - s h ) 反应形成牢固的硫汞键 ( - s h g ) ，改变了蛋白质尤其是酶的结构与功能，使细胞代谢紊乱，导致组织器官 病变。无机态的汞水溶性较强，主要以h g ( i i ) 和h g ( i ) 形式存在，汞的第一 个电子的电离势为1 0 4 3e v ，第二个电子的电离势为1 8 7 5e v ( 靳永卿，2 0 0 7 ) ，所 以汞易于跟其他金属元素生成合金，如硝酸汞、氯化汞和甘汞( h 9 2 c 1 2 ) 等，也有 不溶于水的，如硫化汞( h g s ) ，图l 给出了朱砂( h g s ) 在体内的变化情况( 袁倬 斌等，1 9 9 9 ) ；有机汞以短链烷基汞为主( 甲基汞、乙基汞) ，还有烷氧基烷基汞化 合物( 甲氧基乙基汞、乙氧基乙基汞) 和芳香汞化合物( 苯汞、p 甲基苯汞) ( 水环 境化学) ，烷基汞比可溶性无机汞化合物毒性大1 0 1 0 0 倍( 池吉安，1 9 9 9 ) ，其中甲 基汞是汞所有形态中毒性最大的形态，经研究，人的病状与甲基汞积蓄量关系：使 人知觉异常( 2 5m g ) 、步行障碍( 5 5m g ) 、发音障碍( 9 0m g ) 、死亡( 2 0 0m g 以上) ( 池吉安，1 9 9 9 ) 。无机汞可以在微生物等存在的情况下甲基化，转化为毒性更高的 甲基汞、二甲基汞及苯基汞机理如下( 池吉安，1 9 9 9 ) ： 磁o c h 3 ) 2 魄2 h 3 h g + + c h ；c h 营二竺! ch 孓h 营h 瘴g 。 7 华中农业大学2 0 1 0 届硕上研究生学位论文 体外 体内 非扩散形式汞 扩散形式汞 1 l s h h g 【s | 凹婪g 【丛竖】蔓g 【g q q 凹竖f l i 堕些】孳旦噬坠!氅g 【嘧啶】 酶dna细胞膜氨基酸 谷胱甘肽 【细胞色素氧化酶 【半胱氨酸 琥珀酸脱氢酶，n a + g + a t p 酶1甲硫氨酸】 图lh g s 在体内存在状态 f i g 1s p e c i e so fh g si nh u m a nb o d y 尽管汞以各种形态存在，但是因为其性质的特殊性，不管哪种形态的汞都有不 同程度的挥发性，详见表2 ( 池吉安，1 9 9 9 ) 。由表2 可知，有机汞化合物的挥发性 大于无机汞化合物，其中甲基汞挥发性最大，为9 0 0 “g l 。 表2 汞化合物的挥发性 t a b l e2m e r c u r yc o m p o u n d s v o l a t i f i t y 最后，从不同形态h g 的l d 5 0 值即可明显看出其毒性的差别。经口服或腹腔注射 8 农产品中不同形态汞检测方法的建立与应用研究 给小鼠不同形态汞测定l d s o ，结果得到：金属汞为4 0 0m g ( 每公斤体重所需h g 量， 以下同) 、氯化汞l o 3m g 、醋酸汞3 8 9m g 、氯化甲基汞1 2 8m g 、氯化乙基汞1 2 1m g 、 苯基氯化汞( 大鼠) 3 8 9m g ( 杨居荣和查燕，1 9 9 9 ) 。 1 4 汞形态分析的前处理方法 在实际研究中，测试的对象不同，则选择的前处理方法就有差异。理想的汞形 态前处理方法应该兼具良好的回收率和保持汞在样品中的原始形态两种特质。生物 试样中一般含有大量的有机质，而有机质分解完全与否直接影响分析结果的准确度； 前处理过程中提取或加入的任何干扰物质，在与汞形态共同进入仪器时，都可能影 响分离。因而，选取合适的前处理方法既是保障测试准确性的关键，也是提高方法 灵敏度的手段。目前常见的前处理方法有以下几种： 1 4 1 酸浸提 2 0 世纪6 0 年代，w e s t o o 提出在h c l 介质中用苯从鱼肉中萃取甲基汞。在此基础上 许多学者对该方法进行了改进，发展了连续酸浸提萃取法( 陈梅芹，2 0 0 5 ) 。萃取剂 除了苯以外，还有双硫腙的c c h 溶液、e d t a 的氯仿溶液、四癸基二甲苯胺的异丁酮 溶液等( 刘国珍和金泽祥，2 0 0 0 ) 。酸浸提的局限性在于底泥中的甲基汞因为已经被 分解或者键合能力太强，不能定量的从基体中分离出来，盐酸萃取率只有8 4 。 m e d i n a 等研究表明，在甲苯或氯仿萃取过程中容易产生泡沫，通过放置泡沫可消失， 得到两相的完全分层，但反萃取至半胱氨酸时发现甲基汞的回收率极低( 梁丽娜和 江桂斌，2 0 0 2 ) 。 1 4 2 碱消化萃取 到目前为止，碱消化萃取常用的萃取试剂有：氢氧化钾甲醇( k o h m e o h ) 溶 液、四甲基氢氧化铵甲醇( t m a h m e o h ) 溶液以及四甲基氢氧化铵水 ( t m a h h z o ) 溶液三种。以k o h m e o h 和氢氧化钠半胱氨酸( n a o h c y s ) 溶 液作为碱萃取剂提取底泥中m e h g ，提取效果良好，且不破坏其h g c 键。但与酸萃 取相比，碱消化萃取法会导致样品基体中的有机物、硫化物或有色金属离子与汞化 合物的共萃取，给后续的预富集、分离和测定带来