浙江沿岸几种海藻中海藻及砷形态检测与分析

宋 凯

(浙江省海洋水产研究所，浙江 舟山 316100)

浙江省是我国东南沿海的重要省份，近年来由于港口的改扩建、吞吐量的增加，以及沿海工农业和海水增养殖业的发展，使直接或间接排入近海海域的污染物增加，导致近岸海域污染日趋加重，环境资源逐步退化。根据浙江省2013-15年海洋环境公报显示，我省6条主要入海河流携带入海的主要污染物总量超过600万吨。其中重金属(铜、铅、锌、镉、汞、铬)超过3000吨。砷(As)是给环境和人类带来危害由来已久的一种重金属，与Hg一样, 我国将As列为第一类污染物,正在实施总量控制。三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强，主要会影响神经系统和毛细血管通透性，对皮肤和黏膜有刺激作用[1-4]。如果是慢性中毒，也会导致肝肾损害与多发性周围神经炎，突出表现为皮肤损害，症状为皮肤色素沉着、皮肤角化过度、疣状增生及皮肤癌。我国煤中含As较高,在燃烧的同时产生的As会造成空气、水和土壤的污染, 此外,矿山开采、金属冶炼等都会有As排放。在我国台湾、印度、泰国和墨西哥等都发现地下水和饮用水中含As。仅燃烧每年就有1600吨As排放于空气中,其他工业生产排放的As约162000吨/年, 电子工业和半导体材料使用的GaAs、InAs及剧毒物AsH3都可能排放到环境中,给环境带来严重污染的往往是农药中棉花杀虫剂和除草剂中所含的H3AsO3、Na(CH3)HAsO3、Ca3(AsO4)2以及PbHAsO4等[5-8]。

砷形态的检测方法主要有高效液相色谱-氢化物发生原子荧光光谱法，高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联机技术，毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联机技术[9-13]。HPLC 具有较高的分离能力, 原子荧光仪器具有设备价格较低、线性范围宽、检出限低、灵敏度高、简单易操作等优点, 两者结合在分析砷形态中得到了广泛应用。

1 实验部分

1.1 样品中总砷的测定

1.1.1 主要试剂及其配制

As标准贮备液(1000μg/mL，国家标准物质研究中心)；As标准中间溶液A(100μg/mL)：移取5mL砷的标准溶液于500mL容量瓶中，用纯水稀释至标线，混匀。硝酸(NHO3): ρ=1.42 g/mL，优级纯，上海国药。30%过氧化氢(H2O2):优级纯，上海国药。盐酸(HCL):优级纯，上海国药，5%HCL，7mol/L盐酸。氢氧化钠(NaOH):优级纯，上海国药。硫脲:优级纯，上海国药。抗坏血酸:优级纯，上海国药。碘化钾:优级纯，上海国药。硼氢化钾:优级纯，上海国药。氢氧化钾:优级纯，上海国药。硫脲(50g/L)-抗坏血酸(50g/L)混合液，现用现配。硼氢化钾溶液:称取3克氢氧化钾溶于200ml纯水中，加入12.0克硼氢化钾并使之溶解，用纯水稀释至600ml。碘化钾-硫脲混合溶液:称取碘化钾10g，硫脲5g溶于水中，并稀释至100mL混匀正辛醇:优级纯，上海国药。纯水:符合GB/T6682二级水要求。

1.1.2 主要仪器及设备

意大利Milestone公司ETHOS900型微波消解系统(附专用高压消解罐)；AFS-9230原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司)；赶酸电热板(石棉网)；特种砷空心阴极灯；钢瓶氩气，纯度99.99%；恒温震荡水浴锅；5 mL具塞刻度试管(20%硝酸浸泡24小时以上)；一般实验室常用仪器及设备。

1.1.3 仪器操作参数

表1 原子荧光仪器工作条件

1.2 样品中砷形态的测定

试剂与材料

除非另有说明，所用试剂均为分析纯，水为蒸馏水或相当者；液相色谱流动相所用溶剂均为色谱纯并经过0.45μm滤膜过滤。

试剂：流动相：15 mmol·L-1(NH4)2HPO4(pH 6.0)。载流：7%HCl(优级纯)；还原剂：0.5%KOH +1.5% KBH；清洗液：CH3OH-H2O(1+1)；提取液：10%HCl+1%硫脲+0.15%KCl；标准溶液：标准储备溶液：As(III)、As(V)、MMA、DMA四种砷化合物标准溶液(国家标准物质研究中心)；标准工作溶液：标准工作液根据需要用混合液逐级稀释配置(混合液包括提取液：流动相：水=3∶4∶3)；仪器与设备：岛津高压液相泵-SAP10形态分析预处理装置-原子荧光光谱仪；溶剂过滤器；超声波清洗仪；旋涡混合器；离心机。

1.3 样品采集及处理

2018-2019年共采集到海带、紫菜、马尾藻、裙带菜、海苔、龙须菜、羊栖菜七种大型藻类，均采自杭州湾、三门湾、乐清湾，样品采集后冷藏，带回实验室制成样品检测。

称取 2 g(精确至 0.01 g)样品于 50 m L塑料离心管中, 加入 16 m L 样品提取液, 70 ℃振荡提取 1.0 h, 再加入 16 m L 超纯水继续震荡 1.0 h, 8000 r/min 离心 10 min, 取4 m L 上清液, 加入4 mL 超纯水, 70 ℃水浴20 min。试液依次过0.22 μm 微孔滤膜后,再过 RP小柱待用。

1.4 仪器条件

表2 仪器条件

2 结果与讨论

2.1 HPLC-(UV)-HG-AFS 测定海藻样品中的 4种砷形态

4种砷形态的仪器检测限、相对标准偏差和相关系 数 见表4。由表4 可 以 看 出 仪 器 检 出 限 在0.423～1.523μg/L 之间, 相对标准偏差小于 5%, 相关系数均在 0.9990 之上。海藻样品的砷形态检测结果见表5。由5表可以看出, 7种海藻中 As(III)、As(V)和 DMA 含量较多, MMA 含量较少,与表3 对照可知, 检测所得 4种有毒砷化合物占总砷含量的百分率, 这 4 种有毒砷的含量平均下来仅仅占总砷的 3%左右。

表4 砷形态标准溶液的检出限、相对标准偏差和相关系数

表5 海藻中总砷及砷形态的含量

2.2 提取过程中砷形态稳定性及方法回收率

通过对海带进行添加回收和相对标准偏差试验, 由检测结果可以看出(见表3), 添加回收试验 4 种形态砷的添加回收率在89.1%～103.5%之间, 变异系数在 5%以下。

表3 回收率测定结果(n=3)

3 结论

通过对所采集的7种大型海藻类样品中总砷、四种有毒砷形态含量的测定。实验结果表明, 有毒砷的含量小于3%，检测结果全部符合无机砷国家卫生标准≤1.5 mg/kg 的要求。绝大部分都是无毒的有机砷，通过高效液相色谱氢化物发生原子荧光光谱联用技术对海藻中的无机砷可以进行准确的检测。