中藥材汞含量的光譜法測(cè)定

張志剛

（九州通醫(yī)藥集團(tuán)湖北金貴中藥飲片有限公司，湖北 武漢 430051）

0 引 言

黃連為毛莨科植物黃連的干燥根莖，具有清熱燥濕，瀉火解毒等功用.蒼術(shù)為菊科蒼術(shù)屬植物，具有燥濕健脾，祛風(fēng)散寒，明目等功用.菊花為菊科草本植物的干燥頭狀花序，是中國(guó)常見(jiàn)中藥，具有清熱，明目，解毒的功效.但是由于各地的栽培土壤中不含或含有不同質(zhì)量濃度的汞，中藥材植物在含有汞的土壤中生長(zhǎng)，生長(zhǎng)過(guò)程中可能會(huì)吸收土壤中的汞.從而在含汞高的土壤中生長(zhǎng)的中藥材通常會(huì)含有有機(jī)汞（如甲基汞、乙基汞、苯基汞等）.眾所周知，汞是對(duì)人體有害的元素.攝入過(guò)量的汞可引起慢性汞中毒或急性汞中毒.慢性汞中毒能使汞被血液吸收并到達(dá)大腦，嚴(yán)重?fù)p傷中樞神經(jīng)系統(tǒng).急性汞中毒會(huì)危害呼吸系統(tǒng)，消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng).無(wú)機(jī)汞的中毒是可逆的，危害較輕.但是有機(jī)汞會(huì)嚴(yán)重?fù)p害中樞神經(jīng)系統(tǒng)［1］.故國(guó)家在GAP認(rèn)證的過(guò)程中，對(duì)中藥材汞的含量進(jìn)行了限量控制.本實(shí)驗(yàn)采用冷原子吸收法對(duì)上述藥材的汞質(zhì)量濃度進(jìn)行了測(cè)定，并建立了中藥材汞質(zhì)量濃度的分析方法.這對(duì)于控制中藥質(zhì)量和鑒別種植土壤有重要意義.使用水銀發(fā)生器－原子吸收分光光度計(jì)，65%HNO3－70%HClO4（9∶1）冷浸過(guò)夜，加熱消化，20%氫氧化鈉中和酸等反應(yīng)對(duì)樣品消化處理方法進(jìn)行了改進(jìn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明此方法實(shí)用可靠，重現(xiàn)性好.

1 儀器與試劑及藥品

1.1 儀器與參數(shù)

AA6300C原子吸收分光光度計(jì)（日本島津）；MVU－1A水銀發(fā)生器（日本島津）；Wizzaard工作站（日本島津）；汞空心陰極燈，特制石英管；檢測(cè)波長(zhǎng)253.62nm；原子器位置為22mm，氣體流速4.5L／min.

1.2 藥品與試劑

黃 連 （批 號(hào) 20120517）、蒼 術(shù) （批 號(hào) 20120625）、菊花（批號(hào) 20120913），由九州通醫(yī)藥集團(tuán)提供；SnCl2·2H2O（分析純，天津市百世化工有限公司）；HClO4、K2Cr2O7、HNO3、NaOH、H2SO4均為分析純；H2O為去離子水；1.00mg／mL Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院，批號(hào)： 11081732）.

2 方法與結(jié)果

2.1 分析過(guò)程

實(shí)驗(yàn)利用SnCl2和Hg2＋反應(yīng)成單質(zhì) Hg，單質(zhì)Hg不溶于水，在空氣的帶動(dòng)下進(jìn)入導(dǎo)管，再到石英管，被原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè).在反應(yīng)容器中加入175mL的純化水，加20mL的SnCl2，攪拌，再加10mL的樣品溶液，立即蓋上橡皮塞.實(shí)驗(yàn)工作裝置如圖1所示.

圖1 水銀發(fā)生器－冷原子吸收工作裝置Fig.1 Mercury vaporizer unit－cold atom absorption working device

觀察軟件記錄的汞吸收曲線，當(dāng)吸收曲線達(dá)到最大值（峰的斜率為0），開(kāi)始采集，采集時(shí)間為10s，采集的數(shù)據(jù)為峰值10s后的值.汞溶出的曲線如圖2所示.

圖2 汞溶出曲線圖Fig.2 Hg dissolution curve figure

2.2 溶液的配制

2.2.1 氯化亞錫溶液 取120g的SnCl2·2H2O到1 000mL的燒杯中，加400mL的純化水.攪拌，溶液變成白色渾濁的溶液，緩慢的向溶液中加入40mL的98%濃硫酸，邊加邊攪拌，溶液變成澄清溶液［2］.將溶液倒入1 000mL的容量瓶中，加水定容到1 000mL，搖勻備用.

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)汞儲(chǔ)備溶液 取5.00mL的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液到100mL的容量瓶中，加5.00mL的1%K2Cr2O7和濃 HNO3溶液，再用65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液定容制刻度，搖勻.放置1 h備用.質(zhì)量濃度為50 000μg／L.

2.2.3 汞標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的配制 取標(biāo)準(zhǔn)汞儲(chǔ)備溶液5.00mL到250mL的容量瓶中，用1%的稀硝酸定容至刻度，質(zhì)量濃度為1 000μg／L.分別取1 000μg／L的標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00mL，2.50mL，6.00mL，12.00mL，25.00mL，50.00mL 到100 mL的容量瓶中，用1%稀硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻.質(zhì)量濃度分別為0μg／L，25μg／L，60μg／L，120μg／L，250μg／L，500μg／L.

2.3 SnCl2 的用量

在反應(yīng)中，SnCl2要和 Hg2＋反應(yīng)，也要和HNO3，K2Cr2O7，HClO4反 應(yīng).由 于 Hg2＋（0.005%），K2Cr2O7（0.000 5%），HClO4（0.1%）的量很少，消耗的SnCl2可以忽略不計(jì).主要考慮SnCl2和 HNO3（2%）反應(yīng).設(shè)SnCl2·2H2O 為Xg，HNO3為Yg.消耗的HNO3最大量（可能生成N2O），依據(jù)電荷守恒：X／Y＝7.14／1.

SnCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%，HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%.在反應(yīng)中，加入的樣品溶液為10mL，設(shè)需要加入SnCl2·2H2O為XmL，解方程為：X＝12mL，考慮實(shí)驗(yàn)SnCl2過(guò)量，將SnCl2的用量定為20mL.

2.4 中藥材樣品的制備

2.4.1 樣品的前處理 取中藥材黃連、蒼術(shù)、菊花各適量，用粉碎機(jī)粉碎成粉末.分別稱取3g到250mL的具塞錐型瓶中，加65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液100mL，再加0.05%K2Cr2O7和濃HNO3溶液1mL，加蓋上塞子，浸泡過(guò)夜.

2.4.2 樣品的消化 樣品浸泡過(guò)夜后呈紅色.拔掉瓶塞，將其分別放在電熱板上加熱，保持微沸，大約2h，溶液的顏色由紅棕色逐漸變淡，反復(fù)加65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液適量，直到溶液變?yōu)闊o(wú)色透明溶液，大約3h.

2.4.3 消化液的處理 當(dāng)蒸發(fā)的混酸溶液約為40mL時(shí)（避免酸量過(guò)少，局部溫度過(guò)高，Hg的損失），停止加熱.冷卻用20%的NaOH中和酸，調(diào)pH值為4～6，當(dāng)溶液由淡黃色變?yōu)槁詭Ъt色時(shí)即為pH調(diào)和終點(diǎn).將中和后的溶液過(guò)濾，將濾液定容至100mL.每次試驗(yàn)使用10mL.

2.4.4 空白樣品溶液 加65%HNO3和70%HClO4（9∶1）溶液100mL到250mL的錐形瓶中，再加0.05%K2Cr2O7和濃 HNO3溶液1mL，加蓋上塞子，浸泡過(guò)夜.同法消化處理.

2.5 結(jié) 果

2.5.1 檢出限 0.005μg／L（樣品稀釋20倍以后的值，即反應(yīng)容器中的汞質(zhì)量濃度）.

2.5.2 線性回歸 將標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液分別進(jìn)一次樣.將吸光度的值和樣品濃度進(jìn)行一次直線回歸，回歸直線方程：Y＝0.000 853 56 X＋0.006 374 8，相關(guān)系數(shù)r＝0.999 5.結(jié)果表明吸光度和汞質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0～500μg／L時(shí)呈良好的線性關(guān)系.

2.5.3 精密度 將黃連（批號(hào) 20120517）的樣品溶液重復(fù)進(jìn)6次，黃連吸光度的RSD為2.0%，表明儀器的性能良好.

2.5.4 穩(wěn)定性 將黃連（批號(hào) 20120517）樣品分別于0h、2h、6h、10h、15h、24h進(jìn)樣，黃連吸光度的RSD為2.5%，表明供試液在24h內(nèi)穩(wěn)定.

2.5.5 重現(xiàn)性 用上述樣品處理方法制備6份黃連（批號(hào) 20120517）樣品，每個(gè)樣品進(jìn)一次樣，平均汞質(zhì)量濃度為0.15mg／kg，RSD為2.3%.

2.5.6 加樣回收率 分別稱取1.5g黃連（批號(hào) 20120517）三份到250mL的錐形瓶中.按樣品Hg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%、100%、120%加入標(biāo)準(zhǔn)汞溶液到黃連粉末中，再加100mL混酸浸泡過(guò)夜，同法消化處理.每個(gè)樣品進(jìn)一次樣，回收率分別為95.4%，97.3%，101.3%.平均回收率為98.0%，RSD為2.5%.

2.5.7 樣品測(cè)定 黃連（批號(hào) 20120517）汞的質(zhì)量濃度為0.12mg／kg，蒼術(shù)（批號(hào) 20120625）汞的質(zhì)量濃度為0.08mg／kg，菊花（批號(hào) 20120913）汞未檢出.三種中藥材汞質(zhì)量濃度均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家汞質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)為0.2mg／kg）.

3 討 論

a.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的SnCl2·2H2O的價(jià)格較貴，所以考慮節(jié)約的辦法減少用量.大量HNO3不但消耗SnCl2，同時(shí)和SnCl2較劇烈的反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫（氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生大量氮氧化物氣體），進(jìn)入實(shí)驗(yàn)導(dǎo)氣管，影響實(shí)驗(yàn)的檢測(cè).在標(biāo)準(zhǔn)溶液中SnCl2的減少的途徑主要是通過(guò)減少HNO3使用量，故汞標(biāo)準(zhǔn)溶液中總HNO3的濃度維持在2%左右.

b.從汞溶出度的曲線分析，Hg2＋和SnCl2反應(yīng)生成的Hg在樣品加入后10s到達(dá)最大值，儀器記錄為峰值10s后的檢測(cè)值.采用峰值點(diǎn)10s后的值，實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性好，精密度高，線性好，說(shuō)明此方法簡(jiǎn)單可靠.若反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束，由于汞不溶于水，汞在極短時(shí)間內(nèi)被空氣帶出，曲線的對(duì)應(yīng)吸收度應(yīng)該為零.可見(jiàn)兩者少量依然將反應(yīng)進(jìn)行到200s左右（大約500μg／L，10mL）.實(shí)驗(yàn)時(shí)注意，在傾倒樣品溶液時(shí)動(dòng)作要迅速，立即蓋緊橡皮塞子，防止汞的損失.

c.由于汞在消化加熱時(shí)溫度過(guò)高會(huì)損失，甚至全部揮發(fā)無(wú)法檢出.加熱過(guò)程避免溫度過(guò)高（保持微沸，溫度約130℃左右），在消化樣品時(shí)，要保持溶液微沸，避免錐形瓶加熱時(shí)局部溫度過(guò)高.故在沒(méi)有恒溫電熱板的情況下，混酸溶液留40mL左右，而不要蒸至近干（錐形瓶的溫度可能達(dá)到200℃以上）.消解后的中藥材樣品中含有大量的堿金屬（此實(shí)驗(yàn)是Na＋，最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為1%），對(duì)汞生成效率無(wú)影響，對(duì)汞的測(cè)定干擾較?。?］.常見(jiàn)的 過(guò) 渡 金 屬 離 子 （Fe2＋，F(xiàn)e3＋，Zn2＋，Cu2＋，Ni2＋，Pb2＋，Cr3＋，Se4＋，Sb3＋，As3＋）不影響總汞的測(cè)定［1］.大量的NO－3（最終的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.5%）對(duì)汞生成有干擾未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中回收率為98.0%，故用NaOH中和酸符合實(shí)驗(yàn)要求.注意若再加過(guò)量的HCl或H2SO4將樣品溶液調(diào)回過(guò)酸性，就會(huì)重新生成大量的HNO3，同樣實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫進(jìn)入管道，影響實(shí)驗(yàn).用20%NaOH中和HNO3和HClO4可以減少SnCl2的使用量，并排除實(shí)驗(yàn)干擾，這對(duì)消化處理是一大改進(jìn).

d.實(shí)驗(yàn)時(shí)同時(shí)使用 HNO3、K2Cr2O7和HClO4消化效果較好.單一使用硝酸難以達(dá)到消化效果，加入總量10%的HClO4后能顯著提高消化效果.加入少量K2Cr2O7能提高汞的還原能力.考慮實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生的汞單質(zhì)會(huì)污染環(huán)境，故采用1%K2Cr2O7－HNO3溶液吸收尾氣，避免環(huán)境污染.

［1］蔡慧華，彭速標(biāo).痕量汞的測(cè)定方法進(jìn)展［J］.理化檢驗(yàn)－化學(xué)分冊(cè)，2008（44）：385－390.CAI Hui－h(huán)ua，PENG Su－biao.Progress of methods for Determination of Trace amounts of mercury［J］.Physical Testing and Chemical Analysis－chemical part，2008（44）：385－390.

［2］閻海魚，馮新斌.半封閉溶樣冷原子熒光測(cè)定魚體中總汞分析方法的建立［J］.地球與環(huán)境，2005，33（2）：89－92.YAN Hai－yu，F(xiàn)ENG Xin－bin.A methodological Development in measuring total mercury in fish using－closed digestion and cvafs［J］.Earth and environment，2005，33（2）：89－92.

［3］楊莉麗，李娜.蒸氣發(fā)生－冷原子熒光光譜法測(cè)定中草藥中不同形態(tài)的汞［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2005，25（2）：286－289.YANG Li－li，LI Na.Speciation analysis of mercury intraditional Chinese medicine by vapor－generation atomic fluorescence spectrometry［J］.Spectroscopy and spectral analysis，2005，25（2）：286－289.