汞污染，國際社會廣泛關注
汞是一種有毒性的重金屬元素，會對人類和生態(tài)系統(tǒng)健康造成嚴重危害，目前已成為國際社會廣泛關注的環(huán)境污染物之一。人類在食用含有超標汞的產(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，歷史上嚴重的汞中毒事件包括1956年的日本熊本縣水俁病事件、1971年伊拉克全國性汞中毒事件等。汞通常以不同的形態(tài)（無機汞和有機汞）存在。其中，無機汞可通過生物體內(nèi)代謝的方式排出體外，而有機汞（主要為甲基汞，水俁病的罪魁禍首）則易于與有機配位體基團結(jié)合，導致其在生物體內(nèi)分解速度緩慢，毒性更強。
圖1汞形態(tài)的轉(zhuǎn)化及通過食物鏈的攝入
（Poulain, A.J. et al, Science, 2013）
在生態(tài)系統(tǒng)中，有機汞具有生物富集性，例如，魚肉中汞的含量可達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，有必要對環(huán)境中的汞形態(tài)進行監(jiān)測。
島津應對策略及解決方案
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）來實現(xiàn)。為了應對環(huán)境水樣品中痕量汞形態(tài)分析的挑戰(zhàn)，島津中國創(chuàng)新中心與中科院生態(tài)環(huán)境中心合作開發(fā)了一套在線SPE-LC-ICPMS分析系統(tǒng)，用于測定環(huán)境水樣品中的痕量汞形態(tài)。
圖2 在中科院生態(tài)環(huán)境中心進行SPE-LC-ICPMS實驗
該系統(tǒng)通過第一維液相上的SPE柱對水樣品中不同形態(tài)的汞進行富集；然后通過六通閥切換，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，實現(xiàn)了皮克量級汞形態(tài)的快速、靈敏檢測。島津中國創(chuàng)新中心通過對分析參數(shù)進一步優(yōu)化，使SPE-LC-ICPMS分析系統(tǒng)對甲基汞的檢出限達到0.25 pg（進樣量5 mL），優(yōu)于環(huán)保標準《水質(zhì) 烷基汞的測定 吹掃捕集/冷原子熒光光譜法》中所用分析方法的檢測能力（檢出限0.90 pg，樣品量45 mL）。
圖3. 甲基汞、二價汞和乙基汞的標曲曲線
（0.05 – 0.8ppt）
海水樣品中甲基汞的測定
利用建立的SPE-LC-ICPMS聯(lián)用系統(tǒng)，對3個海水樣品（采樣位置如圖4所示）中的汞形態(tài)進行了分析。3個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，與文獻報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，表明本方法準確、可靠，可應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）與標準分析方法
分析性能比較
方法·特點
分析全自動化操作：環(huán)境水樣，在線SPE富集、分離、質(zhì)譜檢測簡單、快速分析：前處理簡單過濾，全部分析可在15 min內(nèi)完成高靈敏分析：烷基汞、二價汞同時檢測，甲基汞檢出限0.25 pg高鹽度海水樣品分析：可直接進樣分析鹽度為35‰的海水樣品
小結(jié)
島津中國創(chuàng)新中心與中科院生態(tài)環(huán)境中心合作開發(fā)了在線SPE-LC-ICPMS聯(lián)用系統(tǒng)，實現(xiàn)了環(huán)境水樣中超痕量汞形態(tài)的準確、快速分析。分析方法對甲基汞的檢出限為0.25 pg，優(yōu)于國家標準中推薦方法的檢出限，達到領先水平。簡單、快速、靈敏的汞形態(tài)分析能力，使本方法在常規(guī)檢測及應急響應場景下具有廣闊的應用前景，在環(huán)境水樣（生活飲用水、地表水、海水等）檢測和食品安全及檢測中將發(fā)揮重要作用。
