由于环境中汞污染越来越严重,人群通过各种途径摄入体内,超过一定剂量可能直接危害人体健康,可对神经系统、肝脏、肾脏及生殖健康造成一定损害[1, 2]。体内的汞主要通过肾脏随尿液排出体外,所以尿汞含量测定,是判断汞中毒的重要手段。尿中汞测定方法较多,双硫腙比色法,测汞仪法,冷原子吸收法[3, 4, 5]等,而原子荧光法测定尿汞具有灵敏度高,干扰少,重现性好等特点,可满足职业病诊断中尿中汞含量测定的需要[6]。本研究采用微波消解法前处理样品,采用原子荧光法测定职业接触者尿汞含量,结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器汞单元素标准溶液(100 μg/mL)(中国计量科学研究院),GBW(E)080124;硝酸,优级纯;30%过氧乙酸,分析纯;硼氢化钾溶液(0.5 g/L);硝酸溶液(1+9);实验用水为超纯水。MARS 6 CLASSIC微波样品制备系统(美国CEM公司),消解罐体积50 mL;AFS-230E型双通道原子荧光分光光度计(北京海光仪器公司);汞元素空心阴极灯(北京有色金属研究总院)。
1.2 尿样采集对某电池厂98名汞接触作业者进行尿液收集,职业汞接触年限在0~7年之间;用具盖聚乙烯塑料瓶收集班后尿,>25 mL,混匀后,尽快测定肌酐;样品在室温下尽快运输和测定;样品置于4 ℃冰箱中可保存14 d[7]。
1.3 样品前处理取5 mL尿样于微波消解罐中,加入1 mL硝酸和0.5 mL 30%过氧乙酸,拧紧盖子,放入微波消解系统中,当样品量≤20个时按以下步骤进行消解,功率600 W条件下,首先到120 ℃,爬升8 min,保持5 min;然后到150 ℃,爬升6 min,保持5 min;最后到180 ℃,爬升5 min,保持10 min,消解后取出放冷,开启消解罐,将罐内液体转移至25 mL容量瓶中,用硝酸溶液(1+9)冲洗消解罐内壁,并稀释至刻度。同时做试剂空白。在消解条件选择上,分别选择硝酸(mL)与30%过氧乙酸(mL)不同配比(2∶1、1∶1、1.0∶0.5、0.5∶0.5)作为消解液分别对尿样进行消解试验,选择最佳消解条件。
1.4 测定条件灯电流:15 mA;负高压:240 V;原子化高度8 mm;载气流量(Ar气):400 mL/min;屏蔽气流量:1 000 mL/min;测量方式:标准曲线法;读数方式:峰面积;延迟时间:2 s;读数时间15 s,测量之前预热30 min。
1.5 汞工作曲线配制将汞单元素标准溶液(100 μg/mL)用1%硝酸稀释至5 μg/mL,作为应用液。取6支消解罐分别加入汞标准应用液0、5、15、20、40、50 μL,正常人尿5 mL,1 mL硝酸,0.5 mL 30%过氧乙酸,微波消解,取出放冷,开启消解罐,将罐内液体转移至25 mL容量瓶中,用硝酸溶液(1+9)冲洗消解罐内壁,并稀释至刻度。按汞测定条件进行测定。以工作曲线浓度对荧光强度值拟合曲线用回归方程计算尿样中汞浓度。计算公式:
采用SPSS 16.0软件对数据进行处理和描述性统计分析。
2 结 果 2.1 消解条件选择结果显示,用1 mL硝酸和0.5 mL 30%过氧化氢(1.0:0.5)消解5.0 mL尿样,消解完全且用量最少。
2.2 硼氢化钾浓度选择因Hg和As在原子荧光测定上原理不同,被惰性气体(Ar)带入原子化器中的是原子态汞,而非氢化物,因此硼氢化钾用量不需要常规方法那么大(20 g/L),并且尿样基体比较简单,对硼氢化钾消耗较少,最终确定硼氢化钾浓度为0.5 g/L.
2.3 工作曲线和标准曲线选择实验初期采用配制标准曲线方法,线性和精密度良好,但在回收实验中低浓度加标回收率不能取得理想结果,线性回归方程截距多为负值(-81.356);采用工作曲线后,截距变为正值(121.534),曲线相关系数取得满意结果同时,回收率也取得满意结果,因此,采用工作曲线进行尿样中汞浓度计算。
2.4 方法线性范围及检出限结果显示,线性范围为0~10 μg/L,线性回归方程为Y=789.292x+121.534,工作曲线相关系数为0.999 6;在连续测定11次空白溶液和标准系列后,用空白溶液荧光强度值3倍标准偏差除以工作曲线的斜率得到该方法的检出限为0.01 μg/L。
2.5 精密度及回收率(表 1、2)对1.0、5.0、8.0 μg/L汞工作溶液进行7次测定,结果显示,相对标准偏差为3.71%、4.26%、2.07%(表 1);对样品进行加标回收试验,在线性范围内,对同一样品加入低、中、高3种浓度汞标准液(2、4、6 μg/L)进行汞回收试验,结果显示,加标回收率分别为100.0%、100.7%、107.8%。
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表 1 汞原子荧光测定法精密度实验(荧光强度IF) |
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表 2 汞原子荧光测定法回收率实验 |
根据上述最优实验条件对98名职业汞接触者进行尿汞含量测定,结果显示,职业汞接触者尿汞含量范围为2.05~15.03 μg/g肌酐;参照正常人尿汞肌酐校准值(4 μg/g肌酐[8])判定,43.88%(43/98)职业汞接触者尿汞水平超过正常值,随着接触年限升高,职业汞接触者尿汞中位数呈上升趋势。
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表 3 职业汞接触者尿汞测定值(μg/g肌酐) |
由于汞元素易挥发、稳定性低且生物样品不易被消解完全,以往采用酸湿式消解法,处理时间长,所用试剂消耗量大,回收率低且不稳定。而微波消解法可在较短时间内使样品消解完全,且密封性好,能有效防止元素的挥发和损失[9, 10]。本方法采用硝酸做载液,消解后无需赶酸,可缩短实验时长,有效提高回收率[11]。大多数原子荧光法测尿汞的过程中硼氢化钾浓度均在20 g/L左右,而本方法降到0.5 g/L,在充分考虑其反应原理基础上,满足实验所需硼氢化钾用量,将试剂用量降到最低。本研究结果显示,尿汞测定采用标准曲线法时,虽精密度和线性相关系数良好,但回收率和准确度较差(标准曲线截距为负值);可能与生物样品前处理比较复杂,过程中存在汞损失有关。故本研究采用工作曲线,在保持方法精密度和线性相关系数良好前提下,方法回收率和准确度也取得了满意结果。本研究结果还显示,职业接触者尿汞水平均较正常人高;随着接触年限增加,尿汞中位数呈上升趋势。与已有研究[12, 13, 14]结果一致。应针对职业接触者进行职业危害因素知识宣教,增强职业接触者卫生防护意识,防止职业接触者发生汞致健康损害。
综上所述,微波消解—原子荧光法测定尿汞,具有灵敏度高,线性范围宽,操作简单,基体干扰少等特点,适合职业接触者尿汞水平检测。
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2015, Vol. 31
