土壤中烷基汞检测方案(其它色谱仪)

智能文字提取功能测试中

北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司 PT-GC-AFD 检测土壤的中烷基汞 编制： 北分瑞利 摘要 [摘要]烷基汞由于生物富集的作用，其毒性远远高于无机汞。土壤、沉积物、沼泽湿地等缺氧环境是汞甲基化的主要场所。土壤在经历不同的水分条件变化时，如季节性水淹、干湿交替、污灌，可以使土壤中的汞发生甲基化作用，从而造成土壤中甲基汞的含量增加，同时并释放到水体或大气中，进而形成生物体的甲基汞暴露。 本文采用碱消解可减少前处理步骤和时间、萃取率高，且碱液可破坏甲基汞与巯基的结合。提取后的烷基汞经过四丙基硼化钠进行衍生，使用吹扫捕集-气相色谱-小型冷原子荧光检测器(PT-GC-AFD)分析土壤中的烷基汞。甲基汞、乙基汞与衍生化试剂四丙基硼化钠反应，并生成具有一定挥发性的甲基丙基汞和乙基丙基汞，经经气吹扫、Tenax 管捕集后，使用气相色谱-冷原子荧光检测器测定。与传统的巯基棉富集方式相比，本方法减少了前处理的时间和步骤，减少了有机试剂的使用。 BFRL 前言 1.1 烷基汞的危害 汞是我国重点管控的五种重金属之一，而有机汞毒性远远超过无机汞。烷基汞是主要的有机汞形态，其在自然界中含量水平较其他有机汞高，且在人类历史上造成过严重的污染事件(甲基汞，，日本水俣病)而受到全世界的广泛关注。 天然环境中的烷基汞主要来源于汞的烷基化，汞可以在生物体内进行富集，并且通过生物/非生物进行汞的甲基化作用产生，其中天然水体中的甲基汞、乙基汞主要来自然环境本身，如生物的甲基汞化过程，通过环境与生物之间互相传递，另外由于人类在工业生产以及日常生活中的废水废物也都将排放在自然水体当中，废水和废物携带的烷基汞也会进入到自然水体中。 烷基汞是目前最受关注的汞形态，其生理毒性、生物富集性、环境中的浓度水平相比较其他形态的汞更为突出。因此烷基汞的分析对于人身健康具有重要的意义，监测环境水体中烷基汞的含量迫在眉睫。 1.2 烷基汞的检测方式 目前烷基汞的检测方法主要包括气相色谱法及其联用技术、液相色谱法及其联用技术，原子荧光光谱法及其联用技术。 其中气相色谱法是我国在分析烷基汞中比较早也比较成熟的方法之一，气相色谱主要采用电子捕获检测器(ECD)进行测定。然而，使用 ECD 测定存在灵敏度低、选择性差和色谱柱反应等问题，而且ECD 只对含电负性的化合物敏感，并非直接测定汞元素，样品中如有电负性物质容易产生干扰。 与气相色谱法相比，高效液相色谱法具有精密度较高的优点、其样品回收相对比较 简单、高沸点的化合物和热不稳定化合物的分离不需经过衍生化过程等优点。但是液相色谱法的缺点也比较明显，其灵敏度低于气相色谱法，因此在针对环境水体中烷基汞的检测就收到很大限制。目前，在检测烷基汞的方法中液相色谱联用技术中 HPLC-ICP-MS 法较为常见，该技术具有前处理过程简单、仪器操作方便、灵敏度高、检出限低等优点，但采购和维护成本较高，无法匹配中小型实验室。 原子荧光光谱法因为其原理上的优势，相较于气相色谱法和液相色谱法，其对于汞的灵敏度更高、受到基质干扰程度更小、检出限更低等有点，也使原子荧光光谱法在烷基汞测定中运用最为广泛。但原子荧光检测的汞为无机汞和有机汞的总和，借助气相色谱或液相色谱的分离能力，使原子荧光与其联用就可以实现烷基汞的分离和分析。 2测试原理 利用氢氧化钾/甲醇可对土壤和沉积物样品的甲基汞进行萃取，萃取后的样品中的烷基汞经四丙基硼化钠衍生，生成挥发性的甲基丙基汞和乙基丙基汞，吹扫后被 Tenax管捕集，热脱附出来的组分经气相色谱分离，再高温裂解为汞蒸气，用冷原子荧光检测器检测。 利3 仪器设备 3.1 仪器配置 气相色谱仪(MAS-100，配毛细注样器和AFD (小型冷原子荧光检测器)) 吹扫捕集(MAS-100F)。 3.2 试剂耗材 标准溶液：氯化甲基汞、氯化乙基汞浓度为1000 ug/mL， 溶剂为甲醇(AccuStandardInc公司)； 氢氧化钾： (沪试， 500g，优级纯) 甲醇：：((沪试，500mL，优级纯) 醋酸(北京化工厂，500mL，分析纯)； 醋酸钠(国药集团化学试剂有限公司，分析纯)配制为醋酸一醋酸钠缓冲溶液使其浓度为 4mol/L； 衍生化试剂：：四丙基硼化钠 (LGC Standard， 98.0%)溶解至 20g/L的氢氧化钾水 溶液中使其浓度为 10g/L。 4 测试方法 4.1 测试条件 4.1.1 气相色谱仪测试条件 载气：氩气(99.999%)，流量15mL/min，恒流模式；柱温箱升温程序：起始温度80℃，保持0.5min， 以5℃/min 升至 100℃，保持2min；ⅥI进样口温度80℃；进样方式：不分流模式； AFD 设置：灯电流25mA，负高压600V， 裂解温度950℃，补充气流量60mL/min。 4.1.2 吹扫捕集测试条件 吹扫温度：：1常温；吹扫气体：氩气(99.999%)；吹扫时间：|：15min、吹扫流量：120mL/min； 干吹时间： 1min；捕集管解析温度：250℃；解析时间：3min；解析流量：15mL/min；烘烤温度：280℃；烘烤时间：10min；烘烤流量：20mL/min。 溶解1.0g四丙基硼化钠于 100 ml 预先冷却至4℃左右的 20 g/L 的氢氧化钾溶液中，摇匀，快速分装于多个1.5 ml 带密封垫的螺口玻璃瓶中，于-18℃±2℃冷冻，该溶液可以保存6个月。临用时，取一小瓶上述试剂，待瓶内冰块融化约一半时使用。融化后的四丙基硼化钠溶液不稳定，需一次性使用。 2. 醋酸-醋酸钠缓冲溶液 c(CH3COOH-CH3COONa)=4 mol/L， pH≈6.0. 称取25.7g醋酸钠溶解于80 ml 水中，加入1.06 ml 冰醋酸用水稀释至100 ml.该溶液存放于塑料试剂瓶中，临用时，现配。 3. 25%(m/V)氢氧化钾-甲醇消解液 称量50.00g氢氧化钾至200mL甲醇中，盖紧盖子超声溶解 20min 至溶液为乳白色。 4.2.2 标准曲线的制备 取40mL棕色进样瓶6个，加入25mL水和300uL 醋酸一醋酸钠缓冲溶液，配置6 个浓度点的标准样品，使其甲基汞的含量分别为 Opg、5pg、10pg、20pg、50pg、100pg，分别在进样瓶中加入 50uL的四丙基硼化钠溶液，盖上瓶盖，放置反应 30min， 待测。 4.2.3 样品制备 称取 0.5g土壤样品，加入15mL的25%氢氧化钾-甲醇溶液于 50mL离心管中，将样品置于升温振荡器中，在60℃的温度下振荡提取 3h， 将样品冷却至室温，加入15mL水，于4000r/min 离心 2min， 取150ul上清液于40mL棕色进样瓶中，加入25mL水，300pL醋酸一醋酸钠缓冲溶液，再加50pL 四丙基硼化钠溶液，迅速密封，振荡混匀，待测。 4.3 测试结果 4.3.1 测试谱图 图1烷基汞测试谱图 表格1组分名称及保留时间 序号 中文名称 保留时间(min) 检出限/pg 甲基丙基汞 1.847 0.07 2 乙基丙基汞 2.769 0.10 3 丙基丙基汞 3.620 表格2曲线数据 组分 浓度 (ug/mL) 序号 相关系数 峰面积 5 10 20 50 100 1 甲基汞 4355640 8619510 15149146 40318147 76549082 0.999593 2 乙基汞 3397236 7069766 12482914 34515901 67310029 0.999738 4.3.2 定量及定性重复性 对10pg 浓度的样品进行重复进样6次，测试甲基汞与乙基汞的定性和定量重复性，测试结果见表3和表4，定性重复性均在1%以内，定量重复性在5%以内，基本满足要求。 表格3定性重复性测试数据 序号 保留时间(min) 组分 标准偏差 RSD (%) 1 2 3 4 5 6 平均值 1 甲基汞 1.817 1.82 1.817 1.818 1.819 1.819 1.818 0.001 0.06 2 乙基汞 2.762 2.765 2.761 2.762 2.768 2.762 2.763 0.002 0.08 表格4定量重复性测试数据 序 标准偏 RSD 峰面积(uV.s) 组分 差 (%) 号 1 2 3 4 5 6 平均值 1 甲基汞 7911025 7778490 7860576 7747301 7987041 7890929 7844881 93213 1.18 2 乙基汞 6363885 6106536 6231453 6281821 6500440 6342200 6301418 121621 1.93 4.3.1方法回收率 取空白样品，分别添加一定量的甲基汞和乙基汞混合标准溶液，形成高、中、低不同水平的加标样品，每个水平平行测定6份，按照上述步骤进行前处理，计算回收率和重复性，其他加标含量(5pg、100pg)重复性及回收率详见汇总表5. 表格5甲基汞和乙基汞的回收率和重复性 名称 加标含量 5pg 加标含量 20pg 加标含量 100pg 回收率/% 重复性/% 回收率/% 重复性/% 回收率/% 重复性/% 甲基汞 78.2 4.35 85.43 4.16 102.2 4.25 乙基汞 71.9 3.75 85.42 3.87 106.4 3.21 与标准方法相比，使用北分瑞利公司开发的配置小型原子荧光检测器的气相色谱仪检测无样品预处理，不会造成分析组分损失，方法简便、节时省力，准确度与精密度令人满意，样品分析结果稳定。 第页共页 利用氢氧化钾/甲醇可对土壤和沉积物样品的甲基汞进行萃取，萃取后的样品中的烷基汞经四丙基硼化钠衍生，生成挥发性的甲基丙基汞和乙基丙基汞，吹扫后被Tenax 管捕集，热脱附出来的组分经气相色谱分离，再高温裂解为汞蒸气，用冷原子荧光检测器检测。