第5楼2006/02/25
离子色谱与原子荧光光谱联用分析汞化合物形态的研究
墨淑敏1,2,梁立娜1,蔡亚岐1*,牟世芬1,江桂斌1,温美娟2
(1.中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室,北京,100085;
2.北京科技大学化学系,北京,100083)
摘要:文章建立了高效液相色谱与原子荧光光谱联用测定汞化合物的接口平台。试验对淋洗液组分浓度、氧化剂和还原剂浓度、载气流速及紫外消解管长度等操作条件进行了优化,获得了令人满意的分析结果。在优化的分离检测条件下,20 ng/mL的汞化合物标准溶液平行7次进样分析,甲基汞、无机汞和乙基汞的色谱峰高的相对标准偏差(RSD)分别为2.0%、2.9%和2.4%。三种汞化合物的线性范围为10~1000 ng/mL,25 µL进样检测限分别为3 ng/mL、2 ng/mL、4 ng/mL。用建立的方法测定了脉红螺样品中甲基汞的含量,甲基汞和乙基汞的加标回收率分别为90%和92%。
关键词:高效液相色谱、原子荧光光谱、汞、形态分析、联用
1 引言
汞及其化合物曾大量的用于杀虫剂、杀菌剂、电气设备等工业生产中,在生产过程中排放的废水和废渣造成了环境中汞的污染。元素毒性不仅与总量有关,还与元素存在的具体形态密切相关。无机汞和甲基汞是汞的主要存在形态,甲基汞能够穿透生物膜,并通过食物链进行富集,对人和动物危害最大。因此,汞的形态分析比总量测定更重要。
气相色谱与各种检测器联用是最常用的分析汞化合物形态的方法,但不能分析难挥发、热不稳定的化合物。目前,液相色谱和多种检测器的联用技术研究日益增多。常用的检测器有紫外检测器,冷蒸气发生-原子吸收光谱检测器[1~4],原子发射光谱检测器[5],电化学检测器[6]等,但方法灵敏度不高,不能满足环境样品中痕量分析的要求。电感耦合等离子体-质谱法灵敏度较高[7~9],然而昂贵的设备及运行费用限制了该方法的应用。原子荧光光谱具有灵敏度高、线性范围宽、价格便宜、检测限低等优点,在元素分析方面具有很大优势,目前主要用于元素总量的分析[10,11],还没有商品化的液相色谱与原子荧光的联用装置。
联用技术的关键在于仪器接口部分,它必须能将有机汞化合物完全转化为无机汞进而氢化物发生实现各种形态的汞的测定。目前多采用化学氧化法、微波消解法、紫外照射法等。化学法一般加入强氧化剂,将有机汞氧化得到无机汞,但反应不充分,转化率较低,需要微波辅助消解。但微波消解装置价格昂贵,影响操作人员健康,且在操作过程中消解温度难以控制,消解管内过热的液体会产生大量蒸气,必须在微波消解后增加冰水混合物冷却装置(需定期添加冰),导致测定方法的重现性较差。
本文使用美国戴安公司的离子色谱仪和北京瑞利分析仪器有限公司的原子荧光光谱仪,旨在建立汞元素形态分析的联用装置。其接口部分的实现将采用化学法和紫外光照射促进有机汞向无机汞的转化率,并对消解部分进行温控有效的提高了测定结果的重现性。该联用装置能很好地分离测定甲基汞、无机汞和乙基汞,亦有可能推广到砷、锡、硒、锗、铅等金属和类金属元素的形态分析中。方法用于生物样品中甲基汞和乙基汞的测定,结果令人满意。