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使用 HPLC-ICP-MS測定水和土壤中的甲基汞 應(yīng)用
閱讀：280 發(fā)布時(shí)間：2024-9-3本應(yīng)用摘要描述了用于分離和測定甲基汞和乙基汞的方法，該 方法基于高效液相色譜 (HPLC)/電感耦合等離子體質(zhì)譜 (ICP-MS) 聯(lián)用系統(tǒng)。汞的化學(xué)形態(tài)不同毒性不同，因此將汞元素從 烷基化形式分離出即可提供重要信息，了解樣品的實(shí)際毒性。 HPLC-ICP-MS 方法可用于分析水和土壤樣品。該方法對于水 中 MeHg、EtHg 和 Hg2+ 的檢測限低于 10 ng/L，而對于土壤 樣品中的汞化合物，回收率在 80% 至 120% 之間。
前言 重金屬是天然水中最主要的污染物。在各類污染物 中，汞 (Hg) 因其毒性以及在食物鏈中可富集，尤其 受關(guān)注。整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，包括空氣、水、土壤和生 物體，都含有痕量的汞。這種痕量元素的不同物理和 化學(xué)形式具有顯著不同的性質(zhì) [1]。汞的 毒性高度依賴于其化學(xué)形式，無機(jī)汞和有機(jī)汞毒性不 同。甲基汞 (MeHg) 是環(huán)境和生物材料中最常見到的 有機(jī)汞化合物，也是毒性最大的，而乙基汞 (EtHg)和苯基汞則在環(huán)境中很罕見。MeHg 的毒性比無機(jī)汞 化合物的毒性要強(qiáng) 10- 100 倍 [2, 3]，接觸一定量 的 MeHg 就會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)疾病 [4]。因?yàn)榫哂休^高的脂 溶性，所以 MeHg 可以透過血腦屏障并且易于擴(kuò)散入 細(xì)胞膜 [5]。由于胎兒的大腦處于快速發(fā)育期，因此 極易受到傷害。汞的主要來源是發(fā)電和其它工業(yè)活動(dòng) 的廢氣排放。一旦進(jìn)入環(huán)境，生物活動(dòng)通常會(huì)將汞甲 基化為 MeHg，有時(shí)也會(huì)生成二甲基汞。魚類和其他 海產(chǎn)品是人攝入 MeHg 的主要來源，所以孕婦應(yīng)控制 某些魚類的攝入量。最近，FAO/WHO 食品添加劑聯(lián) 合專家委員會(huì) (JECFA) 建議，MeHg 的暫定每周耐 受攝入量 (PTWI) 由每周每千克體重 3.3 µg 降至每周 每千克體重 1.6 µg。見表 1。
“中國城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB 18918- 2002)"規(guī)定 MeHg 的含量水平為“檢測不到"，即低 于建議方法的檢測限 (DL) (10 ng/L)[6]。 有幾種方法可以測定環(huán)境樣品中的總汞含量，但是同 時(shí)測定無機(jī)汞和有機(jī)汞卻并非易事。這是因?yàn)橥ǔ?MeHg 的濃度遠(yuǎn)低于無機(jī)汞。常用的汞形態(tài)分析方 法是結(jié)合汞特異性檢測器（熒光、光度或其它的元素 檢測器）的氣相色譜 (GC) 或 HPLC。天然水中汞的 濃度很低，因此需要處理的樣品體積非常大。還需要 進(jìn)行預(yù)濃縮步驟，因?yàn)槟繕?biāo)物檢測限經(jīng)常低于所用檢 測器的靈敏度。
在中國，測定 MeHg 的建議方法 (GB/T14204- 93) 使 用配有電子捕獲檢測器 (ECD) 的氣相色譜。這種方 法的局限性包括 • 方法檢測限 (MDL) 為 10 ng/L，但富集過程很復(fù)雜 • 不是汞元素特異性的檢測方法 • 易受干擾，從而導(dǎo)致假陽性結(jié)果或者低回收率 本研究的目的是通過將 HPLC 與 ICP- MS 聯(lián)用，開發(fā) 一種靈敏且特異性的 MeHg 分析方法——見圖 1
儀器 Agilent 1100 HPLC 通過 Agilent HPLC-ICP- MS 接 口與 Agilent 7500a 連接。選擇 PEEK 20 µL、 100 µL 和 1000 µL 取樣環(huán)。HPLC 和 ICP- MS 的操 作參數(shù)在表 2a 和 2b 中列出。
穩(wěn)定性與靈敏度 為了監(jiān)測儀器的穩(wěn)定性，向甲醇洗脫液中加入 1.0 µg/L 鉍 (Bi) 作為內(nèi)標(biāo) (ISTD)。通過優(yōu)化 Bi 信 號而調(diào)試 7500a，獲得最高的靈敏度。在 10 個(gè)小時(shí) 的測試中，內(nèi)標(biāo)的 RSD 小于 5%。因?yàn)槠平抵?/span>低，所以無需進(jìn)行內(nèi)標(biāo)校正。實(shí)際分析中不使用 Bi 或任何其它內(nèi)標(biāo)。 HPLC 色譜柱 為了得到最佳結(jié)果，用泵以 0.4 mL/分鐘抽入 HPLC 級甲醇至少 2 小時(shí)來對
HPLC 色譜柱（ZORBAX Eclipse XDB-C18，2.1 mm 內(nèi)徑 × 50 mm，5 µm） 進(jìn)行預(yù)調(diào)，然后抽入洗脫液（流速相同）至少半小時(shí) 進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果沒有這個(gè)調(diào)節(jié)過程，系統(tǒng)中的污染物 將影響無機(jī)汞，使回收率明顯降低或出現(xiàn)峰分裂。
結(jié)果與討論 使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行色譜分離 使用表 2a 和表 2b 中所述的操作條件，將混合了汞 化合物標(biāo)準(zhǔn)品的純水溶液注入 HPLC。得到的總離子 色譜 (TIC) 表明目標(biāo)物分離良好。見圖 2。
