采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术同时检测超痕量铅和汞形态

摘要

随着经济的快速发展，重金属的使用量不断增加，与此同时，环境和生物领域重金属的污染及毒害作用也日趋严重，为此，食品和环境样品中重金属的测定技术研究成为分析化学工作者的重要研究课题之一。重金属不同的化学形态毒性差异很大，直接影响生物体的生理、毒理及环境行为。所以，对于铅和汞元素已不能仅局限于对元素总量的测定，需要开展元素形态的研究。此外，由于环境中重金属含量低且基体复杂，简便、高效、环境友好的预富集技术在金属形态分析研究中发挥着重要作用。
　　研究建立了高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱（HPLC-ICP-MS)联用快速测定四种汞形态的分析方法。以0.1％ L-半胱氨酸、2 mmoL醋酸铵水溶液和甲醇体系（pH=6.8）为流动相，采用梯度洗脱方式，在约3 min内实现了二价汞、甲基汞、乙基汞和苯基汞四种形态在反相色谱 C18柱上的完全分离，四种汞形态检出限分别为0.06μg/L、0.05μg/L、0.08μg/L和0.06μg/L，在0.5μg/L-10μg/L范围内具有良好的线性关系，相关系数均高于0.9995。用该方法对标准样品人发（GBW07601）、黄鱼（GBW08573）和金枪鱼（ERM-CE464）中的汞形态和总汞量进行测定，结果与标准参考值一致。方法成功应用于两种水样和三种鱼肉样品中汞形态的测定。两种水样汞形态的加标回收率（加标水平为0.5μg/L和5μg/L）在95%-122%之间，相对标准偏差小于5%。鱼肉样品中无机汞和甲基汞含量进行实验室间比对，结果满意。
　　研究建立了HPLC-ICP-MS联用技术同时测定四种铅形态的分析方法。以C18反相柱为分离柱，在3.5 min内采用5 mg/L的戊烷磺酸钠水溶液（pH=5）/甲醇=95/5~10/90的梯度洗脱，实现了四种铅形态：无机铅、三甲基铅、三乙基铅和三苯基铅的有效分离。无机铅形态的检出限为0.01μg/L，三种有机铅形态的检出限均为0.02μg/L。用该方法对两种水样标准样品中的铅形态进行测定，测定结果与标准参考值一致。方法成功应用于两种实际水样：河水和自来水中铅元素形态的测定，并在河水中检测到了无机铅形态。
　　在单一研究汞形态和铅形态分析的基础上，研究建立了同时测定铅和汞形态的HPLC-ICP-MS联用分析方法。以0.1%的L-半胱氨酸（pH=2.5）和甲醇为流动相，5分钟内梯度洗脱，在 C18反相柱上实现了四种铅形态和四种汞形态的同时分离。方法检出限低精密度好，铅形态检出限为0.01μg/L~0.03μg/L，汞形态检出限为0.04μg/L~0.05μg/L。将该方法应用与两种水样中铅汞形态的测定，并进行加标回收试验，回收率为86%～108%。
　　由于环境和生物样品中铅、汞元素形态含量极低，为了提高方法的应用范围，探究了浊点萃取对铅和汞形态的同时预富集，详细探讨了有机铅形态在浊点萃取过程中的分解情况，考察了萃取过程中酸度、时间、温度、螯合剂用量以及铅形态自身浓度对分解的影响。由于有机铅分解情况的存在，本文仅完成了四种铅形态和两种汞形态同时浊点萃取 HPLC-ICP-MS的定性分析，成功实现了六种形态的基线分离，对此方法的定量分析及实际应用有待进一步研究。

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引言

1 绪论

1.1 铅和汞元素测定的重要性

1.2元素的形态分析

1.3预富集方法

1.4课题研究背景

1.5本工作的设想及工作内容

2高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术同时测定水样和生物样品中的四种汞形态

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4小结

3高效液相色谱-等离子体质谱法快速测定水样中的四种铅形态

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4小结

4基于HPLC-ICP-MS同时测定八种铅和汞形态

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4小结

5浊点萃取HPLC-ICP-MS同时测定四种铅和两种汞形态

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4小结

6结论与展望

参考文献

附录 英文缩写

在学研究成果

致谢