固相萃取在分析水環(huán)境中汞元素形態(tài)的應(yīng)用

史震宇++王婕

摘 要：水環(huán)境中的汞毒性很大，不同形態(tài)的汞毒性不同，測定汞總量不能揭示汞的毒性，需要進(jìn)行汞形態(tài)分析的研究。該文介紹了近年來了固相萃取技術(shù)在水環(huán)境中汞形態(tài)分析中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汞 固相萃取 形態(tài)分析 綜述

中圖分類號：O657.33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（b）-0070-02

汞形態(tài)分析已成為元素形態(tài)分析的熱點(diǎn)，其中樣品前處理是整個(gè)分析過程中的重要環(huán)節(jié)，直接影響檢測的效率和準(zhǔn)確度，因此越來越受到分析工作者的重視。在環(huán)境樣品中汞的各形態(tài)含量一般在痕量或者超痕量水平，樣品基質(zhì)復(fù)雜，并且在環(huán)境中以多種形態(tài)存在，各化學(xué)形態(tài)之間處于動態(tài)平衡，在分析過程中還需考慮保持化學(xué)形態(tài)的守恒，這對樣品前處理技術(shù)提出了很高的要求。固相萃取（solid phase extraction，SPE）是一種基于液固分離萃取的試樣前處理技術(shù)。與液液萃取等傳統(tǒng)的分離富集技術(shù)相比，固相萃取具有高的回收率和富集倍數(shù)、消耗有機(jī)溶劑量少、無相分離操作、操作簡單快速、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，已被各個(gè)環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室中廣泛應(yīng)用[1，2]。用于汞形態(tài)分離富集的固相萃取方法逐步建立，可以使形態(tài)分析速度加快、避免在分析過程中損失和沾污、保持化學(xué)形態(tài)平衡、檢測限降低[3]。該文對該技術(shù)在汞形態(tài)分析中應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1 固相萃取的一般問題

SPE是一個(gè)柱色譜分離過程。通過顆粒細(xì)小的多孔固相吸附劑選擇性地吸附水樣中的被測物質(zhì)，吸附后再用體積較小的另一種溶劑洗脫解析被測物質(zhì)，以達(dá)到分離富集的目的[4]。近年來，SPE技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展和完善，涌現(xiàn)出許多新型的固相萃取劑，作為一種樣品前處理技術(shù)，在復(fù)雜樣品分析中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了分析測定的準(zhǔn)確度和靈敏度。

SPE過程包括柱的預(yù)處理、加樣、洗去干擾物和洗脫分析物四個(gè)步驟。

（1）柱的預(yù)處理

在使用前，吸附劑必須經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚怼＝?jīng)過處理，一方面可以除去吸附劑中存在的雜質(zhì)；另一方面使固相萃取劑溶劑化，提高萃取效率和獲得大的穿透體積。

（2）加樣

用泵或其他適當(dāng)裝置以正壓推動或負(fù)壓抽吸使液體試樣以適當(dāng)流速通過固相萃取柱，在此過程中，分析物被吸附在吸附劑上。整個(gè)過程中，盡量避免SPE柱流干而進(jìn)入氣泡，影響樣品溶液與吸附劑之間的緊密接觸，影響萃取效率。

（3）洗去干擾物

洗滌的目的是為了去除吸附在SPE柱上的少量基體干擾組分。合適的洗滌液應(yīng)該既能將基體干擾組分盡可能除凈，又不會導(dǎo)致被吸附的分析物流失。一般選擇合適的中等強(qiáng)度的混合溶劑。

（4）洗脫分析物的收集

選用一個(gè)強(qiáng)度稍大一些的洗脫液，將分析物完全洗脫并收集在最小體積的洗脫液中，同時(shí)使比分析物更強(qiáng)保留的雜質(zhì)盡可能多地保留在SPE柱。在洗脫劑的選擇時(shí)，還應(yīng)選擇無毒性或低毒性，并能與后續(xù)的儀器測定相匹配的。

2 固相萃取在汞元素形態(tài)分析中的應(yīng)用

汞在自然界中分布很廣，主要以無機(jī)汞、甲基汞和乙基汞等形態(tài)存在。水環(huán)境中汞的含量極低但毒性很大，并且水環(huán)境中不同形態(tài)的汞毒性不同，甲基汞的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無機(jī)汞。表1列出了近年來固相萃取在汞元素形態(tài)分析中的應(yīng)用。

固相萃取作為痕量元素分離富集的手段，能與多種檢測技術(shù)聯(lián)用。其中冷原子吸收法[6，10，11]可方便地進(jìn)行10-9g/g（或10-9kg/L）級汞的分析，極大地提高了測定的靈敏度，成為SPE后續(xù)最常用的測定儀器。而以HPLC在線分離汞的各形態(tài)，輔以UV-Vis[6]、ICP-MS[8]、IT-MS[9]等作為檢測器，能快速準(zhǔn)確測定汞的各形態(tài)，將成為未來研究的趨勢。P.Houserov等[9]以吡咯烷二硫代氨基甲酸銨改性的C18柱作為固相萃取柱，富集水樣4種汞的形態(tài)用甲醇（0.3 mL）溶液洗脫后，以HPLC-IT-MS法測定，富集倍數(shù)2500，汞的各形態(tài)檢出限能降低到pg級水平，RSD為4.2%～5.5%，方法成功應(yīng)用于實(shí)際水樣的測定。

3 展望

汞因其特有的毒性存在形式使汞形態(tài)分析研究成為了一個(gè)重點(diǎn)的研究方向。目前，固相萃取技術(shù)已日益成熟，已成功應(yīng)用于環(huán)境分析領(lǐng)域。進(jìn)一步推動固相萃取技術(shù)在汞元素形態(tài)分析中的應(yīng)用，將來可朝以下幾方面發(fā)展：（1）研究SPE技術(shù)與各種分析儀器的在線聯(lián)用技術(shù)，避免樣品損失以及人為因素干擾，實(shí)現(xiàn)對樣品的全自動化測定，提高靈敏度和重現(xiàn)性。（2）繼續(xù)發(fā)展新型柱體材料和固定相，應(yīng)多集中在高選擇性和高通用性上，以降低基體效應(yīng)，消除干擾，提高萃取回收率和測定的準(zhǔn)確度。

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