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上海斯邁歐分析儀器有限公司
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使用 HPLC-ICP-MS測定水和土壤中的甲基汞 應用
2024-9-3 閱讀(45)
本應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譜 (ICP-MS) 聯用系統。汞的化學形態不同毒性不同，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 受關注。整個生態系統中，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 化學形式具有顯著不同的性質 [1]。汞的 毒性高度依賴于其化學形式，無機汞和有機汞毒性不 同。甲基汞 (MeHg) 是環境和生物材料中最常見到的 有機汞化合物，也是毒性最大的，而乙基汞 (EtHg)和苯基汞則在環境中很罕見。MeHg 的毒性比無機汞 化合物的毒性要強 10- 100 倍 [2, 3]，接觸一定量 的 MeHg 就會導致神經疾病 [4]。因為具有較高的脂 溶性，所以 MeHg 可以透過血腦屏障并且易于擴散入 細胞膜 [5]。由于胎兒的大腦處于快速發育期，因此 極易受到傷害。汞的主要來源是發電和其它工業活動 的廢氣排放。一旦進入環境，生物活動通常會將汞甲 基化為 MeHg，有時也會生成二甲基汞。魚類和其他 海產品是人攝入 MeHg 的主要來源，所以孕婦應控制 某些魚類的攝入量。最近，FAO/WHO 食品添加劑聯 合專家委員會 (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。
“中國城鎮污水處理廠污染物排放標準 (GB 18918- 2002)"規定 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境樣品中的總汞含量，但是同 時測定無機汞和有機汞卻并非易事。這是因為通常 MeHg 的濃度遠低于無機汞。常用的汞形態分析方 法是結合汞特異性檢測器（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 進行預濃縮步驟，因為目標物檢測限經常低于所用檢 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，但富集過程很復雜 • 不是汞元素特異性的檢測方法 • 易受干擾，從而導致假陽性結果或者低回收率 本研究的目的是通過將 HPLC 與 ICP- MS 聯用，開發 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。HPLC 和 ICP- MS 的操 作參數在表 2a 和 2b 中列出。
穩定性與靈敏度 為了監測儀器的穩定性，向甲醇洗脫液中加入 1.0 µg/L 鉍 (Bi) 作為內標 (ISTD)。通過優化 Bi 信 號而調試 7500a，獲得最高的靈敏度。在 10 個小時 的測試中，內標的 RSD 小于 5%。因為漂移降至低，所以無需進行內標校正。實際分析中不使用 Bi 或任何其它內標。 HPLC 色譜柱 為了得到最佳結果，用泵以 0.4 mL/分鐘抽入 HPLC 級甲醇至少 2 小時來對
HPLC 色譜柱（ZORBAX Eclipse XDB-C18，2.1 mm 內徑 × 50 mm，5 µm） 進行預調，然后抽入洗脫液（流速相同）至少半小時 進行調節。如果沒有這個調節過程，系統中的污染物 將影響無機汞，使回收率明顯降低或出現峰分裂。
結果與討論 使用標準溶液進行色譜分離 使用表 2a 和表 2b 中所述的操作條件，將混合了汞 化合物標準品的純水溶液注入 HPLC。得到的總離子 色譜 (TIC) 表明目標物分離良好。見圖 2。
