流動注射化學發光法在重金屬檢測中的應用

劉 楊，林詩詩

（遵義師范學院 化學系，貴州 遵義 563000）

流動注射化學發光法在重金屬檢測中的應用

劉 楊，林詩詩

（遵義師范學院 化學系，貴州 遵義 563000）

流動注射化學發光分析法（FIA-CL）作為一種分析速度快、靈敏度高、線性范圍寬、操作簡單的分析方法，迅速發展并滲透到各個研究領域，應用越來越廣泛.本文對流動注射化學發光法在重金屬檢測中的研究應用情況進行了詳細闡述，并作了展望.

流動注射；化學發光；重金屬

1 前言

化學上根據金屬的密度將金屬分為重金屬和輕金屬，常把密度大于5g/cm3的金屬稱作重金屬，如汞、鉛、鎘、錫、鉻、砷、金、銀、錳等大約 45 種.重金屬超過一定濃度會對人體產生危害.對人體危害最大的有汞、鉛、鎘、鉻等毒性顯著的重金屬；還有具有一定毒性的一般重金屬，當其濃度達到一定量時會對人體產生影響，如鐵、鋅、錳、鎳等.重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，隨著人類工商業的發展以及對重金屬的開采、加工、商業制造等活動的日益增多，造成重金屬進入水、土壤、大氣環境中，重金屬不易被分解，以各種化學形態存在進入生態系統后不斷地積累、遷移，引起嚴重的環境污染[1].

目前在重金屬的檢測中，有傳統的原子吸收分光光度法[2,3]、電感耦合等離子體質譜法[4-6]、原子吸收法[7-9]等方法，但這些方法中存在儀器設備復雜、價格昂貴、運行費用高等缺點，甚至有些需要比較復雜的前處理過程，因此在檢測時受到很大限制.隨著計算機的發展，儀器的自動化程度和靈敏度不斷提高，楊秋清[10]等對近年來流動注射化學發光分析技術的應用進行了歸納和論述.該分析方法具有分析速度快、精確度高、操作簡單、易實現自動化等優點，因此在環境水質重金屬檢測中的應用范圍日益廣泛.本文從重金屬的毒性方面入手，對流動注射化學發光法檢測重金屬的應用研究情況進行評述.

2 流動注射化學發光分析法在重金屬檢測中的應用

2.1 在毒性顯著的重金屬方面的應用

對人體危害最大的重金屬有汞、鉛、鎘、鉻等，以及類金屬砷.

汞食入后直接沉入肝臟，對大腦神精視力破壞極大.每升天然水中含0.01毫克汞，就會強烈中毒.有人曾用抑制化學發光法來測定Hg，李衛華[11]等基于Hg(Ⅱ)置換Fe(Ⅱ)-EDTA配合物中的Fe(Ⅱ)，置換出的Fe(Ⅱ)在魯米諾-溶解氧體系中產生化學發光，提出了置換偶合反應，流動注射化學發光法直接測定痕量Hg(Ⅱ)的新方法，與傳統的方法比較具有更低的檢出限和更高的靈敏度.此方法用于工業廢水中汞的測定，結果令人滿意.

鉛是不能被降解的重金屬，能傷害人體的腦細胞，致癌致突變等.高智席[12]等基于Pb(Ⅱ）能置換出Fe(Ⅱ)-EDTA絡合物中的Fe(Ⅱ)和魯米諾-羅丹明B-Fe(Ⅱ)產生化學發光的反應，建立了簡易、快速測定土壤中鉛的置換偶合反應流動注射化學發光增敏法.該法適用于土壤中鉛的測定，在優化的實驗條件下，結果令人滿意.

攝入過多鎘會破壞骨鈣，引起腎功能失調；導致高血壓，引起心腦血管等疾病.馮媛媛[13]等在堿性條件下，根據Cd(Ⅱ)離子對H2O2-鈣黃綠素化學發光體系有較強的抑制作用的現象，結合流動注射分析技術，建立了定量測定Cd(Ⅱ)的新方法.該法應用于兩種土壤樣品的測定，加標回收率分別為97.2%和101.8%.

鉻會造成四肢麻木，精神異常等癥狀.郁翠華[14]等基于在堿性介質中，Cr(Ⅲ)—羅丹明B—H2O2的化學發光，建立了流動注射化學發光測定廢水中微量Cr(Ⅲ)的方法.并且將本法與二苯碳酰二肼分光光度法測定樣品中Cr(Ⅲ)含量的值進行了比較，結果滿意.此外，崔英[15]等在酸性條件下，鉻(Ⅵ)對溴酸鉀—魯米諾化學發光體系具有增敏作用，結合流動注射技術，建立了一種測定鉻(Ⅵ)的新方法.

砷是對人體有害的劇毒元素，砷會使皮膚色素沉著，導致異常角質化.在環境中，砷主要以As(Ⅴ)和 As(Ⅲ)的形式存在，As(Ⅲ)的毒性更大.蔣海龍[16]等借助雜多酸—Luminol化學發光體系采用流動注射技術建立了測定砷的新方法：用AgNO3溶液吸收氫化物發生法產生的砷化氫氣體，使吸收液中的As(Ⅲ)在一定條件與鉬酸銨反應, 利用As(Ⅴ)—鉬酸銨—Luminol體系產生的化學發光測定砷含量，與已報道的分立取樣式化學發光法比較，該法具有精密度好，自動化程度高、易于實現在線測定的特點.

表1為部分流動注射化學發光法測定毒性顯著重金屬的研究情況.

表1 流動注射化學發光法測定毒性顯著重金屬

2.2 在其它重金屬方面的應用

不是所有的重金屬都是有毒的，如鐵、鎳、銅、鋅、錳等重金屬是生命活動所必需的微量元素，只有在它們超過一定濃度時會對人體產生毒性作用.流動注射化學發光法因其多重優勢，在檢測環境樣品中重金屬元素的應用方面也越來越廣泛.

鐵是地殼中含量較高的元素，且痕量的鐵元素對人體具有重要的生理作用：鐵是構成血紅蛋白的主要成分之一，缺鐵可引起缺鐵性貧血.李淮芬[21]等基于在甲醛存在下，根據高錳酸鉀與Fe(Ⅱ)在酸性條件下發生化學發光反應，建立了流動注射化學發光法測定Fe(Ⅱ)的分析方法，并用于不同水樣中全鐵量的測定，結果令人滿意.

銅也是動植物所必需的微量元素，人體缺銅會造成貧血，腹瀉等癥狀，但過量的銅對人和動植物都有害.胡涌剛[22]等基于Cu(Ⅱ)與貯備鐵氰化鉀和魯米諾在堿性介質中產生化學發光的原理，建立了一種新的測定痕量銅的方法，該法不僅靈敏度高，而且環保，并成功應用于環境樣品中痕量銅的定量分析.

錳也是人體不可缺少的一種微量元素，缺Mn可導致骨質疏松等癥狀，攝入過量亦會對人體產生危害.王學鋒[23]等根據在酸性介質中，溴酸鉀氧化魯米諾發生化學發光，Mn(Ⅱ)對該體系的化學發光有增強作用，結合流動注射技術，建立一種簡便、快速測定錳的新方法.

另外，李煥[24]等采用反相流動注射化學發光分析法，用蒽綠-H2O2-Ni(Ⅱ)發光體系測定水中Ni(Ⅱ)的含量，克服了僅用化學分析法對鎳進行定量分析在靈敏度和選擇性方面的不理想.該方法用于水樣的分析，結果令人滿意.

流動注射化學發光法檢測重金屬元素的部分分析見表2.

3 展望

表2 其它重金屬元素的流動注射化學發光分析

流動注射化學發光分析法（FIA-CL）的應用范圍不斷擴大，流動注射和化學發光技術的聯用仍然具有發展潛力，由于其分析速度快、靈敏度高、線性范圍寬、操作簡單、易實現自動化等特點，不僅在環境中重金屬檢測方面有很大的發展空間，在礦物分析、藥物化學、醫學臨床等領域的應用也更加廣泛.隨著科技的不斷進步，儀器的不斷改進，FIA-CL技術的靈敏度和選擇性也將不斷提高，向著更加微型化、自動化的方向發展.

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1673-260X（2012）02-0018-03