固相萃取在分析水環境中汞元素形態的應用

史震宇++王婕

摘 要：水環境中的汞毒性很大，不同形態的汞毒性不同，測定汞總量不能揭示汞的毒性，需要進行汞形態分析的研究。該文介紹了近年來了固相萃取技術在水環境中汞形態分析中的應用。

關鍵詞：汞 固相萃取 形態分析 綜述

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

汞形態分析已成為元素形態分析的熱點，其中樣品前處理是整個分析過程中的重要環節，直接影響檢測的效率和準確度，因此越來越受到分析工作者的重視。在環境樣品中汞的各形態含量一般在痕量或者超痕量水平，樣品基質復雜，并且在環境中以多種形態存在，各化學形態之間處于動態平衡，在分析過程中還需考慮保持化學形態的守恒，這對樣品前處理技術提出了很高的要求。固相萃?。╯olid phase extraction，SPE）是一種基于液固分離萃取的試樣前處理技術。與液液萃取等傳統的分離富集技術相比，固相萃取具有高的回收率和富集倍數、消耗有機溶劑量少、無相分離操作、操作簡單快速、易于實現自動化等優點，已被各個環境監測實驗室中廣泛應用[1，2]。用于汞形態分離富集的固相萃取方法逐步建立，可以使形態分析速度加快、避免在分析過程中損失和沾污、保持化學形態平衡、檢測限降低[3]。該文對該技術在汞形態分析中應用的進展進行了綜述。

1 固相萃取的一般問題

SPE是一個柱色譜分離過程。通過顆粒細小的多孔固相吸附劑選擇性地吸附水樣中的被測物質，吸附后再用體積較小的另一種溶劑洗脫解析被測物質，以達到分離富集的目的[4]。近年來，SPE技術得到了進一步發展和完善，涌現出許多新型的固相萃取劑，作為一種樣品前處理技術，在復雜樣品分析中得到了廣泛的應用，提高了分析測定的準確度和靈敏度。

SPE過程包括柱的預處理、加樣、洗去干擾物和洗脫分析物四個步驟。

（1）柱的預處理

在使用前，吸附劑必須經適當的處理。經過處理，一方面可以除去吸附劑中存在的雜質；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

用泵或其他適當裝置以正壓推動或負壓抽吸使液體試樣以適當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。整個過程中，盡量避免SPE柱流干而進入氣泡，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。合適的洗滌液應該既能將基體干擾組分盡可能除凈，又不會導致被吸附的分析物流失。一般選擇合適的中等強度的混合溶劑。

（4）洗脫分析物的收集

選用一個強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，同時使比分析物更強保留的雜質盡可能多地保留在SPE柱。在洗脫劑的選擇時，還應選擇無毒性或低毒性，并能與后續的儀器測定相匹配的。

2 固相萃取在汞元素形態分析中的應用

汞在自然界中分布很廣，主要以無機汞、甲基汞和乙基汞等形態存在。水環境中汞的含量極低但毒性很大，并且水環境中不同形態的汞毒性不同，甲基汞的毒性遠遠大于無機汞。表1列出了近年來固相萃取在汞元素形態分析中的應用。

固相萃取作為痕量元素分離富集的手段，能與多種檢測技術聯用。其中冷原子吸收法[6，10，11]可方便地進行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后續最常用的測定儀器。而以HPLC在線分離汞的各形態，輔以UV-Vis[6]、ICP-MS[8]、IT-MS[9]等作為檢測器，能快速準確測定汞的各形態，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種汞的形態用甲醇（0.3 mL）溶液洗脫后，以HPLC-IT-MS法測定，富集倍數2500，汞的各形態檢出限能降低到pg級水平，RSD為4.2%～5.5%，方法成功應用于實際水樣的測定。

3 展望

汞因其特有的毒性存在形式使汞形態分析研究成為了一個重點的研究方向。目前，固相萃取技術已日益成熟，已成功應用于環境分析領域。進一步推動固相萃取技術在汞元素形態分析中的應用，將來可朝以下幾方面發展：（1）研究SPE技術與各種分析儀器的在線聯用技術，避免樣品損失以及人為因素干擾，實現對樣品的全自動化測定，提高靈敏度和重現性。（2）繼續發展新型柱體材料和固定相，應多集中在高選擇性和高通用性上，以降低基體效應，消除干擾，提高萃取回收率和測定的準確度。

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