ICPMS用于海洋和中藥材中重金屬元素及其汞砷形態(tài)分析的研究.pdf

1、砷、汞、鎘、鉛等有毒重金屬元素超標(biāo)一直是危害人類健康的嚴(yán)重問題。砷、汞、鎘、鉛等的化合物進(jìn)入人體后積蓄且不易排出體外，對人類造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等多方面器官造成嚴(yán)重?fù)p害。同時，環(huán)境科學(xué)與生命科學(xué)中的元素行為效應(yīng)并不僅僅取決于該元素的總量，特定的元素只有在特定的濃度范圍和一定的存在形態(tài)下才能對生命系統(tǒng)和生物體產(chǎn)生有害作用。例如：甲基汞比無機(jī)汞的毒性更大，有機(jī)錫有毒性，而無機(jī)錫沒有；形態(tài)越復(fù)雜的有機(jī)砷，毒性越弱，而無機(jī)砷的

2、毒性則很大。因此，鑒別并能準(zhǔn)確測定海產(chǎn)品及環(huán)境中元素的化學(xué)形態(tài)對評價有毒重金屬元素對人體的危害，具有更重要的意義。 電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的具有靈敏度高、精密度好、檢出限低、多元素同時檢測的分析特性，被廣泛用于不同類型樣品中痕量元素的分析研究。本文利用ICPMS以及HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)對海洋沉積物、海產(chǎn)品和中藥材中的重金屬元素及汞砷形態(tài)進(jìn)行了分析?，F(xiàn)將本文主要研究成果總結(jié)如下：

3、 1．比較了王水回流、微波消解、密閉容器消解三種不同方法消解沉積物樣品的效果，結(jié)果表明消解效果有較大差異：王水回流不能將樣品消解完全，而密閉容器消解和微波消解基本能將樣品消解完全，但微波消解效果更好。建立了ICP-MS法同時測定12種重金屬元素的分析方法，并用于南黃海16個站位點沉積物樣品的重金屬含量測定，發(fā)現(xiàn)不同重金屬分布具有一定的區(qū)域性特點。該方法首次用于我國南黃海傾廢專項調(diào)查，其結(jié)果可為海洋污染源的確認(rèn)提供科學(xué)信息。

4、 2．海洋環(huán)境(如海洋沉積物、海產(chǎn)品等)中特定污染元素如汞在環(huán)境中具有蓄積和生物可利用性，其毒性和生物蓄積作用很大程度上依賴于其存在的化學(xué)形態(tài)，雖然在環(huán)境和生物樣品中汞的形態(tài)不很復(fù)雜，但由于樣品基體的復(fù)雜性及汞化合物的毒性，使得汞的形態(tài)分析越來越受到人們的重視，也受到科研工作者越來越多的關(guān)注。本論文利用3種不同的汞化學(xué)形態(tài)提取方法，并結(jié)合HPLC的高效分離選擇性，建立了HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)對三種汞形態(tài)(甲基汞、無機(jī)汞、乙

5、基汞)的分析方法，8min內(nèi)能實現(xiàn)三種汞化學(xué)形態(tài)的快速分離檢測，并成功用于南黃海沉積物樣品中汞化學(xué)形態(tài)的分析，結(jié)果令人滿意。為了解汞在海洋系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化、毒性及可能產(chǎn)生的環(huán)境危害提供了一種有價值的分析技術(shù)。 3．建立了微波消解-ICP-MS同時測定海產(chǎn)品中砷、鎘、汞、鉛四種有害重金屬元素的分析方法，其各元素相關(guān)系數(shù)均在0.9999以上，檢出限分別為11.3μg/L、0.2μg/L、0.8μg/L、0.2μg/L，能滿足海產(chǎn)品中

6、有毒有害重金屬元素的分析要求。利用該法對南黃海7個及其他海域29個海產(chǎn)品的重金屬元素進(jìn)行了分析測定，發(fā)現(xiàn)有多個樣品出現(xiàn)不同程度的超標(biāo)問題，個別海產(chǎn)品，如花螺中砷含量高達(dá)45.62mg/kg。 進(jìn)一步比較了酸堿兩種方法對海產(chǎn)品中汞形態(tài)的提取效率，在第二章所建汞化學(xué)形態(tài)分析方法基礎(chǔ)上，用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)分析測定了海產(chǎn)品中的汞化學(xué)形態(tài)。研究結(jié)果表明海產(chǎn)品存在的汞化學(xué)形態(tài)以毒性很大的甲基汞為主，蝦(HHO9)和蝦(HHO

7、2)的MeHg/HgT分別高達(dá)83.5％和94.2％。此法可為我國海產(chǎn)品中有毒有害重金屬元素汞的限量規(guī)范修改及海產(chǎn)品安全控制提供了一個科學(xué)評價方法，具有重要意義。 4．中藥材中微量元素的形態(tài)分析是當(dāng)代醫(yī)藥研究和生命科學(xué)中的一重要課題。進(jìn)行中藥材中元素砷所存在化學(xué)形態(tài)的分析可為其毒理研究及安全評價提供一定的科學(xué)依據(jù)。中藥材成分復(fù)雜，分析難度較高，本章利用微波消解/ICP-MS測定了24種中藥材中的銅砷鎘汞鉛等5種有害重金屬元素含

8、量，結(jié)果表明中藥材中有害重金屬元素含量超標(biāo)問題嚴(yán)重，必須在生產(chǎn)過程中予以重視。另外，建立了HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)對6種不同形態(tài)的砷化合物(As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、DMA、MMA、AsB和AsC)的分析方法，并用于6種中藥材樣品中砷化學(xué)形態(tài)的分析。實驗發(fā)現(xiàn)中藥材中砷存在的主要化學(xué)形態(tài)是無機(jī)砷形態(tài)As(V)、As(Ⅲ)，而動物藥材中還存在微量的AsB。此法主要優(yōu)點在于簡便快速、測定靈敏度高、檢測限低、線性范圍寬等，適于中藥材質(zhì)量控制