[发明专利]基于HPLC-ICP-MS联用技术的环境水体中不同砷形态的检测

说明书

本发明提供一种基于HPLC‑ICP‑MS联用的环境水体中不同砷形态的检测方法，具体步骤为：(1)混合标准溶液的配置：以流动相L‑半胱氨酸为溶剂配置砷混合标准溶液；(2)标准曲线的绘制：取步骤(1)制备的混合标准溶液，利用HPLC‑ICP‑MS测定砷形态的浓度，根据混合标准溶液中砷形态浓度及对应的信号强度，绘制砷形态的标准曲线；(3)样品前处理：在采样之前须将待测水样经过0.45μm滤膜，加入KOH溶液，并在采样后存放在4℃低温条件下，实验时，量取待测样品至离心管中，加入流动相作为待测样品溶液，同时做空白试验；(4)样品检测：利用HPLC‑ICP‑MS测定分析待测样品溶液中砷形态的浓度，根据计算获得的信号强度的相对标准偏差RSD和砷形态各自的标准曲线，计算分析待测样品中砷形态各自的浓度值。

技术领域

本发明涉及一种环境水体中不同砷形态的检测方法，特别是基于HPLC-ICP-MS联用的环境水体不同砷形态的检测方法，属于水质环境监测领域。

背景技术

我国一些地区水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出，影响和损害群众健康，不利于经济社会持续发展。随着环境科学、生物医学等学科的发展，许多学者认识到重金属的生物可给性、毒性及其在环境中的化学活性和再迁移性不仅与重金属的总量有关，在更大程度上是由其形态决定的，不同的形态产生不同的环境效应。特定的元素具有在特定的浓度范围和一定的存在形态时才能对生命系统和生物体发挥作用。依据国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)定义：元素的形态是该元素在不同种类化合物中的表现或分布：形态分析是样品中元素的一个或多个化学形态的定性和定量分析活动。元素形态分析需要用现代分析技术对环境、生化样品中的元素形态进行原位、在线、微区和瞬时的高灵敏度和高分辨率的综合分析，单一的仪器或技术很难完成，采用联用技术是现代分析科学的重要研究手段。自1980年由Hirschfeld首次提出联用技术以来，联用手段迅速发展，元素形态分析可以通过各种联用技术实现。

砷及其化合物有强烈的毒性和致癌性，然而现阶段采用的以测定总砷含量来表明砷暴露水平或者对环境、生态的影响是欠科学的。一般来说，无机砷的毒性大于有机砷，其毒性顺序为：AsH₃>As(Ⅲ)>As(V)>一甲基胂酸>二甲基胂酸，而砷胆碱和砷甜菜碱常被认为是无毒的。砷在体内的代谢过程一般为：As(Ⅲ)→As(V)→MMA→DMA，然后以尿液排出，而AsB在体内不经任何转变即可排出，这说明As(Ⅲ)→DMA是主要的去毒过程。主要砷化物的半致死量LD(mg/kg)分别为：As₂O₃：34.5；亚砷酸盐As(Ⅲ)：14；砷酸盐As(V)：20；MMA：700-1800；DMA：700-2600；AsB>10000；AsC：6500。这些数据表明，砷的各种不同的化学存在形态具有显著不同的物理及化学性质，砷与有机基团结合越多，毒性越小。砷的毒性、致癌性、迁移性质和生物效应均取决于它的化学形态。因此，对砷的各种存在形态进行定性定量的分析测定是十分必要的。

由于环境样品中各形态砷化合物的含量很低且结构复杂，因此采用灵敏度高的检测器是成功的关键。可用于砷化合物检测的方法很多，例如比色法、X射线荧光法、伏安法、原子吸收法(AAS)、原子发射法(AES)、原子荧光法(AFS)以及电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等。在现有联用技术基础上，本发明对HPLC与ICP-MS联用技术的检测条件进一步优化，完成了联用触发线、进样系统接口的制作和联用软件的调试，实现了对不同形态砷的检测。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种基于HPLC-ICP-MS联用的环境水体中不同砷形态的检测方法，其中所述不同砷形态为三价砷As(Ⅲ)、五价砷As(V)、甲基砷酸(MMA)和二甲基砷酸(DMA)。

进一步，所述基于HPLC-ICP-MS联用的环境水体中不同砷形态的检测方法的具体步骤为：