水源切换条件下管网管垢稳定性和水质腐蚀性判定指标探讨

第21卷第1期分析测试学报Vol.21No.12002年1月FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)Jan.2002综述汞形态分析中的前处理技术何滨,江桂斌(中国科学院生态环境研究中心环境分析化学与生态毒理学开放实验室,北京100085)摘要:对近二十年来汞的分离富集技术进行了回顾,并对不同基体样品的分离富集方法进行了总结。关键词:汞;前处理;分离;富集中图分类号:O614.243文献标识码:A文章编号:1004-4957(2002)01-0089-06自然和人类活动导致大量的汞进入大气、水圈和生物圈,随着汞在各种环境中的循环,其化学形态也在不断转化。虽然在环境和生物样品中汞的形态不很复杂,但由于样品基体的复杂性及汞化合物的毒性,使得汞的形态分析越来越受到人们的重视。由于样品中汞的浓度一般较低,在进行形态分析前对样品进行分离富集是必不可少的。形态分析最理想的方法是对样品中待研究的形态进行“原位”分析,即尽量避免对样品进行任何形式的预处理,以保持待研究形态的原始特性不变。但到目前为止,由于缺少高灵敏的选择性检测技术,还不能解决实际样品中的直接“原位”形态分析问题,在进行最后的形态测定前还需要对样品进行富集、分离等预处理。1汞化合物的萃取富集方法从环境样品中萃取富集汞化合物的技术大致可以分为以下6种。1.1酸解溶剂萃取这种萃取技术以20世纪60年代Westoo[1]提出的在HCl介质中用苯从鱼肉中萃取甲基汞为代表,这一萃取过程需要分几次进行才能得到纯净的甲基汞苯溶液。在此基础上Padberg[2]和Bulska[3]分别在HCl中加入了NaCl,Rezende等[4]在HCl中加入了KBr,而Lansen等[5]则向HCl中加入碘乙酸,再用苯[6]、甲苯[7]、氯仿[4]或二氯甲烷[8]等有机溶剂连续萃取,可从样品中选择性地萃取甲基汞。试验表明,当甲基汞的含量低于0.5ng/L时,苯不能达到完全萃取[9],用半胱氨酸或硫代硫酸钠从苯或甲苯萃取剂中反萃取,可富集汞的化合物[1,10]。但用微波等离子体原子发射光谱(MIP-AES)测定时,甲苯萃取剂会导致背景值的增加[11]。研究认为,加入络合剂有助于提高氯仿萃取甲基汞的萃取率[4],而加入HgCl2[12]或CuCl2[13]可将固体样品中的甲基汞与复合的—SH基团分离。1.2碱消化萃取KOH-甲醇[8,14]和NaOH-半胱氨酸溶液[15]均可将甲基汞从底泥中萃取出来,而不破坏其Hg—C键。但与酸相比,由于不易获得较纯的碱溶液,碱萃取法易导致样品的沾污。此外,碱消化萃取法还会导致样品基体中的有机物、硫化物或有色金属离子与汞化合物的共萃取,给后续的预富集、分离和测定带来严重的干扰[13]。1.3酸挥发预富集这是一种将待测的汞化合物形态转化成挥发性的衍生物,从而避免用有机溶剂萃取的分离富集方法[5,13]。将均化的固体样品溶于含过量NaCl的稀H2SO4中,用150℃的空气或氮气流蒸馏是分离Hg(Ⅱ)和甲基汞的有效方法。所形成的CH3HgCl被蒸馏出来并收集于一密闭试管中,经水冷后储存于黑暗之处以防甲基汞的降解,然后再用原子光谱检测器测定[16]。目前尚无人将这3种萃取方法对同一样品的萃取率进行比较。Horvat等[13]研究了这3种萃取方法对两种底泥参考物的萃取效率,他们发现,在145℃条件下,用60mL/min的氮气流从含KI的8收稿日期:2001-03-14;修回日期:2001-07-11基金项目:国家自然科学基金资助项目(29825114)作者简介:何滨(1967-),女,湖南桃源人,副研究员;江桂斌,联系人.mol/LH2SO4中蒸馏甲基汞是从底泥中分离富集这一形态汞的简便方法。他们还比较了有机溶剂萃取和蒸馏法从水样中萃取甲基汞的方法,认为蒸馏法能更有效地定量萃取甲基汞且回收率较高[17]。然而,Cai等[18]发现,由于水和底泥样品基体中有机物质的存在,用蒸馏法萃取时会额外生成MeHg+,且生成的MeHg+的量与样品中有机物的类型及含量有关。Horvat等[13]还提出可将MeHg+乙基化,值得注意的是样品中的硫化物对乙基化反应存在严重干扰,而且如果样品中无机汞含量较高,乙基化试剂可诱导无机汞生成甲基汞[14]。HCl一般不能用于蒸馏萃取MeHg+,因它不能使MeHg+完全从底泥中释放出来。此外,汞的萃取回收率还取决于底泥中总有机碳和硫化物的含量[19]。1.4固相萃取(SPE)法SPE也可用于分离富集汞化合物。Lee和Mowrer[9]用巯基棉纤维填料作吸附剂将水溶液中的甲基汞吸附到微柱上,用2mol/LHCl洗脱后经苯萃取,最后用GC-ECD检测。Jian和Mena等人[20]直接用巯基棉微柱进行野外采样,从水样中