 |
上海斯邁歐分析儀器有限公司
主營產(chǎn)品： 氣相色譜、液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用儀、液質(zhì)聯(lián)用儀、原子吸收光譜儀、紫外分光光度計(jì) |
4
聯(lián)系電話
18602175640
離子色譜ICP-MS 分析天然水中的鉻
2025-4-30 閱讀(6)
引言 需要檢測鉻毒性的樣品種類范圍很寬，包括飲用水、 食品以及臨床樣品(臨床樣品主要用于職業(yè)暴露評 價(jià))。不過，有毒的只是鉻的六價(jià)形式 Cr(VI) ，而三 價(jià)形式的鉻則是人體營養(yǎng)的基本元素。因此，要想確 定鉻的毒性，必須測量其 Cr(VI) ，而不是簡單的總 鉻濃度。 有兩個途徑可以解決這個問題：首先，如果測量的總 鉻濃度低于有毒的 Cr(VI) 水平，那么即使所有的鉻 都是以 Cr(VI) 存在，也有理由得出該樣品中鉻的濃 度不具有毒性。不過，這種方法對于含有高濃度 Cr(III) 的樣品來講，會導(dǎo)致大量的假陽性現(xiàn)象，因 此比較準(zhǔn)確的方法是分離后測定 Cr(VI) 本身。理想 的方法是對兩種鉻的形態(tài)分離和測定，一次分析可以 得到總鉻和有毒的 Cr(VI) 的含量。
元素的不同形態(tài)的分離和檢測通常是一個直面的挑戰(zhàn)。 而鉻的形態(tài)分析卻不尋常。這是因?yàn)樘烊粯悠?，比?nbsp;水中鉻的一般形態(tài)是 Cr(VI) 的鉻酸鹽 (CrO4 2–) 以及 Cr(III) 的鉻離子(Cr3+)。鉻酸鹽是一種陰離子，而三 價(jià)鉻離子是陽離子。所以在相同條件下，采用一種離 子交換方法是不能對這兩種離子都起作用的。還有一 個問題是在諸如水這樣的樣品中，Cr(III) 是穩(wěn)定 的氧化態(tài)，而 Cr(VI) 離子則是強(qiáng)氧化劑，在酸介質(zhì) 或有機(jī)物存在時(shí)，很容易被還原。因此，在樣品采集、 儲存和制備過程中都必須非常小心，以保證原始樣品 中鉻的形態(tài)分配在分析之前保持不變。因此，在樣品 采集、儲存和制備過程中都必須非常小心，以保證原 始樣品中鉻的形態(tài)分配在分析之前保持不變。
實(shí)驗(yàn) 本文介紹的方法采用一種優(yōu)化的樣品穩(wěn)定方法，將 樣品與 EDTA 放在 40 °C 恒溫箱中，EDTA 與 Cr(III) 形成一種絡(luò)合物，然后用一個簡單的色譜法分離 Cr(III)EDTA 絡(luò)合物和 Cr(VI)。形成 Cr(III)EDTA 絡(luò) 合物的反應(yīng)取決于保溫時(shí)間和溫度。在 60 °C 1 個小 時(shí)之內(nèi)或 40 °C 3 小時(shí)條件下，反應(yīng)。在室溫條 件下，即使放置 7 小時(shí)，反應(yīng)也不會全。 注意該方法對于天然水樣品，需要加入比較高濃度的 EDTA。因?yàn)槠渌恍╇x子，比如 Ca 和 Mg，通常在 硬質(zhì)飲用水中的濃度為 10’s 或 100’s mg/L，也會和 Cr(III) 競爭形成 EDTA 的絡(luò)合物，如 EDTA 量不夠， 導(dǎo)致 Cr(III) 的回收率隨基體偏低。
采用離子色譜 (IC) 分離 Cr 的形態(tài)，ICP-MS電感耦合等離子體質(zhì)譜 測定的 聯(lián)用技術(shù)是一種理想的分析方法。用一種簡單的、低 成本的離子色譜裝置就可以分離鉻的不同形態(tài)。ICPMS 可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)?shù)蜐舛鹊你t形態(tài)的測量，提供準(zhǔn)確 的暴露水平評價(jià)濃度，甚至可以測量天然的或背景水 平濃度的鉻。 ICP-MS 具有靈敏度，因此是許多元素很好的 檢測器。碰撞/反應(yīng)池的引入，消除了基體有關(guān)的 ArC 和 ClOH 的干擾，所以 ICP-MS 可以更為準(zhǔn)確和 靈敏的測定主同位素 52Cr。鉻形態(tài)分離所用的樣品制 備方法，色譜柱類型以及色譜條件列于表1。注意， 除了樣品用 EDTA 鈉鹽穩(wěn)定外，流動項(xiàng)中也要加入 EDTA，在分離期間穩(wěn)定 Cr(III) 的絡(luò)合物。另外，必 須將溶液調(diào)到 pH 7，以利于鉻形態(tài)的穩(wěn)定和優(yōu)化 的色譜分離。
圖 1 是本工作所用的離子色譜的結(jié)構(gòu)。注意，采用非 金屬離子色譜泵(Metrohm 818 IC 泵)傳輸流動相， 用安捷倫 7500ce ICP-MS 的可選集成樣品引入系統(tǒng) (ISIS) 填載和切換樣品環(huán)。這種結(jié)構(gòu)維持高精密度和 較高的 IC 泵壓力，比完整的 IC 或 HPLC 系統(tǒng)更為 簡單且成本低。因?yàn)槌?nbsp;ICP-MS 項(xiàng)系統(tǒng)，只需要配 上 IC 泵模塊即可。
結(jié)果和討論 在上述條件下，用安捷倫 7500ce 的 H2 池模式去除 ArC 和 ClOH 對 52Cr 的干擾，鉻形態(tài)分析的檢出限 (DLs)<20 ng/L，見表 2。 許多有關(guān)六價(jià)鉻的國際規(guī) 范中指定的最大允許濃度是 1 µg/L，要求的檢出限是 其十分之一(100 ng/L)。本工作即使采用少至 100 µL 的進(jìn)樣體積，也還是很容易滿足這些要求的。不過， 將進(jìn)樣體積增加到 500 µL，檢出限降低到 13.2 ng/L Cr(III)，15.8 ng/L Cr(VI)。
