復(fù)雜基體樣品中砷元素的檢測與形態(tài)分析.pdf

1、砷元素在自然界中含量較為豐富，普遍存在于人類生活的環(huán)境之中，占地殼中所有元素含量第20位，海水中第14位，人類身體中第12位。在美國、智利、孟加拉國、墨西哥、阿根廷、波蘭、加拿大、匈牙利、日本、尼泊爾、印度等國家的飲用水中均發(fā)現(xiàn)高濃度砷的存在。在中國的臺灣、新疆、內(nèi)蒙古、寧夏、吉林、青海等地區(qū)同樣面臨嚴峻的飲用水砷污染問題。急性和慢性砷中毒已經(jīng)嚴重影響人類的生存和健康。如何快速準確的檢測砷元素，已經(jīng)成為關(guān)系人類生存和健康的重要研究方向。

2、
　　砷元素以多種形態(tài)存在，并且毒性與存在形態(tài)密切相關(guān)。常見砷形態(tài)毒性大小的順序依次為:砷化氫＞As(Ⅲ)離子＞As(Ⅴ)離子＞有機胂化合物。因此，僅掌握實際樣品中砷元素的總濃度對于分析和評價砷元素的毒性與影響是不充分的，必須對實際樣品中砷元素的形態(tài)進行分析，掌握樣品中具體的砷元素形態(tài)分布。
　　目前，砷元素的檢測方法對于實現(xiàn)砷元素的實時監(jiān)測和現(xiàn)場測定均存在一定困難，其中靈敏度高的檢測儀器一般體積龐大，不便于攜帶;而體積較小

3、的檢測儀器，靈敏度又較低，有待進一步提高。另一方面，對于砷的形態(tài)分析方法來說，靈敏度較高的砷元素形態(tài)分析儀器價格昂貴，并且實際樣品中的雜質(zhì)與基體加速了形態(tài)分析儀器的損耗并產(chǎn)生嚴重干擾，導(dǎo)致靈敏度高的形態(tài)分析方法不適于常規(guī)分析和推廣使用。針對上述問題，本論文一方面以發(fā)光二極管與光電二極管等電子器件搭建簡單靈敏的砷元素檢測器，實現(xiàn)砷元素檢測裝置的微型化;另外，通過提高砷元素氫化物發(fā)生效率，從而改善現(xiàn)有砷元素形態(tài)分析手段的靈敏度，并利用固相萃

4、取方法實現(xiàn)砷元素與基體雜質(zhì)的分離，進一步提高形態(tài)分析的靈敏度并減少基體雜質(zhì)的干擾。
　　論文的第一部分介紹了砷元素的存在形式、毒性、檢測方法和形態(tài)分析現(xiàn)狀。
　　第二部分以發(fā)光二極管為光源，光電二極管為檢測器，多孔聚丙烯膜管為砷化氫氣體吸收檢測通道，構(gòu)建了氫化物蒸汽發(fā)生、I--I3-溶液吸收顯色的砷元素檢測裝置，該儀器構(gòu)造簡單、便于攜帶，適用于環(huán)境水樣中的砷元素定量分析。
　　第三部分建立了基于液相色譜的梯度氫化物發(fā)生

5、一火焰原子吸收光譜分析裝置。本研究提出了梯度氫化物發(fā)生技術(shù)，對于不同砷形態(tài)均可提供最優(yōu)的氫化物發(fā)生條件，有效地實現(xiàn)了三價砷(As(Ⅲ))、五價砷(As(Ⅴ))、一甲基胂(MMA)、二甲基胂(DMA)與三甲基氧化胂(TMAO)氫化物發(fā)生效率的最大化。
　　第四部分以二氧化錳顆粒為固相萃取載體，進行多種砷元素形態(tài)的預(yù)富集，進一步提高了液相色譜-梯度氫化物發(fā)生-火焰原子吸收光譜法的靈敏度，減少了樣品基體及雜質(zhì)對色譜柱的污染，滿足了復(fù)雜基