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大容量进样方法助力天然水环境中多种有机金属污染物的一键测定
发布:kittyll   时间:2018/6/19 16:42:07   阅读:195 
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图片来源:kpatyhka / Shutterstock.com
 
来自法国Pau et des des Pays de l'Adour大学的研究人员开发了一种使用程序控温蒸发(PTV)进样器的大容量进样方法,可以用气相色谱-电感耦合等离子体质谱仪(GC-ICP-MS)同时测定天然水中超痕量级的汞(Hg)、锡(Sn)和铅(Pb)的含量[1]。
 
汞、锡和铅是最有问题的有机金属物种。它们的高毒性即使在微量水平上,也能够沿着食物链进行生物积累和生物增殖;当它们存在于环境中时,也是非常危险的。特别是汞,它在水生生态系统中广泛存在,并且具有自然和人为的两个来源;因为无机汞(IHg)将通过生物甲基化过程形成单甲基汞(MMHg),然后沿着食物链进行生物放大[2-4]。MMHg是一种有效的神经毒素[5],而IHg的毒理作用仍在讨论中[6]。

另一方面,锡由于在防污涂料、农药配方、木材防腐剂和聚合物添加剂中的广泛历史用途,导致它也是水环境中常见的污染物之一。有机锡化合物作为一种强大的生物杀灭剂,一直被用于海上各种装置,如船舶等,直至2008年才被禁止使用[6]。但是,它的沉积遗留问题仍然存在,而由于疏浚活动又导致问题重新浮出水面。

与锡类似,铅污染也源于人类活动。在汽油中使用四乙基铅作为抗爆添加剂是一个特别常见的来源,直到20世纪70年代中期这种工业用途才被淘汰[7]。然而,从矿物开采和加工到冶炼和炼制,此外还有发电厂、废物处理或焚烧等人类活动等,铅都会由人类产生的径流水中继续进入环境。有机铅化合物更具有神经毒性[9]。
 
随着越来越严格的环境质量标准(EQS)的确立,分析化学家在水环境中检测痕量化合物的挑战越来越大。为了监测和调查这些化合物的最终去向,以及它们在环境中的多种形式,人们需要日益敏感的分析方法。为了解决这个问题,研究人员试图开发一种使用PTV进样口与GC-ICP-MS结合的在线预浓缩方法,以同时测定天然水中的Hg,Sn和Pb的含量。

PTV大体积进样是气相色谱中新近发展出来的一个辅助技术,所谓PTV大体积进样是指利用可快速程序升温设计的进样器实施大体积进样。

众所周知,环境样品、生化样品的分析属于复杂系统的痕量分析范畴。尽管近代色谱技术由于与质谱联机,已经形成融分离-定性-定量于一体的联机技术;但毛细管柱气相色谱的样品容量很小,仅能接收微升级(一般≤1μL)的进样量,无论是采用柱上进样还是分流不分流方式,稍大的进样量都会影响定性或定量分析效果。为此,往往用于分析环境、生化样品时,需要进行严格的、步骤冗长的富集和净化等样品前处理工作。而大体积进样可以将色谱进样量增加一百倍或者更多(≥100μL),节省大量的人力、物力和时间的同时,大大提高了检测能力和分析精度。因此,PTV对环境污染物分析、生化物质分析及一般有机痕量分析具有很大的应用价值。

法国Pau et des des Pays de l'Adour大学的研究人员开发的这种新方法通过试验验证是非常灵敏的,在对PTV参数进行优化后,该方法的检测限在pg/L级,这远低于欧盟的要求。

研究人员使用未受污染的河水样本测试了该方法的适用性,结果显示所有的目标化合物都以非常好的精度进行了量化。


参考文献:
[1] J. Terán-Baamonde et al., J. Chromatogr. A 1547, 77–85 (2018).
[2] H. Hsu-Kim, K.H. Kucharzyk, T. Zhang, and M.A. Deshusses, Enviro. Sci. Technol. 47, 2441–2456 (2013).
[3] C.C. Gilmour, E.A. Henry, and R. Mitchell, Enviro. Sci. Technol. 26, 2281–2287 (1992).
[4] C.F. Harrington, Trends Anal. Chem. 19, 167–179 (2000).
[5] T.W. Clarkson, Enviro. Health Perpect. 110, 11–23 (2002).
[6] J.B. Graceli et al., Reprod. Toxicol. 36, 40–52 (2013).
[7] UNEO 2015, Partnership for clean fuels and vehicles, http://www.unep.org/transport/new/pcfv/about.asp.
[8] N.S. Duzgoren-Aydin, Sci. Total Environ. 385, 182–195 (2007).
[9] P. Craig, Organometallic Compounds in the Environment (John Wiley and Sons Ltd., West Sussex, UK, 2003).
[10] J.Aszyk et al., J. Chromatogr. A 1547, 86–98 (2018).
[11] B.K. Ambrose, B. Rostron, and N. Borek, JAMA 314, 1871–1873 (2015).
[12] S. Zhu et al., Tob. Control 23, iii3–iii9 (2014).
[13] U.S Department of Health and Human Services, E-Cigarette Use Among Youth and Young Adults: A Report of the Surgeon General (2016)
[14] A. Khlystov and V. Samburova, Environ. Sci. Technol. 50, 13080–13085 (2016).
[15] C.A. Lerner et al., PLoS One 10, 1–26 (2015).
[16] C.I. Vardavas et al., Tob. Induc. Dis. 15, 1–7 (2017). 


作者:Lewis Botcherby
来源:《The Column》2018年14卷5期P8
编译:兔子小光
译自:chromatographyonline
 
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