一針進樣,3 min知曉環境水中砷、鉻、硒形態含量
自然環境中砷(As)、鉻(Cr)、硒(Se)存在多種化學形態,在不同環境條件下,氧化還原行為存在差異,不同形態對環境和健康影響不同。傳統的元素總量分析不能提供足夠的信息去了解元素的存在形態,而不同元素形態存在物理、化學、生物活性差異,并與其毒性、生物可利用性、遷移性密切相關。

砷、鉻、硒常見形態/價態見表1,其中無機砷(三價砷和五價砷)毒性遠大于有機砷,三價鉻(Cr Ⅲ)和硒是人體必需的營養元素,人體內過量的硒會導致疾病,六價鉻(Cr Ⅵ)則具有致癌毒性。
表1 砷、鉻、硒形態/價態
有機砷和有機硒主要是生物吸收砷、硒無機形態后轉化而來。在地表水和生活飲用水中砷、硒主要以無機形態存在,六價鉻是地表水、地下水和生活飲用水常規控制指標。水中的砷、鉻、硒形態分析對于環境質量評價、生態效應和人體健康具有重要意義。
島津方案
高效液相色譜(HPLC)技術作為高效的分離技術,在元素形態分析中得到廣泛應用,與高靈敏度的電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)聯用,使HPLC-ICP-MS成為砷、鉻、硒、汞等元素形態分析的主要方法。但是,不同元素形態分析通常使用不同的分離原理和流動相,分離時間較長,需要多次、長時間才能完成一個樣品中砷、鉻、硒形態的測試?;谝陨弦蛩兀覀兝脥u津LC-20Ai+ICPMS-2030系列聯用系統開發了一種同時分離地表水中砷、鉻、硒無機形態的方法。
圖1 島津LC-20Ai+ICPMS-2030系列聯用系統
●方法學
使用島津惰性液相色譜儀LC-20Ai,以C8色譜柱對砷、鉻、硒元素無機形態進行分離,流動相為含2 mM四丁基氫氧化銨(TBAH)和0.5 mM乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)的5%甲醇水溶液,以氨水和硝酸調節pH為7.4,分析條件見表2、3。
表2 液相色譜LC-20Ai條件

表3 ICPMS-2030系列測試條件
在3 min內實現砷、鉻、硒無機形態的快速分離,分離度良好。
圖2 砷、鉻、硒色譜圖(單位kcps)
●水樣分析結果
某河水和生活飲用水樣本分析結果見表4,如表中結果所示,砷、鉻、硒無機形態加標回收率為91.5~112%。
表4 某河水和生活飲用水樣本測試結果
備注:N.D.-未檢出
結語
水是生命之源,為環境保護提供分析解決方案是島津的使命所在。一針進樣,3 min知曉地表水、飲用水中無機砷、鉻、硒形態含量,助力水環境研究和水資源安全,共同守護綠水青山。