復(fù)雜基體樣品中砷元素的檢測(cè)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(guó)、智利、孟加拉國(guó)、墨西哥、阿根廷、波蘭、加拿大、匈牙利、日本、尼泊爾、印度等國(guó)家的飲用水中均發(fā)現(xiàn)高濃度砷的存在。在中國(guó)的臺(tái)灣、新疆、內(nèi)蒙古、寧夏、吉林、青海等地區(qū)同樣面臨嚴(yán)峻的飲用水砷污染問(wèn)題。急性和慢性砷中毒已經(jīng)嚴(yán)重影響人類的生存和健康。如何快速準(zhǔn)確的檢測(cè)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(jiàn)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(jī)胂化合物。因此，僅掌握實(shí)際樣品中砷元素的總濃度對(duì)于分析和評(píng)價(jià)砷元素的毒性與影響是不充分的，必須對(duì)實(shí)際樣品中砷元素的形態(tài)進(jìn)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(cè)方法對(duì)于實(shí)現(xiàn)砷元素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定均存在一定困難，其中靈敏度高的檢測(cè)儀器一般體積龐大，不便于攜帶;而體積較小

3、的檢測(cè)儀器，靈敏度又較低，有待進(jìn)一步提高。另一方面，對(duì)于砷的形態(tài)分析方法來(lái)說(shuō)，靈敏度較高的砷元素形態(tài)分析儀器價(jià)格昂貴，并且實(shí)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(yán)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(duì)上述問(wèn)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(jiǎn)單靈敏的砷元素檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)砷元素檢測(cè)裝置的微型化;另外，通過(guò)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(shí)現(xiàn)砷元素與基體雜質(zhì)的分離，進(jìn)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(cè)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(cè)器，多孔聚丙烯膜管為砷化氫氣體吸收檢測(cè)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(cè)裝置，該儀器構(gòu)造簡(jiǎn)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(duì)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(shí)現(xiàn)了三價(jià)砷(As(Ⅲ))、五價(jià)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(jìn)行多種砷元素形態(tài)的預(yù)富集，進(jìn)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(duì)色譜柱的污染，滿足了復(fù)雜基