海水痕量金属元素分析中前处理技术的研究进展

胡建坤 ,韩双来 ,卢水淼 ,游明华 ,曹衍龙

(1.浙江大学 机械工程学院,杭州 310000;2.聚光科技(杭州)股份有限公司,杭州 310000;3.谱育(厦门)科技有限公司,厦门 361000)

海水中的痕量金属元素主要有铁、锰、铝、铜、汞、锌、铬、镉、铅、镍、钴等[1],它们是海水体系的重要组成部分,在海洋生态系统中发挥着不可或缺的作用,是生物细胞中多种酶及氧化还原蛋白的关键组成因子,调控着海洋浮游植物的光合作用、呼吸作用和固氮过程,影响着海洋生物的生长繁殖、生命活动和海洋氮、碳的生物地球化学循环[2-4]。但是,一些金属元素含量过高时会抑制生物的代谢生长,甚至在生物体内积累,产生毒害作用,并通过食物链及食物网的传递进而危害人类健康。因此,准确测定海水中的痕量金属元素,有助于监测、评估海洋环境质量,保障海洋生态系统与人类健康,对研究痕量金属元素的地球化学循环,深入了解海洋生态系统具有重要意义[5]。

海水中的痕量金属元素一般在μg·L-1甚至ng·L-1级别,海水盐度在35‰左右,其中常量元素主要有11种(氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、氟),约占化学元素总含量的99.8%～99.9%,直接分析海水时将对仪器信号产生严重干扰,并且可能堵塞分析仪器。因此,海水中痕量金属元素的分析方法和检测仪器必须具备足够高的灵敏度,同时能够克服海水高盐基体的干扰。

当前国内外广泛使用的检测方法主要有电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)和阳极溶出伏安法(ASV)等,其中ICP-MS灵敏度高、线性范围宽,可同时分析多种元素,是测定海水中痕量金属元素的首选方法[6]。……