專利名稱：：一種測定生物和環境樣品中汞含量的裝置的制作方法
技術領域：
：本實用新型屬于化學分析的痕量分析
技術領域：
，涉及一種測定生物、環境等樣品中痕量總汞與各種汞形態(包括甲基汞、Hg2+、乙基汞、苯基汞)含量的裝置。
背景技術：
：本
技術領域：
的背景和發展現狀大致如下汞及其化合物是一類毒性很高的持久性有毒污染物，在食品及各種環境介質中分布廣泛。自工業革命以來，汞在全球大氣、水和土壤中的含量已增加了3倍左右，汞污染的不斷加劇對人類健康和環境造成極大危害，在全球產生了重大的不利影響。甲基汞作為環境中一種常見的汞形態具有比Hg^更強的毒性，且更易在生物體內富集，在生物體內的半衰期也較Hg^長。人體汞暴露的主要途徑是魚類的食用，而甲基汞是魚體中汞的主要賦存形態。隨著我國工農業的快速發展，深入、廣泛開展我國環境中汞的污染研究，測定各環境介質、食品中汞的形態，己刻不容緩。目前，總汞的測定多采用冷蒸氣原子吸收或冷蒸氣原子熒光方法。由于有機汞不能有效轉化為汞蒸氣，所以樣品多須經過消解，首先將其中的汞形態全部轉化為Hg2、進一步采用還原劑(如KBH4)與酸試劑將Hgh還原為零價汞蒸氣，進而進行測定。而甲基汞多采用色譜與原子光譜聯用進行測定。其中又以液相色譜與原子熒光光譜、原子吸收光譜的聯用最為常用。冷蒸氣發生作為液相色譜與原子光譜聯用接口可減少基質干擾，提高檢測靈敏度。通常經液相色譜分離后的組分，與氧化劑(如K2S20s)在線混合，在紫外光或微波輻照下，降解為Hg^，降解后的Hg^與還原劑(如KBH4)在線混合，被還原為零價汞蒸氣，在載氣帶動下進入原子光譜進行測定。這些方法采用KBH4等還原劑與酸試劑，較易造成干擾物質的引入與污染，且KBH4溶液等還原劑穩定性較差，溶液需新鮮配制。最近，Guo等(美國專利US2005/0044991Al)提出以光化學蒸氣生成作為原子光譜樣品引入的新方法。樣品中的金屬離子在低分子量羧酸的存在下，經過紫外光照，可轉化為金屬冷蒸氣、氫化物、羰基化合物等揮發性物質，進入原子光譜測定。通過這一方法可對液體樣品中的無機汞進行測定。
發明內容本實用新型的目的是克服現有汞含量測定裝置的缺陷，從而提供一種測定生物和環境樣品中汞含量的裝置。本實用新型提供的一種測定生物和環境樣品中汞含量的裝置，包括原子光譜儀、氣液分離器、紫外輻照裝置、液相色譜儀、蠕動泵和三通閥，所述紫外輻照裝置與所述氣液分離器流體連通，所述氣液分離器與所述原子光譜儀流體連通，所述液相色譜儀通過所述蠕動泵與所述三通閥流體連通，所述三通閥與所述紫外輻照裝置流體連通。在本實用新型的裝置中，所述原子光譜儀優選原子熒光光譜儀、原子吸收光譜儀、原子發射光譜儀、電感耦合等離子體一質譜儀。進一步地，所述紫外輻照裝置主要由紫外燈和纏繞在所述紫外燈外表面上的反應管組成。上述技術方案中，所述管路優選聚四氟乙烯(簡稱PTFE)管或石英管。使用上述裝置測定生物和環境樣品中汞含量的方法，其包括以下步驟(1)配置甲酸、甲酸鹽或者甲酸與甲酸鹽的混合溶液，得到第一溶液；(2)將待測溶液通入液相色譜，得到色譜流出液；(3)將所述第一溶液和待測溶液混合，得到第二溶液，并將所述第二溶液送入紫外輻照裝置中進行紫外光照射；(4)將經過紫外光照射的第二溶液送入氣液分離器進行氣液分離，并將分離得到的氣體送入原子光譜儀測定其汞含量。上述測定方法中，所述第一溶液的濃度優選150—3000mmoli;1。上述測定方法中，所述待測溶液與第一溶液的體積比優選1:3—3:1。上述測定方法中，所述紫外光照射時間優選20—125s。上述測定方法中，所述甲酸鹽優選甲酸鈉、甲酸銨、甲酸鉀。上述測定方法中，所述原子光譜儀優選原子熒光光譜儀、原子吸收光譜儀、原子發射光譜儀、電感耦合等離子體一質譜儀。本實用新型的裝置利用液相色譜，可實現甲基汞、Hg2+、乙基汞、苯基汞等形態的測定。在測定過程中樣品中有機汞的消解與還原一步完成，方法簡便、成本低、試劑用量少、環境友好圖1為實施例1中測定生物和環境樣品中汞含量的裝置示意圖；圖2為四種形態汞混標的色譜圖，幾種形態汞的濃度均為100嗎L'1(按汞計)。圖中，1為待測樣品或色譜流出物，2為甲酸溶液(或甲酸鹽、或甲酸與甲酸鹽的混合溶液)，3為廢液，4為蠕動泵，5為三通閥，6為反應管，7為紫外燈，8為氬氣，9為氣液分離器，IO為原子光譜儀。具體實施方式下面結合具體實施里來對本實用新型做進一步的解釋和說明，但這些實施例僅限于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。本實用新型的保護范圍以所附的權利要求書為準。實施例1采用圖1所示的儀器裝置系統，該系統包括液相色譜(圖中未示出)、蠕動泵4、三通閥5、原子光譜儀IO、氣液分離器9和紫外輻照裝置，所述紫外輻照裝置主要由紫外燈7和纏繞在所述紫外燈外表面上的反應管6組成，所述液相色譜通過蠕動泵與所述三通閥流體連通，所述三通閥5通過所述反應管6流體連通至所述氣液分離器9的氣液混合物輸入端，所述氣液分離器9的氣體輸出端流體連通至所述原子光譜儀。上述裝置通過液相色譜與原子熒光光譜儀的聯用，可實現對多種汞形態的分離與測定。該方法儀器裝置簡便，所需試劑少，運行成本低，靈敏度高。另外，所述反應管6可以使用石英管或聚四氟乙烯管，在本例中采用石英管。在采用上述裝置對魚肉與貝類樣品中有機汞形態進行測定之前，首先要從樣品中萃取有機汞，其步驟為稱取0.2克樣品于40mL玻璃離心管中，加入2mLK0H的甲醇溶液(1:4，w:v)溶液并振蕩過夜。加入6mLCH2C12，然后逐滴加入1.5mL濃鹽酸，振蕩15min后離心分離(3000轉/分，15min)。分取3.0-4.0mL有機相并轉移至10mL玻璃離心管中，加入1mLNa2S203溶液。振蕩45min后離心分離(3500轉/分，15min)，取上層水相，得到含有有機汞的待測溶液；上述從魚肉或貝類樣品中萃取有機汞的步驟為本領域技術人員熟知的常識。采用本實施例裝置測定的步驟如下(1)配制濃度為240mmolL'1的甲酸溶液，其pH=2.0;(2)將上述制備的含有有機汞的待測溶液加入液相色譜，然后將液相色譜柱流出液和步驟(1)配制的甲酸溶液按照l:3的體積比一起通過蠕動泵4送入三通閥5中混合，接著將混合溶液輸入反應管6接受紫外光輻照40s;(3)將經過紫外光照射的混合溶液送入氣液分離器9進行氣液分離，并將分離得到的氣體送入所述原子光譜儀測定其汞含量。本實施例的裝置和測量過程中的一些參數都在表1中給出。表l:高效液相色譜--原子熒光聯用測定汞形態的操作條件條件優化值高效液相色譜色譜柱Shim-packCLC陽ODS(Shimadzu)，15cmx6.0mmIDx5pm流動相(A):5%(v/v)乙腈，10mmolL"醋酸銨，0.01%2-巰基乙醇；(B):30%(v/v)乙腈，10mmolL"醋酸銨，0.01%2-巰基乙醇流動相梯度0-11min:100%A;11-12min:100%A—100%B;流動相流速12min-30min:100%B;30-31min:100%B~100%A1.2mLmin-1液相色譜進樣量20(JL紫外消解與蒸氣生成紫外燈11W，253.7nm反應管石英管，長5m，內徑0.5毫米，外徑0.8毫米甲酸溶液240mmolI/1，pH2.0蠕動泵流速50轉/分(約3.8mLmin—1)原子熒光光譜儀<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>配制四種形態汞混標濃度分別為5,10，20，50，100，200，1000pgi;1，通過外標法進行定量，得到四種形態汞混標的色譜圖，如圖2所示，這四種形態汞分別為甲基汞、二價無機汞、乙基汞、苯基汞，表2給出了這種高效液相色譜-原子熒光聯用的分析性能，可見該方法具有較高的靈敏度與較寬的線性范圍，對于甲基汞、乙基汞、苯基汞分析的重現性可滿足分析要求。采用上述測量裝置和方法對標準參考物質狗魚肌肉(D0RM-2)和一些海產品中的甲基汞進行了測定，測定結果見表3。DORM-2中甲基汞的測定結果與標準值符合，表明該方法可靠。對海產品中甲基汞的測定表明，該方法可用于實際環境樣品中甲基汞的測定。表2高效液相色譜-原子熒光聯用的分析性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>a，標準濃度20ngL"，n=3表3標準參考物質DORM-2與海產品中甲基汞的測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例2本實施例的裝置和測量方法與實施例1相同，唯一的區別是使用濃度為240mmolL-i的甲酸鈉溶液替代實施例i中的甲酸溶液，輻照時間約為50s，靈敏度與實施例1相當，對標準參考物質狗魚肌肉(DORM-2)和海產品中甲基汞進行了測定，結果令人輛意。實施例3本實施例的裝置和測量方法與實施例1相同，唯一的區別是使用濃度為240mmolL"的甲酸鈉、甲酸混合溶液(其中甲酸120mmolL/1、甲酸鈉120mmolL'1)替代實施例l中的甲酸溶液，輻照時間約為35s，靈敏度與實施例l相當，對標準參考物質狗魚肌肉(DORM-2)和海產品中甲基汞進行了測定，結果令人滿意。實施例4本實施例的裝置和測量方法與實施例1相同，唯一的區別是使用濃度為150mmo1L—1的甲酸銨溶液替代實施例l中的甲酸溶液，且待測溶液與甲酸銨溶液的體積比為1:1，輻照時間約為60s，本實施例的靈敏度與實施例1相當，對標準參考物質狗魚肌肉(D0RM-2)和海產品中甲基滎進行了測定，結果令人滿意。實施例5本實施例的裝置和測量方法與實施例1相同，唯一的區別是使用濃度為3000mmolL—'的甲酸鉀溶液替代實施例1中的甲酸溶液，且待測溶液與甲酸鉀溶液的體積比為3:1，輻照時間約為125s，本實施例的靈敏度與實施例1相當，對標準參考物質狗魚肌肉(D0RM-2)和海產品中甲基汞進行了測定，結果令人滿意。權利要求1.一種測定生物和環境樣品中汞含量的裝置，包括紫外輻照裝置、原子光譜儀和氣液分離器，所述紫外輻照裝置與所述氣液分離器流體連通，所述氣液分離器與所述原子光譜儀流體連通，其特征在于，還包括液相色譜儀、蠕動泵和三通閥，所述液相色譜儀通過所述蠕動泵與所述三通閥流體連通，所述三通閥與所述紫外輻照裝置流體連通。2.按照權利要求1所述的測定生物和環境樣品中汞含量的裝置，其特征在于，所述原子光譜儀為原子熒光光譜儀、原子吸收光譜儀、原子發射光譜儀或電感耦合等離子體質譜儀。3.按照權利要求1所述的測定生物和環境樣品中汞含量的裝置，其特征在于，所述紫外輻照裝置主要由紫外燈和纏繞在所述紫外燈外表面上的反應管組成。4.按照權利要求3所述的測定生物和環境樣品中汞含量的裝置，其特征在于，所述反應管的材料為聚四氟乙烯管或石英管。專利摘要本實用新型提供了一種測定生物和環境樣品中汞含量的裝置，包括紫外輻照裝置、原子光譜儀和氣液分離器，所述紫外輻照裝置與所述氣液分離器流體連通，所述氣液分離器與所述原子光譜儀流體連通，還包括液相色譜儀、蠕動泵和三通閥，所述液相色譜儀通過所述蠕動泵與所述三通閥流體連通，所述三通閥與所述紫外輻照裝置流體連通；本實用新型的裝置簡單、成本低、試劑用量少、環境友好，可實現甲基汞、Hg<sup>2+</sup>、乙基汞、苯基汞等形態的測定。文檔編號G01N30/00GK201096757SQ200720173609公開日2008年8月6日申請日期2007年10月12日優先權日2007年10月12日發明者濱何,劉景富,江桂斌,陰永光申請人:中國科學院生態環境研究中心