表面巯基功能化纳米粒子分散固相萃取快速富集环境水样中不同形态的汞

发布时间：2020-04-03 12:54

【摘要】：汞是广泛存在于环境中的生物非必需有害元素,被认为是毒性最强的元素之一。汞的形态不同,毒性迥异。因此仅仅监测环境中总汞的浓度是不够的,形态分析能够为评价汞的毒性和健康风险,并进一步为了解汞化合物的生物地球化学循环提供更多的有用信息。但是环境样品中各形态汞的含量甚微,尤其是烷基汞,并且受样品的基体干扰严重,很难实现直接对其进行监测与分析。因此建立一种快速、高效、“绿色”、低成本的富集方法,成为了解决环境样品中痕量汞形态分析问题的关键。 本文应用液相色谱-原子荧光光谱联用技术(HPLC-AFS)测定水样中无机汞、甲基汞和乙基汞。优化了色谱分离条件,并通过环境样品加标分析对方法进行了验证,实验结果表明HPLC-AFS法简便、快速、重现性好。 铁氧纳米粒子因其具有比表面积大、吸附能力强、制备方法简单、易于被表面修饰,同时还具有超顺磁性和功能多样性等优点,已成功应用于环境样品中多种痕量污染物的分离和富集。 本文制备了表面巯基功能化Si02包覆Fe304纳米粒子(Fe3O4@SiO2-RSH),并用透视电镜(TEM)、电子衍射(ED)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、动态光散射(DLS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、表面增强拉曼光谱(SERS)等多种方法对其进行表征。改性前Fe3O4@SiO2对甲基汞和乙基汞的吸附能力极弱,改性后Fe3O4@SiO2-RSH能够通过表面巯基的螯合离子交换作用,在pH为3.5-9.0的范围内快速、高效的吸附溶液中的甲基汞和乙基汞,并且受溶液中共存离子影响较小。发生在Fe3O4@SiO2-RSH表面的单层吸附可以在2min内达到平衡；被吸附的烷基汞能够被HCl溶液或L-半胱氨酸、乙腈水溶液快速、高效的洗脱；洗脱后的Fe3O4@SiO2-RSH可以循环利用。这些实验结果表明,Fe3O4@SiO2-RSH可以作为高效的吸附剂,应用于环境样品中痕量甲基汞、乙基汞的分离和富集。 从环境水样中高倍富集痕量汞,特别是对于甲基汞和乙基汞,较少的吸附剂用量,有利于以最少的操作步骤实现较高的富集倍数。但是按照传统磁性固相萃取方法,从大体积环境水样中分离微量磁性纳米粒子时,存在一些缺点和不足,这限制了磁性固相萃取技术在环境样品痕量汞监测中的应用。 本文建立了一种以Fe3O4@SiO2-RSH为吸附剂的分散固相萃取方法快速富集环境水样中痕量不同形态汞。该方法的特点包括：(1)采用0.45μm孔径的混合纤维素脂滤膜,快速、高效的从大体积水样中提取少量粒径为15～30nm的Fe3O4@SiO2-RSH吸附剂。(2)使用少量的洗脱液将各形态汞从滤膜表面的吸附剂上高效洗脱。(3)通过在水样中加入少量Ag+来提高洗脱效率,并且最大程度的降低不同复杂环境基体造成的干扰。纯水加标富集分析实验结果表明：无机汞、甲基汞、乙基汞加标浓度均为5ng/L时,加标回收率分别为89.4%、91.9%、64.2%。方法在5min内,对水样中3种形态汞的富集倍数分别为5.96、613、428倍。将方法应用于一系列不同水质环境样品的实验结果表明,该方法适用于不同复杂水质环境样品中痕量甲基汞、乙基汞和无机汞的富集。
【图文】：

占总排放量的比例分别为77%、22%和1%⑴。随着人口的增长和城市化的发展，大量，

本文编号：2613395