本发明专利技术公开了一种HPLC‑ICP‑MS联用测定土壤中砷形态的方法，以磷酸‑抗坏血酸为提取液利用微波辅助萃取进行样品前处理，结合液相色谱电感耦合等离子体质谱联用的检测手段，对土壤中的十种砷形态进行定性定量分析。本发明专利技术方法快速简单，具有较高的灵敏度和较低的检出限，测定结果准确可靠，可满足土壤中砷多种形态的同时测定。
Determination of arsenic in soil by HPLC-ICP-MS
【技术实现步骤摘要】
HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法
本专利技术涉及一种高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定土壤中砷形态的方法及应用。
技术介绍
土壤砷污染是当今全球十分严重的环境与健康问题之一。随着经济发展和人类行为对环境影响的加剧，矿山开发、污水灌溉、施用含砷的农药、化肥、有机肥导致排入土壤中的砷污染物大量增加。土壤中砷的移动性很大程度上取决于其存在形态，并决定了其毒性程度和生物对其的吸收作用，即生物有效性。土壤砷形态及生物有效性研究是开展污染诊断、评估环境健康风险及开展砷污染土壤修复的重要依据，因此，建立土壤中砷形态的分析方法是非常必要的。砷化合物在自然界多数以硫化物形式存在，活性和生物有效性都比较低；但进入土壤中的砷化合物主要是以As(Ⅴ)形态存在，因此其活性和生物有效性较高。不同形态砷的毒性和有效性差异很大，通常情况下，As(III)的有机衍生物毒性最强，其次是As(Ⅴ)、DMA(二甲基砷)、MMA(一甲基砷)，而AsB(砷甜菜碱)、AsC(砷胆碱)则几乎没有毒性。砷化合物进入土壤以后，在土壤动物和微生物的作用下，会发生物理、物理化学、生物化学等过程，进而发生形态和价态变化，改变其毒性和生物有效性。土壤环境中砷的生物有效性(毒性)与砷化合物种类、形态、价态密切相关。不同形态的砷，其理化状态各不相同，毒性大小也有差异。传统检测技术或方法仅仅检测元素的总砷浓度不仅不足以评价其毒性、有益性以及生物有效性，甚至有可能产生误导。因此，要想准确评估砷对环境和人类的危害，更好的研究砷在环境中价态的转化和迁移，离不开砷的形态及价态的研究。目前，砷价态的测定对象主要为食品、水质以及药物等样品，且价态分析的种类较少。例如，公开号为CN103207170A的中国专利申请一种分析测定液态食品调料中砷形态的方法，测定了液态调料中四种砷的形态；公开号为CN106908530A的中国专利申请IC-ICP-MS联用测定茶叶中砷形态及应用，硝酸水溶液提取测定了茶叶中四种砷形态；公开号为CN105606721A的中国专利申请一种PM2.5中砷的分离测定方法，以1％硝酸为提取剂，测定了PM2.5中四种砷形态。尽管大量的环境质量标准和食品安全标准己经将砷列在优先控制的位置，但是现有的大部分标准中，砷的含量限值仅表述为总量，而没有区分不同的形态。当进行有关砷元素的环境风险评价或生态毒性评价时，有必要建立一种有效的分离、测定各种形态砷化合物的方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法。该方法采用微波辅助萃取，高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定了土壤中10种砷形态，该方法线性范围宽、检出限低，高效、快速，满足土壤中砷形态的测定。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，包括微波辅助萃取进行前处理，高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用的方法对土壤中不同形态砷进行分离测定。根据本专利技术优选的，一种HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，包括如下步骤：(1)样品前处理：将自然风干并过筛的样品，用微波辅助萃取、静置、离心、过滤、稀释，得到待测样液；(2)标准溶液的配置：分别配置标准储备液和标准系列溶液；(3)样品测定：将步骤(1)处理好的待测样液经HPLC-ICP-MS联用仪测定，进样10μL进行测定，对待测样液中的十种砷形态化合物色谱峰进行积分，分别获得各自峰面积，对比各自标准曲线，得到相应的浓度值，最终得到样品中十种砷形态化合物的含量。进一步优选的，步骤(1)中所述的微波辅助萃取条件为：浓度为0.5molL-1H3PO4+0.5molL-1抗坏血酸混合液为萃取液，于微波消解仪中40℃保持60min。步骤(3)中所述的高效液相色谱(HPLC)测试条件为：色谱柱：ThermoAS7分析柱；ThermoAG7保护柱；流动相：A：1.0mM碳酸铵，B：300mM碳酸铵；梯度洗脱程序:0.0～3.0min，100％A,0.8mL/min；3.0～4.0min，80％A，1.2mL/min；4.0～6.0min，20％A,1.2mL/min；6.0～10.0min，0％A,2.0mL/min；进样体积：20μL；柱温：20℃。步骤(3)中所述的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试条件为：射频功率1550W；雾室温度2℃；辅助气0.8L/min；冷却气14L/min；雾化气1.03L/min；分子泵泵速40rpm；KED模式。更进一步优选的，步骤(1)样品前处理方法为：准确称取0.2000样品于微波消解罐中，0.5molL-1H3PO4+0.5molL-1抗坏血酸10ml，于微波消解仪中40℃保持60min,提取完毕，取出冷却至室温，转移至50ml离心管中，定容到20ml，在8000r/min离心后，吸取上层清液，过0.25μm滤膜过滤，得到待测样液。步骤(2)标准溶液的配置方法为：准确称取一甲基砷(MMA)0.216g，二甲基砷(DMA)0.103g，砷甜菜碱(AsB)0.108g，砷胆碱(AsC)0.162g分别至10mL容量瓶，用纯水稀释定容后配制成1.0μg/mL的标准储备液Ⅰ；准确移取1.0mL浓度为1000μg/mL的三价砷As3+和1.0mL浓度为1000μg/mL的五价砷As5+分别至100mL容量瓶，用纯水稀释定容后配制成10μg/mL的标准储备液Ⅱ；准确称取阿散酸0.0102g，卡巴胂0.0104g，洛克沙砷0.0101g和硝苯砷酸0.0102g,分别溶解转移至10mL容量瓶，配制浓度为1.0mg/mL的标准储备液Ⅲ,再用纯水稀释定容后配制成10μg/ml的标准储备液Ⅳ；取适量标准储备液Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，用超纯水将10种砷的标准储备液液逐级稀释，配制成浓度为1.0、5.0、10.0、50.0、100.0ng/mL的混合标准系列溶液。步骤(3)样品测定方法为：将配制的所述十种砷形态化合物标准系列溶液与处理得到的所述待测样液使用HPLC-ICP-MS联用仪进行上机分析：(A)高效液相色谱条件：色谱柱：ThermoAS7分析柱，250mm×4mm，10μm；流动相：A：1.0mM碳酸铵B：300mM碳酸铵；梯度洗脱程序：0.0～3.0min，100％A,0.8mL/min；3.0～4.0min，80％A,1.2mL/min；4.0～6.0min，20％A,1.2mL/min；6.0～10.0min，0％A,2.0mL/min；进样体积：20μL；柱温：20℃；(B)ICP-MS条件：射频功率1550W；雾室温度2℃；辅助气0.8L/min；冷却气14L/min；雾化气1.03L/min；分子泵泵速40rpm；KED模式；(C)标准曲线的绘制：开机按设定条件稳定仪器后，用配置好的系列标准溶液绘制标准曲线，以十种形态砷化合物的浓度与相对应的峰面积分别进行线性回归，得到标准曲线，相关系数R2>0.999；(D)经前处理好的样品溶液进样测定：对待测液中检出的砷形态化合物色谱峰进行积分，计算其含量。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：1.本专利技术方法同时完成了土壤中10种砷的形态分析，以微波辅助萃取作为土本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种HPLC‑ICP‑MS联用测定土壤中砷形态的方法，其特征在于，包括微波辅助萃取进行前处理，高效液相色谱‑电感耦合等离子体质谱联用的方法对土壤中不同形态砷进行分离测定。
【技术特征摘要】
1.一种HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，其特征在于，包括微波辅助萃取进行前处理，高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用的方法对土壤中不同形态砷进行分离测定。2.如权利要求1所述的HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)样品前处理：将自然风干并过筛的样品，用微波辅助萃取、静置、离心、过滤、稀释，得到待测样液；(2)标准溶液的配置：分别配置标准储备液和标准系列溶液；(3)样品测定：将步骤(1)处理好的待测样液经HPLC-ICP-MS联用仪测定，进样10μL进行测定，对待测样液中的十种砷形态化合物色谱峰进行积分，分别获得各自峰面积，对比各自标准曲线，得到相应的浓度值，最终得到样品中十种砷形态化合物的含量。3.如权利要求2所述的HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的微波辅助萃取条件为：浓度为0.5molL-1H3PO4+0.5molL-1抗坏血酸混合液为萃取液，于微波消解仪中40℃保持60min。4.如权利要求2所述的HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的高效液相色谱(HPLC)测试条件为：色谱柱：ThermoAS7分析柱；ThermoAG7保护柱；流动相：A：1.0mM碳酸铵，B：300mM碳酸铵；梯度洗脱程序:0.0～3.0min，100％A,0.8mL/min；3.0～4.0min，80％A，1.2mL/min；4.0～6.0min，20％A,1.2mL/min；6.0～10.0min，0％A,2.0mL/min；进样体积：20μL；柱温：20℃。5.如权利要求2所述的HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试条件为：射频功率1550W；雾室温度2℃；辅助气0.8L/min；冷却气14L/min；雾化气1.03L/min；分子泵泵速40rpm；KED模式。6.如权利要求2所述的HPLC-ICP-MS联用测定土壤中砷形态的方法，其特征在于，步骤(1)样品前处理方法为：准确称取0.2000样品于微波消解罐中，0.5molL-1H3PO4+0.5molL-1抗坏血酸10ml，于微波消解仪中40℃保持60min,提取完毕，取出冷却至室温，转移至50ml离心管中，定容到20ml，在...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨路平，焦燕妮，邵立君，王国玲，王林，刘仲，
申请(专利权)人：山东省疾病预防控制中心，
类型：发明
国别省市：山东,37
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