流动注射化学发光法在重金属检测中的应用

2012-10-14林诗诗

赤峰学院学报·自然科学版 2012年4期

关键词：鲁米诺痕量化学发光

刘杨，林诗诗

（遵义师范学院化学系，贵州遵义 563000）

流动注射化学发光法在重金属检测中的应用

刘杨，林诗诗

（遵义师范学院化学系，贵州遵义 563000）

流动注射化学发光分析法（FIA-CL）作为一种分析速度快、灵敏度高、线性范围宽、操作简单的分析方法，迅速发展并渗透到各个研究领域，应用越来越广泛.本文对流动注射化学发光法在重金属检测中的研究应用情况进行了详细阐述，并作了展望.

流动注射；化学发光；重金属

1 前言

化学上根据金属的密度将金属分为重金属和轻金属，常把密度大于5g/cm3的金属称作重金属，如汞、铅、镉、锡、铬、砷、金、银、锰等大约 45 种.重金属超过一定浓度会对人体产生危害.对人体危害最大的有汞、铅、镉、铬等毒性显著的重金属；还有具有一定毒性的一般重金属，当其浓度达到一定量时会对人体产生影响，如铁、锌、锰、镍等.重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，随着人类工商业的发展以及对重金属的开采、加工、商业制造等活动的日益增多，造成重金属进入水、土壤、大气环境中，重金属不易被分解，以各种化学形态存在进入生态系统后不断地积累、迁移，引起严重的环境污染[1].

目前在重金属的检测中，有传统的原子吸收分光光度法[2,3]、电感耦合等离子体质谱法[4-6]、原子吸收法[7-9]等方法，但这些方法中存在仪器设备复杂、价格昂贵、运行费用高等缺点，甚至有些需要比较复杂的前处理过程，因此在检测时受到很大限制.随着计算机的发展，仪器的自动化程度和灵敏度不断提高，杨秋清[10]等对近年来流动注射化学发光分析技术的应用进行了归纳和论述.该分析方法具有分析速度快、精确度高、操作简单、易实现自动化等优点，因此在环境水质重金属检测中的应用范围日益广泛.本文从重金属的毒性方面入手，对流动注射化学发光法检测重金属的应用研究情况进行评述.

2 流动注射化学发光分析法在重金属检测中的应用

2.1 在毒性显著的重金属方面的应用

对人体危害最大的重金属有汞、铅、镉、铬等，以及类金属砷.

汞食入后直接沉入肝脏，对大脑神精视力破坏极大.每升天然水中含0.01毫克汞，就会强烈中毒.有人曾用抑制化学发光法来测定Hg，李卫华[11]等基于Hg(Ⅱ)置换Fe(Ⅱ)-EDTA配合物中的Fe(Ⅱ)，置换出的Fe(Ⅱ)在鲁米诺-溶解氧体系中产生化学发光，提出了置换偶合反应，流动注射化学发光法直接测定痕量Hg(Ⅱ)的新方法，与传统的方法比较具有更低的检出限和更高的灵敏度.此方法用于工业废水中汞的测定，结果令人满意.

铅是不能被降解的重金属，能伤害人体的脑细胞，致癌致突变等.高智席[12]等基于Pb(Ⅱ）能置换出Fe(Ⅱ)-EDTA络合物中的Fe(Ⅱ)和鲁米诺-罗丹明B-Fe(Ⅱ)产生化学发光的反应，建立了简易、快速测定土壤中铅的置换偶合反应流动注射化学发光增敏法.该法适用于土壤中铅的测定，在优化的实验条件下，结果令人满意.

摄入过多镉会破坏骨钙，引起肾功能失调；导致高血压，引起心脑血管等疾病.冯媛媛[13]等在碱性条件下，根据Cd(Ⅱ)离子对H2O2-钙黄绿素化学发光体系有较强的抑制作用的现象，结合流动注射分析技术，建立了定量测定Cd(Ⅱ)的新方法.该法应用于两种土壤样品的测定，加标回收率分别为97.2%和101.8%.

铬会造成四肢麻木，精神异常等症状.郁翠华[14]等基于在碱性介质中，Cr(Ⅲ)—罗丹明B—H2O2的化学发光，建立了流动注射化学发光测定废水中微量Cr(Ⅲ)的方法.并且将本法与二苯碳酰二肼分光光度法测定样品中Cr(Ⅲ)含量的值进行了比较，结果满意.此外，崔英[15]等在酸性条件下，铬(Ⅵ)对溴酸钾—鲁米诺化学发光体系具有增敏作用，结合流动注射技术，建立了一种测定铬(Ⅵ)的新方法.

砷是对人体有害的剧毒元素，砷会使皮肤色素沉着，导致异常角质化.在环境中，砷主要以As(Ⅴ)和 As(Ⅲ)的形式存在，As(Ⅲ)的毒性更大.蒋海龙[16]等借助杂多酸—Luminol化学发光体系采用流动注射技术建立了测定砷的新方法：用AgNO3溶液吸收氢化物发生法产生的砷化氢气体，使吸收液中的As(Ⅲ)在一定条件与钼酸铵反应, 利用As(Ⅴ)—钼酸铵—Luminol体系产生的化学发光测定砷含量，与已报道的分立取样式化学发光法比较，该法具有精密度好，自动化程度高、易于实现在线测定的特点.

表1为部分流动注射化学发光法测定毒性显著重金属的研究情况.

表1 流动注射化学发光法测定毒性显著重金属

2.2 在其它重金属方面的应用

不是所有的重金属都是有毒的，如铁、镍、铜、锌、锰等重金属是生命活动所必需的微量元素，只有在它们超过一定浓度时会对人体产生毒性作用.流动注射化学发光法因其多重优势，在检测环境样品中重金属元素的应用方面也越来越广泛.

铁是地壳中含量较高的元素，且痕量的铁元素对人体具有重要的生理作用：铁是构成血红蛋白的主要成分之一，缺铁可引起缺铁性贫血.李淮芬[21]等基于在甲醛存在下，根据高锰酸钾与Fe(Ⅱ)在酸性条件下发生化学发光反应，建立了流动注射化学发光法测定Fe(Ⅱ)的分析方法，并用于不同水样中全铁量的测定，结果令人满意.

铜也是动植物所必需的微量元素，人体缺铜会造成贫血，腹泻等症状，但过量的铜对人和动植物都有害.胡涌刚[22]等基于Cu(Ⅱ)与贮备铁氰化钾和鲁米诺在碱性介质中产生化学发光的原理，建立了一种新的测定痕量铜的方法，该法不仅灵敏度高，而且环保，并成功应用于环境样品中痕量铜的定量分析.

锰也是人体不可缺少的一种微量元素，缺Mn可导致骨质疏松等症状，摄入过量亦会对人体产生危害.王学锋[23]等根据在酸性介质中，溴酸钾氧化鲁米诺发生化学发光，Mn(Ⅱ)对该体系的化学发光有增强作用，结合流动注射技术，建立一种简便、快速测定锰的新方法.

另外，李焕[24]等采用反相流动注射化学发光分析法，用蒽绿-H2O2-Ni(Ⅱ)发光体系测定水中Ni(Ⅱ)的含量，克服了仅用化学分析法对镍进行定量分析在灵敏度和选择性方面的不理想.该方法用于水样的分析，结果令人满意.

流动注射化学发光法检测重金属元素的部分分析见表2.

3 展望

表2 其它重金属元素的流动注射化学发光分析

流动注射化学发光分析法（FIA-CL）的应用范围不断扩大，流动注射和化学发光技术的联用仍然具有发展潜力，由于其分析速度快、灵敏度高、线性范围宽、操作简单、易实现自动化等特点，不仅在环境中重金属检测方面有很大的发展空间，在矿物分析、药物化学、医学临床等领域的应用也更加广泛.随着科技的不断进步，仪器的不断改进，FIA-CL技术的灵敏度和选择性也将不断提高，向着更加微型化、自动化的方向发展.

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