元素的形态分析1.ppt

已经确认，铝在人体中的存在与积累是诱发一些疾病的重要因素。据称，过量铝的摄入可以导致肾功能的衰竭或进入人的脑部引起脑神经方面的疾病。可以确定，一定形态的铝对许多生物体来说都是高毒性的。 在天然水中，铝的浓度一般在ng/mL级或更低。在铝矿石和土壤中的铝一难溶性状态存在，故大气环境中酸雨的增加，将有利于该元素从上述试样中释放出来。因此天然水或突然提取液中铝浓度的增加将成为水生生物或植物的重要污染源。 一些研究表明：水体中带正电荷的无机单核铝离子[Al3+、Al(OH)+、Al(OH)2+]是毒性最大、活性最强和最不稳定的化学形态。由于水溶液中的氟离子、磷酸根离子及其它有机络离子（如柠檬酸根）均可能与铝作用，形成稳定的小分子络合物，这一结果将导致铝的形态改变和毒性降低。 已经证实，在生物流体（如血清）中，大部分的铝是与转移酶化学键结合的，而剩余的则是键合到低相对分子质量的配体（如柠檬酸盐、磷酸盐）中。 应当指出，由于在水体系中存在着各种各样的、复杂的动态化学平衡，不同的铝形态之间的相互转化、相互作用和重排不可避免。鉴于这一情况，单一铝的形态的测定是非常困难的。因此，在不少情况下给出的是铝的一组形态的分析结果。总体来说，进行生物体中铝的形态分析存在以下困难： （1）含量很低； （2）试样中复杂基体（特别是有机基体）的干扰影响； （3）实验空白值高。 * 元素的形态分析 一、前言 1、形态及形态分析的定义 2、形态分析的重要性和必要性 3、形态分析的特点及要求 4、元素的毒性与生物可给（可利用）性 5、形态分析中的分离与检测技术 二、形态分析中的试样前处理 1、概述 2、试样的采集及储存 3、试样的前处理技术 4、形态分析中的标准参考物质 三、GC/SFE与原子光谱/质谱联用技术及元素形态分析 四、HPLC与原子光谱/质谱联用技术及元素形态分析 五、毛细管电泳（CE）与原子光谱/质谱联用技术及元素形态分析 六、非色谱分离技术在元素形态分析中的应用 七、环境水样中痕量元素的形态分布 八、土壤、沉积物和大气颗粒物中痕量元素的形态分析 一、前言 1、形态及形态分析的定义 概念：元素的化学形态（Chemical Species）、物理形态（Physical Species ）及形态分析（Speciation Analysis）、分级分析（Fractionation），其定义为： ★化学形态（Chemical Species）：某一元素在真实试样中可能存在的的特定状态或结构。 ★物理形态（Physical Species ）：某一元素在环境中存在的物理状态（固、液、气及大小（粒度）、吸附行为等）。 ★形态分析（Speciation Analysis）：是指某一待测物（元素）在真实试样中的原子和分子状态获得证实的过程。也可表述为：表征和测定某个元素在生物样品或环境中存在的不同化学形态和物理形态的过程。 ★分级分析（Fractionation）：指根据其物理性质（如颗粒大小、溶解度）或化学性质（如键和、反应活性）进行分级的过程。 该法常用在土壤和沉积物的物理形态分析中，也用于水和大气颗粒物的物理形态分析中。在土壤和沉积物中元素可以： （1）存在于颗粒物表面的离子交换位； （2）吸附在颗粒物表面； （3）以沉淀物形式存在； （4）以共沉淀形式存在，特别是与无定形铁和锰氧化物的形式存在； （5）与有机分子形成配合物； （6）形成被包裹态； （7）进入矿物的晶格。 分级分析（提取或萃取）（物理形态分析）的代表性实验操作定义或方法： Tessier法（ Tessier etal.，Anal. Chem. 1979, 51：844） 按照该方法，沉积物或土壤中金属元素的形态分析可以分为：①可交换态；②碳酸盐结合态；③铁-锰氧化物结合态；④有机物结合态；⑤残渣态。 BCR法（Quevauviller Ph etal.，Intern. J Environ. Anal. Chem., 1993, 51：231） 即1992年欧共体（现欧盟）标准物质局（European Community Bureau of Reference，BCR）组织35个欧洲实验室致力于土壤和沉积物中金属元素的物理形态分析方法的研究。他们提出了三步提取法（BCR法），及： ①水溶态、 交换态及碳酸盐结合态； ②铁锰氧化物结合态； ③有机物及硫化物结合态。 土壤、沉积物及大气和水中的颗粒物用分级萃取分离以后，再进行不同级分中痕量元素的分析。 从不同的化学过程与生化过程的角度考虑，这种形态分析是极其重要