环境水体中痕量溶解态铝分析新方法的研究和应用

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铝(Al)是生物地球化学中备受关注的金属元素之一。虽然溶解态Al(Dissolved Al,dAl)在环境水体中的浓度较低,但可以示踪多种生物地球化学过程;还可以通过对硅藻的调控作用,影响硅元素的生物地球化学循环,进而影响海洋生态系统。现有的痕量dAl分析方法仍存在种种不足,制约着Al的相关研究的深入发展。因此,水体中痕量dAl的分析方法需要不断发展和突破。鉴于此,本研究研发了4种灵敏度高、稳定性好、自动化程度高、抗污染能力强,可用于现场快速检测的环境水体中dAl的分析方法,主要内容和结果如下:  (1)基于铬天菁S(Chrome Azurol S,CAS)与Al的络合显色体系,建立了可用于环境水样中dAl分析的流动注射-分光光度测定法。方法检出限为20.1nmol/L,线性范围为0.05-5.00μmol/L,每小时可测定50个样品,一次测定消耗样品1.45 mL。对dAl浓度为600 nmol/L的加标试样连续测定8次,相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)为0.64%。河水样品加标回收率在97.4%-103.4%之间。本方法操作简便,自动化程度较高,可以实现不同环境水样(如河水、雨水、矿泉水)的快速检测。  (2)针对分析方法(1)受海水基底干扰严重的问题,采用亚氨基二乙酸型(Iminodiacetic Acid,IDA)螯合树脂,建立了适用于河口和近岸海水中痕量dAl分析的流动注射-IDA固相萃取(Solid Phase Extraction,SPE)-分光光度测定法。盐度对本方法的影响可以忽略。样品富集时间为120 s时,海水基底水样的方法检出限为0.8 nmol/L,线性范围为1.0-500.0 nmol/L,样品消耗量为8.0 mL/样。选择不同样品富集时间,可调整方法的线性范围。对dAl浓度5.0 nmol/L的海水基底加标试样连续测定8次,RSD为2.6%。海水样品加标回收率在96.8%-99.8%之间。与标准参考方法(ICP-MS)同时测定采自中国南海的水样,结果无显著性差异。将本方法应用于九龙江河口和厦门近岸海区表层海水的走航观测,得到了该区域dAl的浓度分布。  (3)基于Al与荧光镓(Lumogallion,LMG)的衍生化反应,使用亲水亲脂平衡(Hydrophile Lipophile Balance,HLB)填料的SPE小柱,建立了大洋海水中痕量dAl的顺序注射-HLB固相萃取-荧光光度测定法。Al-LMG荧光产物由HLB小柱萃取富集,乙醇洗脱后用荧光检测器检测。方法检出限为0.1 nmol/L,线性范围为0.5-50.0 nmol/L,样品消耗量为25.0 mL/样,分析速度为12样/h;连续测定8次5.0 nmol/L dAl加标试样,RSD为1.3%;实际样品基底加标回收率在93.2%-97.2%之间。分析了采自南海SEATS站位和西太平洋B5站位的海水样品,获得了SEATS站位和B5站位总可溶态Al的垂直分布。  (4)以聚氯乙烯作为膜的基质、Aliquat336作为塑化剂和萃取剂、桑色素(Morin)作为敏感载体、制备了对dAl有良好响应的荧光传感膜。以此建立了适用于环境水样中dAl的荧光传感膜-荧光光度测定法。方法检出限为0.62μmol/L,线性范围为1.0-75.0μmol/L,连续测定10次50.0μmol/L dAl加标试样,RSD为3.3%;河水样品基底加标回收率在88.0%-104.8%之间;对标准参考河水SLRS-5的测定结果符合参考值。应用本方法,对采自福建马洋溪不同站位的河水水样中的dAl进行了分析。
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