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PerkinElmer Enterprise Management (Shanghai) Co., Ltd
Determinação da morfologia do antimónio no solo com HPLC-ICP-MS
Datas:2025-11-08Leia:2
Antimónio (Sb) é um elemento metálico tóxico.Globalmente, o antimónio é o nono metal mais extraído, com seus compostos classificados como poluentes prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA. Devido ao uso extensivo e às atividades de mineração de antimónio correspondentes, a preocupação ambiental do antimónio metálico está crescendo. Fenômenos naturais como a atmosfera, a atividade biológica e vulcânica, juntamente com a introdução humana, levam à emissão de antimónio no meio ambiente. O antimónio emitido no ambiente pode ocorrer reações de adsorção e redução oxidativa em meios ambientais orgânicos ou inorgânicos, alterando sua forma de presença e causando efeitos tóxicos no ecossistema.
Antimónio tem vários estados oxidativos(0，III，V) ， Os estados de oxidação III e V são as formas inorgânicas mais comuns no ambiente natural. Em ambientes úmidos, Sb(OH)3 e Sb(OH)6 são as principais formas químicas. Em geral, os compostos antimónicos inorgânicos são mais tóxicos do que os compostos antimónicos orgânicos, e Sb(III) é mais tóxico do que Sb(V)2. Em soluções de solo, o antimónio está presente principalmente na forma de íons de óxido pentavalente Sb(OH)6. Assim, a determinação da morfologia química do antimónio é crucial para a regressão ambiental e o comportamento.
Para a morfologia de Sb ( III ) e Sb ( V ), Gudny Okkenhaug3 relatou que Sb ( III ) foi convertido em SbH3 através da mistura de solução de amostra com NaBH4 usando espectrometria de emissão de plasma acoplado por indução de hidrogenação (HG-ICP-OES). Reduza Sb(V) a Sb(III) usando solução de ácido ascorbico KI para analisar o Sb(Sbtot) total. A concentração de Sb(V) é calculada pela diferença de concentração entre Sbtot e Sb(III). Este método leva mais tempo e requer duas análises da amostra. Faye Liu4 relatou que as concentrações totais de Sb, Sb(III) e Sb(V) na água podem ser medidas por HPLC-ICP-MS.
Utilizado neste estudoMétodo de troca de íonsEm amostras de soloCaracterização de Sb(V) e Sb(III)UtilizaçãoPerkin Elmer NexSAR ™ HPLC-ICP-MSA análise morfológica é realizada com uma solução de tipo, que combina o sistema comNexION ® Composição NexSAR Inert HPLC para 1100 ICP-MS- É.
Projeto Experimental
1 Preparação de amostras
►As amostras de solo foram coletadas de Guangzhou, na China. Dada a heterogeneidade da amostra, três amostras de solo (0,02 g) foram pesadas com precisão usando uma balança analítica (Mettler Toledo, Columbus, Ohio, EUA) e colocadas em tubos de polipropileno de 15 ml (Crystalgen, Commark, Nova Iorque, EUA). Adicione 100 μL de ácido clorhídrico a cada amostra (nível UP, 68%, Suzhou Jingri Chemical Co., Ltd., Suzhou, Jiangsu) e agite o tubo de ensaio para garantir que a amostra esteja completamente imersa no ácido clorhídrico. Depois de 20 minutos, adicionar 9,9 mL de ácido cítrico a 1% para teste.
►O Sb2O3 sólido (99,99%, Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd., Shanghai, China) foi dissolvido em 37% de HCl, preparando uma concentração de Sb(III) de 1000 ppm. Prepare Sb(V) com 1000 ppm de solução padrão de elemento único Sb (Perkin Elmer, Shelton, Connecticut, EUA) e, em seguida, dilua com ácido cítrico a 1% para preparar soluções padrão de Sb(III) e Sb(V) em concentrações de 1, 2, 5 e 10 μg/L, respectivamente.
►Devido à falta de substâncias padrão comprovadas, as amostras marcadas (marcadas com 1 ppb μg/L de antimónio misturado) foram preparadas para validar a precisão analítica do método.
►Prepare a fase de fluxo em água ultrapura usando 20 mmol / L de tetraacetato de sódio de etil-diamina (EDTA-2Na) e 15 mmol / L de ftalato. Durante esse período, os padrões de calibração, as amostras de solo e os espaços vazios são transferidos para garrafas HPLC de polipropileno sem metais para análise direta sem diluição.
2 Instrumentos
Todas as análises foram realizadas usando o sistema NexSAR Morphoanalysis Ready-to-Use HPLC (Perkin Elmer, Shelton, Connecticut, EUA), composto por uma bomba NexSAR 200 Inert HPLC, uma amostradora automática inerte de refrigeração e uma bandeja de solvente com dispositivo de desgasificação. O sistema é combinado com o NexION 1100 ICP-MS (Perkin Elmer). Detalhes sobre as condições de análise de HPLC e ICP-MS podem ser encontrados nas Tabelas 1 e 2, respectivamente. As amostras e os produtos padrão funcionam em modo padrão. Todas as análises e a coleta de dados são feitas com o software de cromatografia de análise morfológica Clarity (DataApex, Praga, Tcheca).
Tabela 1.Condições de análise NexSAR Inert HPLC
Tabela 2.Parâmetros do instrumento NexION ICP-MS
(Clique para ver a imagem)
Resultados e discussões
►Os coeficientes de correlação para os produtos padrão Sb(III) e Sb(V) (1-10 μg/L, n=5) foram de 0,99934 e 0,99983, respectivamente (Figuras 1a e 1b).
Figura 1. (a) Solução de ácido cítrico a 1% de Sb(III), (b) Solução de ácido cítrico a 1% de Sb(V) Regressão linear do padrão de calibração de 1-10 μg/L e coeficientes de correlação correspondentes (clique para ver imagem maior)
►A sobreposição espectral dos padrões de calibração de 1-10 μg/L (Figura 2) mostra uma posição consistente de pico, indicando que a bomba NexSAR 200 Inert HPLC oferece velocidades de fluxo repetitivas e confiáveis, garantindo o reconhecimento preciso de picos cromatográficos e uma forma de pico sempre afiada, obtendo dados de alta precisão e excelente relação sinal-ruído.
Figura 2. Sobrepósito espectral de padrões de calibração em fase de fluxo (1-10 μg/L, n=5) (clique para ver imagem maior)
Neste estudo, a Clarity ™ A função de avaliação de ruído ASTM no software determina o limite quantitativo de cada morfologia, ou seja, o pico produzido é a concentração correspondente a 10 vezes a amplitude de ruído da linha de base (ou seja, 10 S/N (relação sinal-ruído)). Usando a fase de fluxo definida, os limites quantitativos de Sb(III) e Sb(V) são de 65 ng/L e 48 ng/L, respectivamente. Os limites quantitativos mais baixos podem ser alcançados de várias maneiras, como:Tempo de permanência prolongado para melhorar a relação sinal-ruído e aumentar a temperatura da coluna(conforme permitido pelas especificações da coluna cromatográfica),Alterar coluna cromatográfica(Diâmetro estreito)eFluxo igual- É.
►A Figura 3a-c mostra a sobreposição espectral de três amostras de solo não marcadas com amostras de solo marcadas (1 μg/L). A Tabela 3 mostra as medidas de três amostras de solo e as taxas de recuperação de Sb(III) e Sb(V) de cada amostra. A sobreposição espectrográfica mostra que a matriz da amostra não afeta o tempo de retenção de diferentes formas de antimónio, demonstrando a robustez do método e que essa propriedade é melhorada ainda mais pela precisão da velocidade de fluxo da bomba cromatográfica. A excelente taxa de recuperação de etiqueta confirma ainda mais o método e demonstra sua precisão para análises quantitativas de Sb(III) e Sb(V) em matrizes de solo.
Figura 3. Sobrepósito espectral de amostra de solo (azul) com amostra de solo marcada com 1 ppb (vermelho) (clique para ver imagem maior)
Tabela 3. Número de amostras de solo e taxa de recuperação
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Conclusão
Este estudo adotouSolução morfológica NexSAR HPLC-ICP-MSAvaliados Sb(III) e Sb(V) no solo, o sistemaSistema HPLC inerte NexSAR com NexION ICP-MSA lavagem uniforme permite a separação completa da linha de base de Sb(III) e Sb(V) em 4 minutos.
Como mostrou este estudo, NexION ICP-MSRobusto.Plasma e bomba HPLC NexSARPrecisão.Transporte de fase de fluxo,Critical para a separação e análise consistentes e repetidasTubos inertes sem resíduos metálicos NexSARGarantir que o sistema HPLC não produza poluiçãoA função de limpeza de vedação ativa reduz as necessidades de manutenção do sistema, aumenta o tempo de funcionamento do instrumento e, em última análise, aumenta o fluxo de laboratório.
►Consumíveis utilizados
(Clique para ver a imagem)
Documentos de referência
1. O destino relacionado à água dos 129 poluentes prioritários. USEPA, 1979 Washington, DC, EUA.
2. Filella, M et al, “Antimónio no ambiente: uma revisão focada em águas naturais II”, Química de soluções relevantes. Revisões de Ciências da Terra 59, 265-285.
3. Gudny Okkenhaug et al, “Distribuição, especiação e disponibilidade de antimônio (Sb) em solos e plantas terrestres de uma área de mineração ativa de Sb”, Poluição Ambiental, Vol. (159) 2427-2434, 2011.
4. Faye Liu et al, “Especiação de antimônio e contaminação das águas na área de mineração e fundição de antimônio de Xikuangshan, China”, Environ Geochem Health, Vol. (32) 401-413,2010.