土壤学报硒元素形态分析在环境分析中的地位

　　摘要：元素的形态分析目前是环境分析研究中的热点之一，通过对元素形态的分析，可有助我们认识各有毒元素的毒理特性及其在环境中的迁移转化行为，而硒元素基于自身“双重性”的特点已备受关注，对其形态的分析亦成为诸多学者的研究课题。本文针对硒元素的形态分析，介绍了环境分析的发展趋势及硒元素形态分析的必要性，并综述了近几年硒元素形态分析的样品前处理方法、分离方法及检测方法。

　　关键词：硒,形态,提取,分离,检测

　　一、前言

　　1.环境分析的发展趋势

　　环境分析所提供的环境中化学物质种类、含量、形态等信息为评价环境质量、污染控制和治理的成效、制定环境保护政策以及解决环境问题等提供了科学依据。而目前环境分析发展的趋势主要包括以下五个方面[1]：

　　（1）高效预富集、分离方法的研究；

　　（2）环境分析监测技术的连续自动化；

　　（3）开发新的用于环境分析化学的计算机软件；

　　（4）各种方法和仪器的联用；

　　（5）提出新原理，发展新方法。

　　其中，各种方法和仪器的联用技术可将不同的仪器、不同的方法联用，取长补短，有效的发挥各种技术的特长，可解决重大的、复杂的环境分析问题（如复杂体系中越痕量元素分析、形态分析等），是目前环境分析研究的热点。

　　2.硒元素形态分析的必要性

　　目前很多学者均对对环境中的汞、砷、硒等元素的形态分析进行了一定的研究。其中，硒是一种重要的微量元素，它被世界卫生组织列为人和动物所必需的14中微量元素之一[2]。硒在自然界中以多种结合形态存在，可分为无机硒和有机硒，其中无机硒主要有单质硒、硒化物、亚硒酸盐、硒酸盐等；有机硒主要有：硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸、硒乙硫基氨基酪酸、硒甲基硒代半胱氨酸、硒甲基硒代蛋氨酸、硒脲、硒胱胺、二甲基硒、二甲基二硒、三甲基硒、二乙基硒、甲基亚硒酸脂、甲基硒砜、硒蛋白等。缺硒会导致多种疾病，然而摄入硒元素过多则会引起中毒。经研究发现硒的毒性和生物可利用度在很大程度上取决于硒的化学形态，如硒化氢的毒性最大，亚硒酸钠的毒性略大于硒酸钠，而以氨基酸和蛋白质结合的有机硒的毒性低于无机硒，硒代氨基酸、植物中的硒化合物以及水溶性硒酸钠和亚硒酸钠的生物利用度较高，所以对生物和环境中硒元素的形态的研究具有非常重要的意义。

　　二、样品的前处理

　　在分析样品中的硒之前，一般都需要利用消化、分离、富集等手段对样品进行处理，以保证准确的定量分析。

　　1.总硒的消化

　　目前，对于固体样品（如植物）中总硒的检测主要采用硝酸和高氯酸混合溶液对其进行消化[8]；而对于水样中总硒的检测则不需要硝酸和高氯酸进行消化。

　　2.不同形态硒的提取

　　根据硒元素的结合形态可分为无机态硒和有机态硒两大类，为了能够准确测定样品中的硒形态，必须用合适的提取液完整高效的把不同形态的硒提取出来。形态的提取常常需要一步或多步萃取，一步萃取的方法相对比较简单，形态发生变化较小，但是提取效率较低；而多步萃取方法可以根据各种硒形态不同特点采取不同的萃取方法，大大提高了样品的提取效率，但是很难保证样品中硒形态的完整性。用不同的提取方法，其所分的硒的形态也不同，如表1是对一些样品中不同形态硒的提取方法。

　　三、硒的检测方法

　　目前，对硒的检测方法有很多，其主要的分析方法有紫外-可见分光光度法、荧光光度法、氢化物发生-原子荧光光谱法、氢化物发生-原子吸收光谱法、电感耦合等离子体-原子发射光谱法、气相色谱-原子吸收光谱联用、ICP-MS与多种分析技术联用等。一下重点介绍一下氢化物-原子荧光光谱法和色谱与检测器联用技术。

　　1.氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）

　　氢化物发生-原子荧光光谱法灵敏度高，操作简单、快速，仪器价格便宜，一般实验室都有能力配备，所以广泛用于氢化物生成元素的分析。表2为原子荧光光谱法测定硒元素的一些应用实例。

　　2.联用技术在硒形态检测中的应用

　　与单一的检测技术相比，联用技术通常能将高灵敏度的检测技术和高选择性的分离技术结合在一起，具有更强的分离能力，并有助于硒形态分析的灵敏度和准确度的改善。联用技术主要是利用色谱技术和检测器的联用，如AAS、AES、AFS、ICP-AES、ICP-MS和ESI-MS等检测仪器与色谱的联用。

　　邱建华[2]用HPLC-HG-AFS联用技术成功分离并检测出了富硒酵母中四种主要的硒形态：硒蛋氨酸、硒胱氨酸、Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）。Larsen等用阴阳离子交换色谱与ICP-MS联用分离出了12种标准硒样品，在阳离子交换分离中，以吡啶甲酸盐为流动相，阴离子交换以水杨酸-Tris为流动相。Feldman等采用反相柱，用甲醇作为流动相，与ICP-MS联用，定量的测定了硒代胱氨酸、硒代蛋氨酸和硒代已硫氨酸，并得到了理想的分离效果。

　　四、结语

　　近年来在环境中硒元素形态的分析方面已有了较大的进展，发展起来了多种分离检测的手段，尤其是开始利用联用技术以后。然而，硒元素在化合物中的结合形式多种多样，在样品提取过程中其形态很容易发生改变，所以在硒形态分析过程中其提取方法是一个非常重要的过程。为了能加深入的探索一些未知的硒形态，还有大量的工作需要做。

　　参考文献

　　[1]韦进宝，钱沙华.环境分析化学[M].化学工业出版社，2002.

　　[2]邱建华.用于高效液相色谱-原子荧光光谱连用的硫脲预还原氢化物发生接口技术及其.