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01
砷的毒性,取决于它的"形态"
砷不是单一物质。在水环境中,它主要以两种形态存在:
As(III) 的急性毒性是 As(V) 的 6-10 倍。
饮用水安全的真正威胁是长期低剂量暴露——IARC 将砷列为 Group 1 确认人类致癌物,皮肤癌、肺癌、膀胱癌风险随暴露年限累积。
形态决定命运:同样的总砷浓度,As(III) 占比越高,实际风险越大。
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02
传统光谱法的检测局限
ICP-MS 是痕量金属分析的有效手段,但对砷存在先天盲区——它只能测总砷,无法区分形态。当总砷一定时,无论 As(III) 占 10% 还是 90%,ICP-MS 给出相同数字,毒性评估被严重误导。
这意味着:
① 水样 A:10 μg/L,100% As(V) → ICP-MS 报"合格",实际风险较低 ?
② 水样 B:10 μg/L,80% As(III) → ICP-MS 报"合格",实际风险高 ??
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03
伏安极谱(VA)的独门绝技:形态分析
伏安极谱(VA)利用电化学还原的选择性,通过控制沉积电位实现砷形态区分——不打碎化学键,而是让不同价态"按电位出牌"。
884专业型伏安极谱仪与946便携式重金属分析仪
总砷测定
沉积电位 -1.0 V,溶液中 As(V) 被原位产生的新生氢还原为 As(III),进一步还原为 As? 沉积于金电极表面。溶出时 As? 氧化为 As(III),在 0 V 附近产生峰信号。此条件下,As(III) 与 As(V) 一并被定量,得总砷浓度。
总砷测定的谱图
三价砷测定
沉积电位降至 -0.5 V(或 -0.3 V 至 -0.6 V 区间),此电位仅足以还原 As(III),As(V) 因还原动力学障碍"按兵不动",不参与沉积。溶出后得 As(III) 专属信号。
三价砷测定的谱图
两式相减,即得 As(V) 含量。
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04
技术进化:全面普及非汞电极
传统伏安极谱依赖汞电极或汞膜电极,汞的毒性让技术推广受限。瑞士万通现已全面转向非汞电极体系。
scTRACE Gold 电极
专为砷形态分析优化。采用比头发还细的微金丝作为工作电极,通过丝网印刷技术将辅助电极和参比电极整合在同一基板上。
免机械维护,10 分钟激活即可使用。金表面对 As(III)/As(V) 的氧化还原反应具有优异的可逆性,砷检出限低于 1 μg/L。
scTRACE Gold 电极及微金丝特写
丝网印刷电极(SPE)
是低成本解决方案。将三电极打印在同一基板上,尺寸小巧,无需维护和预处理,即开即用,适合大批量筛查和现场快检。
SPE 电极示意图
铋(Bi)电极
是环保无毒的汞替代方案。铋在室温下为固体,氢过电位与汞相近,对铅、镉、镍、钴等重金属具有优异的检测灵敏度。
铋(Bi)电极
从汞电极到 SPE、铋电极、scTRACE Gold,VA 技术的电极进化之路,让形态分析更简单、更普及、更可持续。
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瑞士万通中国
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