第三节 硒 Selenium.

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1 第三节 硒 Selenium

2 一、重要理化特性 硒具有多种同素异构体，灰色晶体硒最稳定。 硒不溶于水，溶于硝酸和碱，与盐酸和稀硫酸不反应
常温氧和硒不作用，空气中加热燃烧生成二氧化硒。 二氧化硒溶于水生成亚硒酸，亚硒酸具有还原性，可被氧化成非常活泼的硒酸。 硒还可以与卤素、金属等生成化合物。

3 二、代谢和生物监测指标 职业接触：电子、橡胶、化工、染料等工业。
硒经呼吸道、消化道及皮肤进入体内，以硒蛋氨酸、硒代胱氨酸贮于组织。由尿排泄，排出形式主要是三甲基硒化物[(CH)3Se]＋，少量经呼吸道排出，主要是挥发性的二甲基硒化物[(CH3)2Se]Se。

4 三、作用和毒性 必需微量元素，谷胱甘肽过氧化酶的活性中心。具抗氧化，清除自由基，抗肿瘤作用。缺硒能引起克山病、大骨节病。
过量：食欲减退、毛发改变、支气管炎、植物神经紊乱、肝脏受损、偏瘫等。 参考值：血硒0.057～0.32µg/ml（国外），尿硒4.8～46µg/L（国外）。国内血硒0.197µg/ml，尿硒为24～82µg/L。

5 四、样品采集和保存 1. 血样 肝素钠抗凝。常规采样 2. 尿样 12h或24h尿样，混匀。可加少许苯甲酸钠，4℃保存。

6 五、血和尿中硒的测定 （一）荧光光度法 1．原理 在pH1.5～2.0的酸性条件下，硒（Ⅳ）与2,3-二氨基萘（2,3-diaminonaphthalene，DAN）反应生成4,5-苯并苤硒脑，反应式如下： Ex375nm，Em520nm。环己烷萃取后测定，标准曲线法定量。

7 2．样品处理和测定 血样：加入混合消化液（钼酸钠、高氯酸和去硒硫酸），沙浴120℃以下消化。
尿样：取尿样1ml加混合消化液置沙浴120℃以下消化。 处理及测定：工作曲线。消化后分别加入EDTA-盐酸羟胺-甲酚红混合液，1+1盐酸调pH至1.5～2.0。暗室操作：加1%DAN，混匀后加盖置沸水浴5min，流水冷却后，加环己烷提取5min，分层后有机相在Ex375nm，Em520nm测荧光强度。

8 3．注意事项 pH严格控制在1.5～2.0。pH<1.5，反应速度慢，萃取时易乳化；pH>2，DAN易分解与氧化。
反应时间、温度须严格一致，否则精密度差。 混合消化液的组成为5％Na2MoO4、H2SO4和HClO4（3＋3＋4）消化效果最好。空白稍高，可通过将硫酸去硒来降低空白。 硒含量也可用紫外光度计于378nm测定吸光度值。

9 （二）原子荧光光谱法 1．原理 尿（血）样经消化后，在盐酸酸性中，加热使六价硒还原成四价硒，再加入硼氢化钠（或硼氢化钾）使还原成硒化氢，由氩气带入石英原子化器中分解为原子态硒，在硒空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度与被测液中硒浓度成正比。 本法最低检测浓度0.3µg/L（2ml尿样），测定范围0～250µg/L。

10 2．样品处理和测定 样品消解：高氯酸－硝酸（1＋4）消解，盐酸转移，沸水浴加热30min，还原六价硒成四价硒。冷却后用水定容，加入铁氰化钾。
测定：工作曲线，依次测定荧光强度值，减去空白荧光值后绘制标准曲线。

11 3. 注意事项 盐酸溶液和硼氢化钾的浓度对硒氢化物生成影响较大，注意控制其浓度。 消化注意se挥发损失
在本法条件下，50µg铋、100µg砷、400µg铜、500µg锡和碲不干扰测定。

12 （三）氢化物发生－原子吸收光谱法 1．原理 尿（血）经酸消化后，在酸性介质中，用硼氢化钠将硒还原成硒化氢，由载气将硒化氢送入加热的石英原子化器内，解离成基态原子，测量硒原子对硒特征谱线的吸光度值。 本法最低检出浓度为0.7µg/L。

13 2．样品处理和测定 混合酸（硝酸-高氯酸-硫酸＝3＋1＋1）砂浴上消化，盐酸转移，沸水浴30min，将六价硒还原成四价。以蒸馏水作空白。
工作曲线

14 3. 注意事项 控制消化温度和时间及消化终点十分重要。要待砂浴温度达到消化温度后，始消化，待冒白色烟雾时停止，以保证消化回收率。
防止污染是保证测定结果准确度，使用低空白试剂，尤其是硫酸。 1mg/L钴和镍、2mg/L铁和3mg/L铜不干扰测定。砷对硒的测定有一定程度的干扰，若样品中砷浓度高，可用通过稀释样品来减少砷的干扰。

15 第四节 碘 Iodine

16 一、重要理化性质 易升华。沸点183～184℃。氧化性较强。
碘以蒸气形态出现时是分子。水中溶解度极低，易溶于KI溶液，形成多碘化合物KI3，KI5，KI7等。自然界中的碘以化合物形式存在，主要是碘化钾、碘化钠、碘酸盐等。

17 二、代谢和生物监测指标 碘是必需微量元素，甲状腺的重要组成成分(70%～80%) 。正常人体含碘15～20 mg
碘通过消化道、呼吸道、或经皮肤进入人体。 体内碘主要经肾脏排出，尿碘可作为甲状腺功能检验的辅助，是地甲病评价指标之一，也可作为碘及其化合物职业中毒诊断指标

18 缺 碘 碘过量 高碘甲亢和甲低

19 三、样品采集及保存 尿样 常规采样，注意密封 血样 常规采样，肝素抗凝，4℃保存。

20 四、血和尿中碘的测定 分光光度法（催化光度法）； 顶空气相色谱法；
电化学分析法：离子选择电极法；电化学滴定法（硝酸银，硫代硫酸钠）；极谱法；溶出伏安法； ICP-MS法（记忆效应，检出限>1ppb)； 间接AAS； 离子色谱法； 毛细管电泳

21 （一）砷铈催化分光光度法 （WS/T 107-2006 ） 1．原理 酸性介质，碘催化砷铈氧化还原：
1．原理 酸性介质，碘催化砷铈氧化还原： H3AsO3＋2Ce4＋+H2O H3AsO4＋2Ce3+＋2H+ 反应中黄色的Ce4+被还原成无色的Ce3+，碘越高，反应速度越快，剩余Ce4+越少，在单位时间内，被还原的Ce4+量与碘量成正比。控制反应温度和时间，在405nm波长下测定体系中剩余Ce4+的吸光度，求出碘含量。 本法最低检测浓度5µg/L（尿样0.2ml）

22 2．样品处理 （1）尿样：加入氯酸（KClO3和HClO4反应生成），110～115℃消化60min。或过硫酸铵 (NH4)2S2O8，100℃消化60min。 （2）血清：混合酸消化。

23 3．测定方法 标准溶液或样液 加亚砷酸 30℃15min 加硫酸铈铵 30℃15min 405nm测定

24 4. 注意事项 消化用氯酸质量影响测定结果。配制时，氯酸钾应缓慢加热沸腾至溶解，加高氯酸缓慢进行，氯酸溶液在过滤前应在4℃冰箱过夜。
消化后，有消化管呈现黄色，主要是氯酸分解所致，室温放置褪色后不影响测定。 在1L尿样中，尿素25g，肌酐1.5g，氯化钠20g，磷酸氢二铵4.2g，硝酸钾1g，Ca2+、Mg2+500mg，SCN－100mg，F－10mg，Fe2+ 5mg ，Mn2+、Cu2+、Cr（VI） 、Co2+ 各1mg ，Hg2+0.1mg不干扰测定。

25 （二）顶空气相色谱法 1．原理 碘离子与硫酸二甲酯在70℃条件下发生甲基化反应，生成电负性较强的碘甲烷，用气相色谱柱分离，电子捕获检测器测定，碘甲烷的色谱峰高与碘离子浓度在一定条件下成正比。

26 2．色谱条件 色谱柱固定相为Poraksk-P，80～100目（或406有机载体）；电子捕获检测器；载气（氮气）流速60ml/min；色谱柱温度120℃；检测器温度140℃。

27 3．测定方法 KI标准溶液和适量样液 70℃水浴20min GC测定 加水稀释，少量锌粉 1mol/L NaOH 硫酸二甲酯
取顶空气1ml测定 GC测定

28 4. 注意事项 硫酸二甲酯：无色液体，极毒！其蒸气对眼睛和呼吸道有强烈刺激作用，对皮肤有腐蚀作用。可用氢氧化铵作解毒剂。比重1.3516，mp－26.8℃，bp188.3℃（分解）。不溶于水，溶于乙醇和乙醚，在冷水中缓缓分解，随温度上升而加速，是良好的甲基化剂。

29 干扰：Cl－浓度＞15mg/ml时会产生干扰，Br-可生成相应的溴甲烷，但其保留时间与碘甲烷不同，色谱峰能分开，不干扰测定。NO3－对本法有正干扰，其浓度＞5µg/ml时，测定结果偏高。加入锌粉和氢氧化钠后，可消除其干扰，基于如下反应： NO3－ ＋ 4Zn ＋ 7OH－ NH3 ＋ 4ZnO2+ ＋ 2H2O

30 （三）离子色谱法测定尿碘 1. 原理 以硝酸为淋洗液，阴离子交换柱分离尿中碘离子，工作电极为Ag 电极,参比电极为Ag/ Agcl 电极的直流安培检测检测，测得的电流大小与碘离子成正比。

31 2. 样品采集和处理 常规采集和保存 过滤直接进样

32 3. 色谱条件 分析柱: IonPac AS7 (250mm ×4mm) 保护柱: IonPacA G7 (50mm ×4mm)
淋洗液: 50mmol / L 的硝酸; 流速:1.5ml / min 进样量为20μl 检测方式:直流安培，

33 4. 注意事项 分离柱的选择：由于碘离子是一种疏水性的离子, 故宜选择亲水性的分离柱, IonPacAS7 是一种亲水性的薄树脂, 可以减弱碘离子的吸附和改善峰型 如发现安培检测器的灵敏度下降, 应及时清洗电极, 电极复原后再使用 标准加入法定量，去除基底干扰

34 第五节 砷 Arsenic

35 一、重要理化特性 单质砷有黑色、灰色、黄色三种同素异构体。其中灰色结晶具有金属性，质脆而硬。
不溶于水，溶于硝酸和王水。在潮湿空气中易氧化。硝酸、王水等可将砷氧化成砷酸。 砷能与酸、氧化剂和卤素反应生成有毒烟雾。

36 二、代谢和生物监测指标 职业接触：金属矿开采和砷的精炼过程。
砷化物作为添加元素用于半导体、玻璃、染料；还可作为煤气促媒剂、脱硫剂，木材和皮革防腐剂，玻璃的脱色剂，金属焊接剂等。

37 砷可经呼吸道、皮肤或消化道进入体内。90%以上在红细胞内，与珠蛋白迅速结合并随血液循环分布到全身，贮于肝、肾、脾和骨骼。
体内吸收的砷主要从尿中排出，尿砷是最常用的生物监测指标，发砷有时也作为监测指标。 尿砷的正常参考值是12～260µg/L。 BEI:50mg/g肌酐。

38 易与巯基结合，从而引起含巯基的酶、辅酶和蛋白质生物活性及功能改变。
充血 中毒性神经衰弱/神经病

39 三、样品采集及保存 尿样 尿砷生物半减期约为10～24h，一般采集班后尿。不加防腐剂，4℃冰箱可保存2周。 发样 按常规方法采集和保存。

40 四、尿和发中砷的测定 分光光度法：古蔡法、钼蓝法和二乙基二硫代氨基甲酸银（DDC-Ag）法、催化动力光度法（亚甲兰） 荧光淬灭法（吡咯红）
氢化物发生-火焰原子吸收法； 原子荧光光谱法； 催化极谱法：磷酸-碘化钾-碲 X-射线荧光法 ICP

41 DDC-Ag分光光度法 1．原理 在碘化钾和酸性氯化亚锡存在下，使五价砷还原为三价砷，然后与新生态氢反应，生成砷化氢气体。砷化氢气体首先通过乙酸铅浸泡过棉花除去硫化氢，然后通入DDC-Ag的三氯甲烷溶液中，银被砷化氢还原成红色胶态银，可在520nm波长测定其吸光度值。

42 2．样品处理 尿/发样：硫酸－硝酸-高氯酸消化

43 3．测定步骤 乙酸铅棉花 反应45~60min 520nm测定吸光度 DDC-Ag吸收液 加硫酸、碘化钾 混匀，放置5min

44 4．注意事项 消化彻底，除尽氮氧化物，否则影响测定。 锌粒表面积与还原反应关系大，10～20目锌粒
砷化氢吸收管及导管须干燥，微量水都将使DDC-Ag三氯甲烷吸收液变混浊而影响测定。 加锌粒后应立即盖紧瓶口，并在砷化氢发生瓶磨口处水封，以防止漏气。

45 （二）原子荧光光谱法 1．原理 尿样（发样）经消解后，在酸性条件下，加入硫脲使五价砷还原成三价砷，再加入硼氢化钠（或硼氢化钾）使其还原成砷化氢，由氩气带入石英原子化器中分解为原子态砷。在砷空心阴极灯发射光激发下产生原子荧光，在一定条件下荧光强度与被测液中砷浓度成正比。

46 2．样品处理 尿样：取尿样，硝酸-微波炉消化，驱酸，加还原剂测定。
发样：HNO3-HClO4（4＋1）微波消化，用以225W和500W分别消解6min及14min，加HCl和还原剂（5%VC＋硫脲），水定容，待测。

47 3．测定方法 工作曲线法 消化后加入盐酸和抗坏血酸-硫脲，室温反应30min。193.7nm下测定标准系列和样品溶液的荧光强度值。以水代替尿样，按样品同样处理测定，作为空白对照。

48 4．注意事项 氢化物发生反应的盐酸浓度在2%～20%时荧光强度最大。 硼氢化钾溶液的稳定性较差，须加入一定量氢氧化钠以提高其稳定性。
5倍量以下Sb，20倍量以下Pb，25倍以下Sn不干扰测定，K和Na对测定无干扰。

49 （三）氢化物发生-原子吸收光谱法测定尿砷
1．原理 砷在酸性溶液中被硼氢化钠（钾）还原形成极易挥发的共价氢化物（AsH3），当加热至一定温度时，氢化物便分解成基态原子，基态原子能吸收该元素特征的共振线，其吸光度值与该元素含量在一定条件下成正比。

50 2．样品处理 取一定量混匀尿样，加入硝酸-硫酸-高氯酸（3＋1＋1）混合酸，加热消化破坏有机物，直至出现三氧化硫白烟。冷却后，定容待测。

51 3．测定方法 工作曲线法 取一定量制备好的待测液于氢化物发生装置反应瓶中，加盐酸溶液，与氢化物发生装置连接，加入硼氢化钠溶液，产生的砷化氢，用氩气输送到空气-乙炔火焰上的石墨管中。在193.7nm波长下，测定砷原子的吸收峰值，并绘制标准曲线。

52 4．注意事项 职业接触者砷的排出很快，尿样采集时间可以在班末。尿样不需加防腐剂。
盐酸溶液和还原剂的浓度对氢化反应影响很大，同一批样品要严格保持一致。 10倍量以上的Cr（Ⅵ）、1倍量以上的Se（Ⅳ）有明显负干扰，但一般尿样中未达到干扰水平，用尿样加标制备标准曲线，可消除干扰。

53 第六节 氟 Fluorine

54 一、理化特性 单质氟是具特殊嗅味的淡黄色气体，极易与其他元素反应生成稳定氟化物。强氧化剂。
氟化氢是无色具刺激性嗅味气体，无水氟化氢是强酸，可与多种金属反应生成氢气，可溶解玻璃。 四氟化硅是无色窒息性气体，遇水生成氟化氢和四氟化硅。

55 二、代谢及生物监测指标 接触机会：

56 血、尿、头发和指甲中氟均可为氟暴露的指标。
消化道 呼吸道 血 氟 95% 尿氟 75% 血、尿、头发和指甲中氟均可为氟暴露的指标。

57 每日需氟量约为1.0～1.5mg，最大安全摄入量3～4mg/d。若每日摄氟量超过6mg，就可能引起氟中毒（fluorosis）。

58 三、样品采集和保存 1. 尿样 晨尿，常规采样，浓盐酸或苯甲酸防腐。不能及时测定，应保存于冰箱中。
1. 尿样 晨尿，常规采样，浓盐酸或苯甲酸防腐。不能及时测定，应保存于冰箱中。 冷保存的尿会析出尿酸盐，分析时需加热使沉淀完全溶解后再测定。

59 2. 血样 早晨空腹血样。如果要分别测定血清氟、血浆氟或血细胞氟含量，应尽快对血样进行分离。如隔日检验，应封口冰箱储存。一般-20℃冷藏，保存期可达6个月，4℃冰箱冷藏，保存期为15d。

60 3. 硬组织 硬组织包括骨、牙齿和指甲等。脱离的牙齿、修剪出的指甲和动物宰杀后取出的骨骼等都可用于氟化物的测定。
4. 发样 采枕部发际以上2cm的全发1～2g，或用不锈钢齿剪在不影响被采样者发型的情况下随机取全发样。

61 四、尿氟的测定 氟离子选择电极法： 1．原理 以饱和甘汞电极（SCE）为参比、氟离子选择电极为指示电极，插入溶液后组成化学原电池。该电池电动势在一定条件下与试液中氟离子活度的对数成线性关系，当标准溶液和试液活度一定时，可通过测定标准溶液和试液的电池电动势，求出溶液中氟离子的浓度。

62 2．样品处理和测定 尿氟测定可视基体组成情况采用标准曲线法和标准加入法。

63 3．注意事项 为使测试体系的TISAB浓度维持在一定范围，标准加入法所加标准液的浓度，应比试液浓度高10～100倍，加入体积为试液的1/50～1/100。 三价铁铝等高价阳离子易与氟离子配合而影响氟离子的测定，测定液pH为5.0~5.5，用TISAB可消除干扰离子及酸度的影响。 温度影响电极的电位和样品的离解。

64 五、血氟的测定 血中氟离子的测定多采用氟离子选择电极法。可用微容池代替25ml烧杯。
正常情况下，全血氟含量0.5mg/L，红细胞0.45mg/L，血浆1.2mg/L，血清0.027mg/L。

65 硬组织中氟的测定 除去硬组织表面污物； 炭化后于高温电炉550℃～600℃灰化5～6h； 冷却、称灰重后，在玛瑙研钵中研成粉末；
称取一定量灰分用盐酸溶解，加溴酚蓝和NaOH中和至刚显蓝色； 加入TISAB，用水稀释至25ml，用氟离子选择电极法测定。

66 头发中氟的测定 将发样浸入75%乙醇0.5h，用去离子水冲洗后于80℃烘烤1h，将头发剪断。
10ml去离子水溶解残渣，用氟离子选择电极法进行测定。

67 软组织中氟的测定 称取一定量脏器，用吸水纸将组织表面水分吸干后放入高温电炉600℃灰化2h，以下操作步骤同硬组织中氟的测定。

68 第七节 氰化物 Cyanide

69 一、理化特性 氰化氢为无色气体，有苦杏仁味。在空气中均匀弥散。易溶于水、乙醇和乙醚。其水溶液氢氰酸为无色液体。
氰化氢在空气中可燃，空气含量达5.6％～12.8％时，具爆炸性。 氰化钠（钾）剧毒，易溶于水，溶液碱性，易分解。在湿空气中潮解并放出微量氰化氢，与酸接触释放HCN。 氰化物在体内的代谢产物硫氰酸盐。硫氰酸盐（thiocyanate）易溶于水、乙醇和丙酮。

70 二、代谢和生物监测指标 氰化氢主要通过呼吸道进入人体。高浓度蒸气和氢氰酸液体可经皮肤进入。
CN－绝大部分在硫氰酸生成酶（rhodanese）催化下与体内供硫化合物（胱氨酸、半胱氨酸等）作用生成硫氰酸盐（thiocyanate）经肾排出。 尿硫氰酸盐含量是职业性氰化物接触者的重要参考指标。

71 氰化物在体内代谢图

72 毒 性 剧毒！ CN－可抑制多种酶活性，与细胞呼吸酶亲和力最大，能迅速与细胞色素氧化酶的Fe3+结合，使其失去传递电子的能力，呼吸链中断，引起细胞内窒息。

73 三、样品采集和保存 用具盖聚乙烯塑料瓶采集班后尿，摇匀，尽快测量比重。尿样应尽快测定。

74 四、尿中硫氰酸盐的测定 （一）吡啶－巴比妥酸分光光度法
1．原理 微酸条件下，尿中硫氰酸盐和氯胺T反应生成氯化氰。氯化氰使吡啶环裂开，产生戊烯二醛。戊烯二醛与巴比妥酸作用，生成紫红色染料。580nm波长可见光有特征吸收，其吸光度值与硫氰酸盐含量成正比。 本法的最低检测浓度为1mg/L（0.10ml尿样）；测定范围0.1～2.0μg。

75 2．测定方法 放置5min后，加入2ml吡啶－巴比妥酸溶液 光度测定（580nm） 0.10ml正常人混合尿
2ml PBS（pH7.0）混匀 0.2ml氯胺T，混匀，密塞 放置5min后，加入2ml吡啶－巴比妥酸溶液 室温显色20min 光度测定（580nm）

76 3．注意事项 （1）显色温度应保持在25℃以上，吡啶-巴比妥酸溶液临用新配，放置时间长影响吸光度值。
（2）CN-同样会显色，测出的结果是CN-和CSN-的总量。

77 （二）顶空气相色谱法 1．原理 在pH2.0的盐酸酸性介质中，硫氰酸盐与氯胺T在顶空瓶中反应转变为氯化氰，在40℃水浴中恒温30min达气液平衡后，取顶空气进样，用电子捕获检测器检测，标准曲线法定量。

78 2．色谱条件 色谱柱：1.2m×3.2mm玻璃柱，内填充GDX-102，80～100目； 柱温80℃； ECD检测器； 气化室温度170℃；
载气：高纯氮气，流量50ml/min。 GDX-102的化学组成是二乙烯苯、苯乙烯共聚物。GDX为高分子多孔小球的拼音缩写 .

79 3．测定方法 取若干顶空瓶分别加入不同浓度的硫氰酸钾标液，另取一顶空瓶加入尿样； 加入盐酸使pH为2.0；
加入1%氯胺T溶液，迅速盖紧瓶塞，混匀，置40℃水浴平衡30min； 取30µl顶空气进样，记录色谱峰高； 以色谱峰高对硫氰酸钾浓度绘制标准曲线，在曲线上查找尿样中硫氰酸盐含量。