姚軍,武鈺,劉俊,楊忠,王婷
(1.新疆產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院,新疆 烏魯木齊 830011;2.新疆醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830011;
3.新疆出入境檢驗檢疫局技術(shù)中心,新疆 烏魯木齊 830063)
新疆是古“絲綢之路”的重要通道,有著許多傳統(tǒng)的商道和口岸,隨著沿邊開放戰(zhàn)略的實施,新疆己成為中國西部對外開放的前沿。近幾年,新疆吉木乃等出口岸出現(xiàn)以“樹脂”、“黃金礦渣混合物”等名義從哈薩克斯坦國進(jìn)口的提取金的副產(chǎn)物,經(jīng)鑒定確定為“載金樹脂物料”,即采用樹脂提取金礦工藝中剩下可利用并具有高附加值的產(chǎn)物。依據(jù)“載金樹脂”特性,它在吸附Au 的同時,通常會吸附Ag 以及超過Au 幾倍甚至幾十倍其他稀有金屬及雜質(zhì)如:Au、Ag、Cu、Pt、Fe、Co、Ni、Zn、Pb、As、Cr、Hg、Cd等成分,且這許多離子和雜質(zhì)的化學(xué)行為又各有不同,而使解析再生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜。若其中有害元素Hg 的含量超過國家相關(guān)的限量值,將對環(huán)境和公眾造成一定的危害。由于目前無相關(guān)的檢驗、鑒定方法,常常給口岸的檢驗和監(jiān)管工作帶來很大難度,因此研究制定出快速檢測“載金樹脂物料”中被限制有害元素的含量迫在眉睫。
目前,汞的檢測主要分為冷原子吸收法和原子熒光法兩種,工作原理上大多采用的仍是化學(xué)法——即樣品預(yù)處理制成溶液,其中被測汞轉(zhuǎn)為二價態(tài)(Hg2+),再經(jīng)氯化亞錫(SnCl2)或KBH4還原為汞蒸汽(原子汞),然后測定[1-6]。化學(xué)法僅適合于溶液狀態(tài)下的樣品測定,對于固體或氣體樣品是無法直接測定的,需要較繁瑣的樣品預(yù)處理過程,無疑在時間和試劑上增加了消耗,也帶來了產(chǎn)生更大誤差的可能。本文將采用Hydra C 自動固體測汞儀,該測汞儀在測定原理上采用美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)認(rèn)可的雙光束冷原子吸收光譜法,它的獨特之處在于它的工作原理——即形成金汞齊。實驗證明,該方法運作成本較低,且免去了繁瑣的樣品預(yù)處理過程,有效避免了樣品處理過程汞的揮發(fā)損失[7-8],能夠準(zhǔn)確、快速測定載金樹脂物料中的汞含量。
載金樹脂(批號分別1#~10#),新疆吉木乃縣口岸樣品;汞標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 μg/mL),介質(zhì):10%HCl,國家鋼鐵材料測試中心鋼材研究總院提供;KBH4、KOH、HNO3、HClO4等均為優(yōu)級純;實驗用水為超純水;所用的玻璃儀器以1 +1 硝酸浸泡24 h,用超純水反復(fù)沖洗。
Hydra C 自動固體測汞儀;AB135-S 型電子天平;AFS-3100 雙道原子熒光分光光度計。
1.2.1 汞標(biāo)準(zhǔn)儲備液的制備 準(zhǔn)確移取1 mL 濃度為1 000 μg/mL 的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液,置于10 mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,得100 μg/mL 汞標(biāo)準(zhǔn)儲備液。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液 將100 μg/mL 汞標(biāo)準(zhǔn)儲備液用去離子水逐級稀釋為0.0,20.0,40.0,60.0,80.0,100.0 ng/mL 系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。
樣品在105 ℃的干燥箱中烘3 h,以去除水分。烘干后的樣品經(jīng)研磨機碎至200 目,制成待測樣品,放入盛有硅膠的干燥器中保存,冷卻至室溫后,待用。
準(zhǔn)確稱取0.05 g 樣品粉末置于石英舟中、密閉,然后將石英舟放入樣品室。再經(jīng)過干燥溫度300 ℃,干燥時間50 s,分解溫度800 ℃,分解時間200 s,等待時間60 s,加熱使樣品形成汞蒸汽,在載氣(經(jīng)純化過濾的空氣)的帶動下,經(jīng)過氣液分離,干燥后的汞蒸汽被收集管富集形成金汞齊,然后,收集管被加熱將釋放的汞蒸汽帶入檢測池分析測定。檢測參數(shù):Hg 波長253,65 nm,泵速150 mL/min,UV 光電檢測器,自動標(biāo)尺擴展,動態(tài)范圍0 ~1 200 ng,平均分析時間10 min。
分別精密量取1.2 節(jié)中系列標(biāo)準(zhǔn)溶液100 μL于石英舟中按1.4 節(jié)條件進(jìn)行測定,繪制校準(zhǔn)曲線,得到橫坐標(biāo)為質(zhì)量(ng),縱坐標(biāo)為A 的校準(zhǔn)曲線,其直線回歸方程為y = 1 319. 6x + 337. 43,r =0.999 5,線性范圍0.0 ~100.0 ng/mL。
取1.2 節(jié)20.0 ng/mL 的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液逐步稀釋,當(dāng)信噪比S/N≈3 時,方法檢出限為0.2 μg/kg;當(dāng)信噪比S/N≈10 時,方法定量限為0.66 μg/kg。
取1.2 節(jié)40.0 ng/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按1.4 節(jié)條件連續(xù)測定5 次。計算得Hg 的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.94%,表明儀器有較好的精密度。
分別取1#樣品共5 份,按1.3 節(jié)方法制備供試品,按1.4 節(jié)條件進(jìn)行測定,結(jié)果樣品平均含汞量(n=5)為56.67 mg/kg,RSD 為4.1%。表明樣品前處理方法及測定方法的重復(fù)性較好。
取批號1#~10#的載金樹脂,按1.3 節(jié)進(jìn)行樣品處理,按1. 4 節(jié)方法進(jìn)行測定。同時采用SN/T 1910—2007 標(biāo)準(zhǔn)中的原子熒光法進(jìn)行測定[9],樣品測定結(jié)果見表1。
表1 樣品測定結(jié)果(n=5)Table 1 Content determination of Hg for sample
檢測方法的準(zhǔn)確度一般采用加標(biāo)回收率實驗驗證,并且要進(jìn)行低、中、高三個水平進(jìn)行考察,但由于本方法采用的固體進(jìn)樣進(jìn)行分析,很難設(shè)計合理的加標(biāo)回收率試驗,因此采用SN/T 1910—2007 標(biāo)準(zhǔn)中的原子熒光法進(jìn)行測定,兩種方法的測定結(jié)果無顯著性差異(P >0.05)。表明固體進(jìn)樣-冷原子吸收光譜法準(zhǔn)確、可靠。
通過對10 批載金樹脂物料中汞含量的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),進(jìn)口的載金樹脂物料中含有一定量的汞,最高含量達(dá)到56.67 mg/kg,并且不同樹脂中汞含量差異較大,這些樹脂物料如果隨意丟棄,會對環(huán)境造成潛在的危害。
采用自動固體測汞儀直接進(jìn)樣,免去了樣品的預(yù)處理過程,可避免樣品損失,減小了操作者的工作強度,大大地提高了工作效率,獨特的干燥管除水技術(shù)避免干擾信號,故能得到較高的回收率,且無需恒溫、即開即用、快速簡單,整個分析時間僅為10 min。并可將室內(nèi)空氣經(jīng)儀器所帶過濾器特殊處理后作為載氣使用,縮減了操作成本在今后越來越多的汞檢測中將會得到廣泛的應(yīng)用。
[1] 李平,馮新斌,仇廣樂.貴州汞礦區(qū)居民食用大米的甲基汞暴露及健康風(fēng)險評價[J]. 生態(tài)學(xué)雜志,2011,30(5):914-921.
[2] 姜杰,張慧敏,楊俊,等.冷原子吸收法測定深圳市場牡蠣中總汞含量[J].中國熱帶醫(yī)學(xué),2011,11(5):561-562.
[3] 宋雯,陳志軍,朱智偉,等.南方6 省稻米總汞含量調(diào)查及其膳食暴露評估[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2011,30(5):817-823.
[4] 蘭衛(wèi),陶寧,耿直. 新疆西紅花重金屬、農(nóng)藥殘留檢測[J].新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2010,33(8):861-862.
[5] 陳旭輝,徐嶸,顧浩飛,等.原子熒光光譜法測定包裝紙中汞[J].理化檢測-化學(xué)分冊,2011,47(12):1485-1487.
[6] 李岑,楊紅霞,魏立新,等. GAE-AFS 法分析藏藥當(dāng)佐中總汞與人工胃液中的游離態(tài)汞[J].光譜學(xué)與光譜分析,2011,31(7):1950-1953.
[7] 朱佩思,許德娟,陳永欣,等.全自動測汞儀測定磷礦石中汞的不確定度評定[J].河南化工,2013,30(4):53-56.
[8] 余淑媛,陳向陽,馮均利,等.直接進(jìn)樣-冷原子吸收光譜法測定礦產(chǎn)品中汞[J].冶金分析,2010,30(7):39-43.
[9] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. SN/T 1910—2007 進(jìn)出口卷煙紙中汞含量的測定,原子熒光法[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.