蘭 嵐

(宜春市環(huán)境監(jiān)測站，江西 宜春 336000)

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原子熒光法測定地表水中汞的分析方法

蘭 嵐

(宜春市環(huán)境監(jiān)測站，江西 宜春 336000)

目的：建立簡便、靈敏、準(zhǔn)確的測定地表水中汞的測定方法。方法：采用原子熒光法測定地表水中的汞，將水中汞在酸性介質(zhì)中消解，被硼氫化鉀還原成原子態(tài)，用原子熒光法測定。結(jié)果：實(shí)驗(yàn)表明，方法的線性范圍0-1.0μg/L，相關(guān)系數(shù)r=0.9998，方法的檢出限為9.0×10-4μg/L，用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差考察方法的精密度，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.0%，用加標(biāo)回收和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)考察方法的準(zhǔn)確度，加標(biāo)回收率為86.0%-103.8%，測定了國家環(huán)境保護(hù)總局提供的標(biāo)準(zhǔn)參考物GSBZ50016-90 202034，測定值均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。結(jié)論：該方法簡單、靈敏、準(zhǔn)確，適用于地表水中汞的測定。

原子熒光法 汞 地表水

汞是構(gòu)成地球的元素之一，自然界的汞主要以硫化汞形式存在。汞及其化合物屬于劇毒物質(zhì)，可在體內(nèi)蓄積。地表水中的汞污染主要來自貴金屬冶煉、儀器儀表制造、機(jī)電、化工及軍事等工業(yè)排放廢水。進(jìn)入水體的無機(jī)汞離子可轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿蟮挠袡C(jī)汞，經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，引起全身中毒。因此我國把汞列為“第一類污染物”，同時汞也是我國實(shí)施排放總量控制的指標(biāo)之一。國家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對汞的含量進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。

目前地表水中汞的測定國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法有《水質(zhì)總汞的測定、冷原子吸收分光光度法》(HJ597-2011)和《水質(zhì)總汞的測定冷原子熒光法(試行)》(HJ/T341-2007)以及雙硫腙光度法等。原子熒光技術(shù)是近十幾年發(fā)展較快的一種新的分析技術(shù)，本文采用AFS-922雙道原子熒光光度計(jì)測定地表水中的汞，選擇了最佳的儀器條件，進(jìn)行了酸介質(zhì)、酸度的選擇，進(jìn)行了方法的檢出限、線性范圍、精密度、加標(biāo)回收率等方法學(xué)的研究。結(jié)果表明此方法操作簡便，靈敏度高，便于推廣，適用于地表水中汞的測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 基本原理

采用原子熒光法測定水樣中的汞，其測定原理是在酸性條件下，以硼氫化鉀為還原劑，使二價汞還原為元素汞。過量氫氣和汞蒸汽與載氣氬氣混合，進(jìn)入原子化器，氫氣和氬氣在特別點(diǎn)火裝置的作用下形成氬氫火焰，使待測元素原子化。特別汞空心陰極燈發(fā)射的特征譜線通過聚焦，激發(fā)氬氫火焰中汞原子，原子處于基態(tài)的外層電子躍遷到較高能極。在回到較低能極過程中，發(fā)射出特征波長的原子熒光，其熒光強(qiáng)度在一定濃度范圍內(nèi)與試樣中汞的濃度成正比。通過標(biāo)準(zhǔn)系列的檢測就可以得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行試樣的定量分析。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

AFS-922雙道原子熒光光度計(jì)(北京吉天儀器有限公司)，AF-2高性能空心陰極汞燈(北京有色金屬研究總院)。

1.2.2 試劑

本方法使用試劑除特殊規(guī)定外均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

還原劑：氫氧化鉀(5 g/L)-硼氫化鉀溶液(20 g/L)：稱取氫氧化鉀2.5 g放入去離子水中，待完全溶解再稱取10 g硼氫化鉀溶于水中，并稀釋至500 mL，混勻(現(xiàn)用現(xiàn)配為宜，配置順序不可顛倒)。

載流液：取30mL濃鹽酸(優(yōu)級純)用去離子水定容至1000 mL。

重鉻酸鉀溶液(5 g/L)稱取5 g重鉻酸鉀于1000 mL去離子水中。

汞標(biāo)準(zhǔn)貯備液(100 mg/L)：購于國家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

汞標(biāo)準(zhǔn)使用液(0.01 mg/L)：臨用前將貯備液逐級稀釋。

載氣：氬氣純度大于99.999%。

1.3 儀器條件

汞燈電流30 mA，負(fù)高壓280 V，原子化器高度8 mm，載氣流量300 mL/min，屏蔽氣流量800 mL/min，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法由峰面積定量，延遲時間1.0 s，讀數(shù)時間10.0 s，標(biāo)準(zhǔn)或樣品加入體積0.5 mL。

1.4 分析步驟

汞的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為0.00，0.10，0.20，0.40，0.80，1.00μg/L。定容至50 mL。取水樣50 mL，在樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)系列管中分別加入1.5 mL鹽酸和5.0 mL重鉻酸鉀溶液，搖勻放置15-20 min上機(jī)測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件選擇

燈電流：隨著燈電流的增加，熒光強(qiáng)度增大。燈電流較低時熒光強(qiáng)度值低且不穩(wěn)定，但燈電流過高儀器信噪增高，空白響應(yīng)值增高也很快；載氣：載氣過大，相當(dāng)于稀釋測定液的濃度，使熒光強(qiáng)度減小，載氣過小時，氫氬火焰不穩(wěn)定，測定汞時載氣流量為300mL/min為佳，壓力一般控制在0.2-0.3 Mpa。

2.2 硼氫化鉀-酸體系

原子熒光法必須在酸性介質(zhì)下用硼氫化鉀將溶液中汞還原為原子態(tài)進(jìn)行測定。為此分別選擇了2%、3%的鹽酸作載流液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明以2%的鹽酸作載流液時，二者的標(biāo)準(zhǔn)溶液熒光強(qiáng)度接近，但標(biāo)準(zhǔn)溶液熒光強(qiáng)度2%的鹽酸作載流液時更低，因此本方法選擇體積分?jǐn)?shù)為3%的鹽酸作介質(zhì)。關(guān)于硼氫化鉀濃度對測定結(jié)果的影響也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：硼氫化鉀溶液濃度越低，測汞靈敏度越高，同時還可大大降低各種干擾。(但不能低于0.01%)。本方法選擇用20 g/L的硼氫化鉀。

2.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

汞是痕量分析項(xiàng)目，對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境要求較高，測汞實(shí)驗(yàn)室不能與使用氯化汞、硫酸汞的分析項(xiàng)目混在一起，其使用的玻璃器皿特別容易污染，因此所用玻璃器皿均應(yīng)用20%硝酸浸泡24小時，在去離子水清洗干凈后再用。

2.4 線性范圍

在最佳儀器條件下測定0-1.0μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，汞的相關(guān)系數(shù)為0.9998。結(jié)果見表1。

表1 線性范圍

2.5 檢出限

根據(jù)儀器設(shè)定的測定檢出限程序，連續(xù)測定空白溶液11次，用3倍空白樣品熒光值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率即為所用儀器的最低檢出限，汞為9.0×10-4μg/L。

2.6 精密度和回收率

測定汞含量為1.0 μg/L的樣品11次，計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.0%，在水樣品中加入不同濃度的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定樣品的加標(biāo)回收率，結(jié)果見表2。

表2 回收率測定試驗(yàn)

2.7 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定

采用本方法測定國家環(huán)境保護(hù)總局提供的標(biāo)準(zhǔn)參考物GSBZ50016-90 202034，標(biāo)準(zhǔn)值為(5.02±0.51)μg/L，測定值為5.31 μg/L。

3 結(jié)論

采用了AFS-922型雙道原子熒光光度計(jì)測定地表水中的汞，精密度和準(zhǔn)確度均符合水質(zhì)監(jiān)測規(guī)范要求，結(jié)果比較滿意。與冷原子吸收法、雙硫腙光度法等方法比較而言，該方法具有操作簡便，靈敏度高，檢出限低，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于地表水中汞的常規(guī)測定。

[1]國家環(huán)境保護(hù)總局，水和廢水監(jiān)測分析方法編委會編.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[2]陳曉妹.氫化物發(fā)生原子熒光法測定水中痕量砷和汞[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊，2003，39(2)：83-84.