原子熒光光度法測(cè)汞探討

嚴(yán)業(yè)華

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原子熒光光度法測(cè)汞探討

嚴(yán)業(yè)華

福建省永安市環(huán)境監(jiān)測(cè)站

用原子熒光光度法對(duì)測(cè)汞時(shí)開(kāi)機(jī)預(yù)熱時(shí)間穩(wěn)定性試驗(yàn)，試樣配好后放置多久再測(cè)定，通過(guò)試驗(yàn)找出最佳試驗(yàn)條件。

原子熒光光度法 汞 穩(wěn)定性試驗(yàn)

1　方法原理

在酸性介質(zhì)中加入還原劑硼氫化鉀溶液后，汞被還原成氣態(tài)原子態(tài)汞，由載氣（氬氣）直接導(dǎo)入石英原子化器中，進(jìn)而在氬氫火焰中，原子化基態(tài)原子受汞特種燈光源激發(fā)在返回較低態(tài)價(jià)時(shí)放出熒光，通過(guò)檢測(cè)到原子熒光的相對(duì)強(qiáng)度值，利用熒光的相對(duì)強(qiáng)度與溶液中汞含量成正比的關(guān)系計(jì)算樣品中汞的含量。

2 　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

原子熒光光度法測(cè)汞在環(huán)境監(jiān)測(cè)中還不是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）中為推薦標(biāo)準(zhǔn)，具體測(cè)定方法是按砷測(cè)定方法。由于汞燈為陽(yáng)極燈，而砷燈為陰極燈，其方法原理：汞被還原成氣態(tài)原子態(tài)汞，而砷則生成氣態(tài)氫化物。由于汞燈的特殊性，在儀器使用說(shuō)明書(shū)中要求汞燈要預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)一些，但未規(guī)定具體時(shí)間。因此本文對(duì)測(cè)汞時(shí)儀器預(yù)熱時(shí)間及試樣的穩(wěn)定性進(jìn)行探討。

3　實(shí)驗(yàn)儀器及條件

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境：室溫20℃；濕度68%；試驗(yàn)儀器：AFS-2202a原子熒光光度計(jì)；測(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式：峰面積。

4　改進(jìn)的主要試劑和測(cè)試條件

4.1 試驗(yàn)用的水均采用超純水。

4.2 汞使用硼氫化鉀還原劑不是生成氫化物而是被還原成氣態(tài)原子態(tài)汞，所需的硼氫化鉀溶液濃度可由0.7％降為0.1％，既可達(dá)到試驗(yàn)要求也可以減少硼氫化鉀藥品消耗。

4.3 由于汞在地表水中含量很低，一般在檢出限附近，因此標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度線性范圍也相應(yīng)降低，選擇在0.10～0.60ug/L。為了提高儀器的靈敏度，提高熒光強(qiáng)度值，光電倍增管負(fù)高壓由220～260V提高到300V 。

4.4 由于汞燈為陽(yáng)極燈，使用的燈電流最高不能超過(guò)40mA，因此燈電流由40～60mA降低到30mA；原子化器高度由8mm調(diào)整到10mm。

4.5 本次試驗(yàn)對(duì)五批優(yōu)級(jí)純鹽酸和一批高純級(jí)鹽酸的5%濃度空白試驗(yàn)熒光強(qiáng)度值在1000以上，明顯偏高，因此采用優(yōu)級(jí)純硝酸代替空白試驗(yàn)熒光強(qiáng)度值可以降低到200～450。另外配制標(biāo)液、標(biāo)樣也是用優(yōu)級(jí)純硝酸，符合配制載流用的酸介質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液的酸介質(zhì)保持一致的要求。

5 結(jié)果與討論

5.1 儀器開(kāi)機(jī)預(yù)熱時(shí)間穩(wěn)定性試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)曲線：吸取10.0ng/mL汞標(biāo)準(zhǔn)使用液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL于100.0mL容量瓶中，用3%硝酸溶液定容至刻度。即相當(dāng)于濃度0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60ug/L汞標(biāo)溶液。儀器開(kāi)機(jī)預(yù)熱20分鐘后先進(jìn)行空白值測(cè)定，開(kāi)機(jī)25分鐘后正式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定，以后每5分鐘測(cè)定一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，共測(cè)定20條標(biāo)準(zhǔn)曲線。即測(cè)定到125分鐘。

從圖1可以看出，當(dāng)汞濃度值≤0.50ug/L時(shí)開(kāi)機(jī)60分鐘后就基本上能夠穩(wěn)定下來(lái)，而曲線斜率在開(kāi)機(jī)60分鐘后基本上變化幅度不大，85分鐘后則更加穩(wěn)定。因此在進(jìn)行汞測(cè)定時(shí)，應(yīng)提前開(kāi)機(jī)，要比硒、砷等開(kāi)機(jī)預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)一些，預(yù)熱60分鐘以上，最好為預(yù)熱90分鐘，這樣測(cè)定的結(jié)果穩(wěn)定性更好。

5.2 試樣隨時(shí)間穩(wěn)定性試驗(yàn)

儀器開(kāi)機(jī)預(yù)熱125分鐘后，即儀器穩(wěn)定后，分別測(cè)定剛配好的0.10ug/L標(biāo)準(zhǔn)曲線低點(diǎn)和0.60ug/L標(biāo)準(zhǔn)曲線高點(diǎn)的汞標(biāo)準(zhǔn)液。先進(jìn)行空白值測(cè)定，3分鐘后每一分鐘測(cè)定一次，連續(xù)測(cè)定40個(gè)結(jié)果，如表1、表2所示。

圖1 曲線各點(diǎn)隨時(shí)間變化圖

表1 　曲線低濃度點(diǎn)0.10ug/L汞溶液測(cè)定結(jié)果

表2　 曲線高濃度點(diǎn)0.60ug/L汞溶液測(cè)定結(jié)果

在剛開(kāi)始測(cè)定時(shí)，其測(cè)定值均較高。隨著時(shí)間的推移，測(cè)定值逐漸降低，主要有三個(gè)階段：第一階段1～17號(hào)即4～20分鐘，變化幅度較小，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.67%和0.89%。第二階段18～29號(hào)即21～32分鐘，較不穩(wěn)定，變化幅度較大，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.10%和1.97%。第三階段30～40號(hào)即33～43分鐘，變化幅度較小，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.97%和0.54%。由于在測(cè)定時(shí)要先測(cè)定空白值、曲線、標(biāo)樣、全程序空白以及一些準(zhǔn)備工作等,無(wú)法在20分鐘內(nèi)完成測(cè)定。因此，一般情況下，樣品、標(biāo)樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液在配制好后放置35分鐘、在第三階段開(kāi)始測(cè)定更為理想。

5.3 試樣上下層穩(wěn)定性試驗(yàn)

儀器開(kāi)機(jī)預(yù)熱穩(wěn)定后，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制好40分鐘后，即把0.60ug/L的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液倒入50.0mL的比色管中搖勻，靜置10分鐘再進(jìn)行測(cè)定，即先測(cè)一個(gè)上層樣品，緊接著測(cè)定一個(gè)下層樣品，重復(fù)測(cè)定10組數(shù)據(jù)。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 上層與下層熒光強(qiáng)度值測(cè)定結(jié)果

注：上層熒光強(qiáng)度值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.45%；下層熒光強(qiáng)度值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.16%。

可以看出，上層的溶液測(cè)定結(jié)果比下層要低一些，這主要是由于汞原子較重、容易下沉，導(dǎo)致下層的濃度要比上層高一些。在試樣測(cè)定時(shí)應(yīng)當(dāng)先搖勻，然后立即進(jìn)行測(cè)定，以減少汞原子下沉所引起的分析結(jié)果的偏差。在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)更要充分搖勻。

6 結(jié)語(yǔ)

從以上三個(gè)試驗(yàn)可以看出，在進(jìn)行汞測(cè)定時(shí)應(yīng)先開(kāi)機(jī)預(yù)熱60分鐘以上，試樣配制好放在儀器室35分鐘后充分振蕩搖勻基礎(chǔ)上測(cè)定，這樣測(cè)定結(jié)果才更具代表性。

[1] 國(guó)家環(huán)保總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M]. 第四版. 北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.