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)

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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中消解，被硼氫化鉀還原成原子態(tài)，用原子熒光法測定。結果：實驗表明，方法的線性范圍0-1.0μg/L，相關系數r=0.9998，方法的檢出限為9.0×10-4μg/L，用相對標準偏差考察方法的精密度，相對標準偏差均小于1.0%，用加標回收和標準物質考察方法的準確度，加標回收率為86.0%-103.8%，測定了國家環(huán)境保護總局提供的標準參考物GSBZ50016-90 202034，測定值均在標準值范圍內。結論：該方法簡單、靈敏、準確，適用于地表水中汞的測定。

原子熒光法 汞 地表水

汞是構成地球的元素之一，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，可在體內蓄積。地表水中的汞污染主要來自貴金屬冶煉、儀器儀表制造、機電、化工及軍事等工業(yè)排放廢水。進入水體的無機汞離子可轉變?yōu)槎拘愿蟮挠袡C汞，經食物鏈進入人體，引起全身中毒。因此我國把汞列為“第一類污染物”，同時汞也是我國實施排放總量控制的指標之一。國家地表水環(huán)境質量標準對汞的含量進行了嚴格的規(guī)定。

目前地表水中汞的測定國家標準分析方法有《水質總汞的測定、冷原子吸收分光光度法》(HJ597-2011)和《水質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。原子熒光技術是近十幾年發(fā)展較快的一種新的分析技術，本文采用AFS-922雙道原子熒光光度計測定地表水中的汞，選擇了最佳的儀器條件，進行了酸介質、酸度的選擇，進行了方法的檢出限、線性范圍、精密度、加標回收率等方法學的研究。結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 實驗部分

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，進入原子化器，氫氣和氬氣在特別點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，其熒光強度在一定濃度范圍內與試樣中汞的濃度成正比。通過標準系列的檢測就可以得到標準曲線，根據標準曲線進行試樣的定量分析。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

AFS-922雙道原子熒光光度計(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，實驗用水為去離子水。

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。

汞標準貯備液(100 mg/L)：購于國家環(huán)境保護總局標準樣品研究所。

汞標準使用液(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，采用標準曲線法由峰面積定量，延遲時間1.0 s，讀數時間10.0 s，標準或樣品加入體積0.5 mL。

1.4 分析步驟

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

2 結果與討論

2.1 儀器條件選擇

燈電流：隨著燈電流的增加，熒光強度增大。燈電流較低時熒光強度值低且不穩(wěn)定，但燈電流過高儀器信噪增高，空白響應值增高也很快；載氣：載氣過大，相當于稀釋測定液的濃度，使熒光強度減小，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下用硼氫化鉀將溶液中汞還原為原子態(tài)進行測定。為此分別選擇了2%、3%的鹽酸作載流液進行實驗。結果表明以2%的鹽酸作載流液時，二者的標準溶液熒光強度接近，但標準溶液熒光強度2%的鹽酸作載流液時更低，因此本方法選擇體積分數為3%的鹽酸作介質。關于硼氫化鉀濃度對測定結果的影響也進行了實驗，結果表明：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 實驗環(huán)境

汞是痕量分析項目，對實驗室環(huán)境要求較高，測汞實驗室不能與使用氯化汞、硫酸汞的分析項目混在一起，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的標準系列，汞的相關系數為0.9998。結果見表1。

表1 線性范圍

2.5 檢出限

根據儀器設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準偏差除以標準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，計算相對標準偏差小于1.0%，在水樣品中加入不同濃度的汞標準溶液，測定樣品的加標回收率，結果見表2。

表2 回收率測定試驗

2.7 標準物質的測定

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

3 結論

采用了AFS-922型雙道原子熒光光度計測定地表水中的汞，精密度和準確度均符合水質監(jiān)測規(guī)范要求，結果比較滿意。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，抗干擾能力強等特點，適用于地表水中汞的常規(guī)測定。

[1]國家環(huán)境保護總局，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-化學分冊，2003，39(2)：83-84.