RA-915M測汞儀直接測定土壤和沉積物中總汞

楊曉紅,張榆霞, 王　燕，陳麗瓊,楊躍偉，孫　鑫

(1.云南省環(huán)境監(jiān)測中心站,云南 昆明 650034；2.昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650093)

RA-915M測汞儀直接測定土壤和沉積物中總汞

楊曉紅1,張榆霞1, 王燕1，陳麗瓊1,楊躍偉1，孫鑫2

(1.云南省環(huán)境監(jiān)測中心站,云南 昆明 650034；2.昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650093)

摘要：采用RA-915M汞分析儀測定土壤和沉積物中總汞，建立了一種快速直接的分析測定方法。該方法測定土壤和沉積物樣品時不需要任何消解處理，操作簡單，成本低，測量時間較短。通過對標(biāo)準(zhǔn)樣品和實際樣品進(jìn)行測定，結(jié)果顯示該方法有較低的檢出限(0.0024mg/kg)和較高的精密度(RSD≤10.5%)，而且數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

關(guān)鍵詞：總汞測定；土壤和沉積物；直接測定 ；RA-915M

汞對于植物為低毒，在土壤的一般濃度下對植物生長無影響。但是汞對人和動物為高毒，殘留在植物中的汞，通過食物鏈會危害人體和動物健康[1]。因此汞在食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗和環(huán)境監(jiān)測中均被列為重點(diǎn)監(jiān)督的有毒有害元素。目前測定土壤和沉積物中總汞常用的分析方法主要有冷原子吸收光譜法和原子熒光法[2-7]，使用這兩種方法都必需對制備好的樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理，消解過程中易產(chǎn)生消解不完全和揮發(fā)造成汞損失，從而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用RA-915M測汞儀測定土壤總汞，直接進(jìn)樣測定，不需任何試劑，不需樣品前處理，同時還具有快速、準(zhǔn)確、檢出限低等特點(diǎn)。

1試驗部分

1.1方法原理

將稱量好的樣品通過樣品舟插入熱解裝置，樣品被加熱到700℃熱解，使樣品中的汞及其化合物分解為氣態(tài)汞原子，基于汞原子對254nm波長產(chǎn)生共振發(fā)射線的吸收原理，經(jīng)塞曼背景校正技術(shù)處理后檢測響應(yīng)值，對照工作曲線換算得出總汞含量。

1.2儀器和試劑

俄羅斯Lumex 公司汞分析儀；RA-915M及PYRO-915+熱解裝置；BT-224S型電子天平；地球物理地球化學(xué)勘查研究所生產(chǎn)的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSD-1a、GSD-3a、GSD-5a、GSD-7a、GSS-3、GSS-5和GSS-7；地礦部物化所、測試所生產(chǎn)的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSD-9和黑龍江省環(huán)境監(jiān)測中心站生產(chǎn)的國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07409。

1.3儀器工作條件

RA-915M汞分析儀測定條件：氣體流速0.8～1.2L/min，熱處理溫度680～740℃，波長254nm，樣品檢測時間1～2min。

1.4試驗方法

開啟儀器預(yù)熱20～30min，待基線平穩(wěn)后，稱取適量已制備好的土壤或沉積物樣品于樣品舟內(nèi)，再將樣品舟插入儀器熱處理單元進(jìn)行燃燒分解，熱解產(chǎn)生的氣態(tài)汞再由載氣(空氣)引入RA-915M分析儀進(jìn)行檢測。

2結(jié)果與分析

2.1工作曲線與線性范圍

本方法采用水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)樣品GSD-5a、GSD-1a和土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GSS-3分別制作高、低含量汞測定工作曲線，高濃度曲線中汞含量范圍為0～46.4ng，低濃度曲線中汞含量范圍為0～5.12ng和0～14.4ng，以汞含量為橫坐標(biāo)，響應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)繪制工作曲線，測定結(jié)果見表1。從表1中可以看出，當(dāng)汞含量范圍為0～46.4ng、0～5.12ng和0～14.4ng，響應(yīng)峰面積與汞含量間都具有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均>0.999。

表1　工作曲線測定結(jié)果

2.2檢出限和測定下限

根據(jù)《HJ168-2010環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》中檢出限測定方法[8]，按照樣品分析步驟，對兩個低濃度樣品平行測定9次，按公式計算得出方法檢出限為0.0024mg/kg，并以4倍的檢出限算出測定下限為0.0096mg/kg，結(jié)果見表2。

(1)

MDL=t(V1+V2,0.99)×Sp

(2)

式中：V1—樣品1的自由度；V2—樣品2的自由度；Sp—組合標(biāo)準(zhǔn)差；t—自由度為V1+V2，置信度為99%時的t分布。

表2　檢出限與測定下限測定結(jié)果

表3　精密度和準(zhǔn)確度試驗結(jié)果(n=7)

表4　回收試驗結(jié)果

2.3精密度與準(zhǔn)確度

按試驗方法對水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)樣品(GSD-1a、GSD-3a、GSD-5a、GSD-7a、GSD-9)和土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(GSS-5、GSS-7、GBW07409)分別平行測定7次，結(jié)果取平均值，見表3。由表3可以看出各土壤和沉積物標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定結(jié)果均在保證值不確定度范圍內(nèi)，相對誤差在0.0%～20.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.6%～7.8%，滿足《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中相應(yīng)的質(zhì)量控制要求[9]，說明該方法準(zhǔn)確可靠。

2.4回收試驗

選取制備好的6個不同地區(qū)的土壤和沉積物實際樣品，分別加入土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GSS-3和沉積物標(biāo)準(zhǔn)樣品GSD-5a測定回收率，平行測定7次，結(jié)果見表4。由表4可以看出，土壤和沉積物樣品的加標(biāo)回收率在73.8%～125.7%，平均加標(biāo)回收率在89.3%～106.7%，滿足《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中對加標(biāo)回收率的要求。

2.5實際樣品測定

隨機(jī)選取6個制備好的不同地域的土壤和沉積物實際樣品，分別平行測定7次，結(jié)果見表5。表5中結(jié)果顯示，實際樣品測定結(jié)果的精密度較好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在3.0%～10.5%，滿足《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中相應(yīng)的質(zhì)量控制要求。

表5　樣品測定結(jié)果

3結(jié)論

(1)采用RA-915M測汞儀測定土壤和沉積物中總汞是采取固體直接進(jìn)樣，操作簡單，樣品不需要任何消解處理，降低了分析成本，可在1～2min內(nèi)測定1個樣品中總汞含量，大大縮短了測量時間，減輕了工作量。

(2)本方法采用塞曼背景校正技術(shù)，提高了測量的靈敏度，檢出限可達(dá)0.0024mg/kg；不同濃度標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品的測量值均在保證值不確定度范圍內(nèi)，相對誤差滿足質(zhì)量控制要求，該方法準(zhǔn)確度可靠：本方法不僅適用于實驗室常規(guī)分析，更適用于環(huán)境監(jiān)測突發(fā)污染事故應(yīng)急監(jiān)測。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮新斌,仇廣樂,付學(xué)吾. 環(huán)境汞污染[J]. 化學(xué)進(jìn)展, 2009, 21(2/3):436 -457.

[2]陳劍俠,柯毅龍. 冷原子吸收法測定土壤中總汞[J]．光譜實驗室, 1997,14(4):20-23．

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[5]于永斌,何振輝,徐輝. 王水消解-冷原子熒光法測定土壤中的微量汞[J]．中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報, 2009,19(2):66-68．

[6]本書編委會. 空氣和廢氣監(jiān)測分析方法：第四版增補(bǔ)版[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2007:47.

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[8]HJ 168-2010 環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].

[9]HJ/T 166 -2004 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

Direct Determination of Total Mercury in Soil and Sediment by RA-915MMercury Analyzer

YANG Xiao-hong1, ZHANG Yu-xia1,WANG Yan1,CHEN Li-qiong1,YANG Yue-wei1,SUN Xin2

(1.Yunnan Environmental Monitoring Center, Kunming Yunnan 650034, China)

Abstract：A rapid and direct method was established to determine total mercury in soil and sediment by RA-915M mercury analyzer. This method did not need any digestion pretreatment. It is simple, low cost, and quick. The method was adopted to test standard and practical samples. The results displayed that the data were accurate and reliable with low detection limit (0.0024mg/kg) and high precision (RSD≤10.5%).

Key words：total mercury detect; soil and sediment; direct determination; RA-915M

收稿日期：2016-01-07

基金項目：國家環(huán)保公益性行業(yè)科研專項資助項目(201309050)。

作者簡介：楊曉紅(1973-)，女，云南永勝人，學(xué)士，高級工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理與分析技術(shù)研究。

中圖分類號：X83

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1673-9655(2016)04-0095-05