國標法與高溫熱解法測定土壤中總汞對比分析

張兆涵(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161005)

國標法與高溫熱解法測定土壤中總汞對比分析

張兆涵(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161005)

用國標法與高溫熱解法同時測定土壤樣品中的總汞，基于測定原理及測定結(jié)果進行對比分析。試驗結(jié)果表明，采用高溫熱解法測定土壤中總汞含量有良好的效果，可以替代國標法(GB/T 17136-1997前處理方法)。高溫熱解法快速、準確且無藥品試劑影響，重現(xiàn)性優(yōu)于采用國標方法測定的結(jié)果。

國標法；高溫熱解；土壤；總汞；分析

汞是一種對人體危害極大的有毒重金屬，土壤中的天然汞主要源于巖石的分解，在土壤中本底范圍值為0.01-0.5mg/kg，但是由于含汞礦石的開采及冶煉、氯堿、塑料、電子等行業(yè)的發(fā)展，農(nóng)藥的使用，大量含汞物質(zhì)進入土壤環(huán)境中并隨著時間不斷的累積，使土壤中汞的含量大大高于土壤的本底值。土壤中的汞污染已經(jīng)給農(nóng)產(chǎn)品安全及人類健康帶來很大風險。準確、快速測定土壤中總汞的含量成為環(huán)境監(jiān)測重要的任務之一。

1 兩種方法的原理對比

1.1 國標法

土壤中總汞測定的標準方法為冷原子吸收法(GB/T17136-1997)。汞原子蒸汽對波長253.7nm的紫外光具有強烈的吸收作用，汞蒸汽濃度與吸光度成正比。通過氧化分解土樣中以各種形式存在的汞，使之轉(zhuǎn)換為可溶態(tài)汞離子進入溶液，用鹽酸羥胺還原過剩的氧化劑，用氯化亞錫將汞離子還原成汞原子，用高純氬氣將汞原子載入冷原子吸收測汞儀進行測定。

1.2 高溫熱解法

瓷舟中的土樣在汞分析儀(MA-2000)的加熱器H1中被加熱分解，由載氣將樣品分解后的氣體產(chǎn)物送入加熱器H2中，將汞元素進一步原子化，氣體中的單質(zhì)汞蒸汽被汞吸收劑(表面涂金的硅藻土顆粒載體)以金汞齊的形式吸收，隨后汞吸收劑被加熱釋放出原子汞，原子汞進入波長253.7nm檢測器吸收池，采用冷原子吸收法進行測定。

兩種方法都是應用冷原子吸收法原理測定金屬汞，但國標法的前處理屬化學法，高溫熱解法的前處理為物理法。

2 前處理中藥劑使用對比

2.1 國標法

取0.5-2.0g研制好的土樣于錐形瓶中，用蒸餾水潤濕，加入硫酸-硝酸混合液5-10ml，待劇烈反應停止后，加蒸餾水10ml，加入高錳酸鉀溶液10ml，置于低溫電熱板上加熱至近沸，保持30-60min，分解過程中若紫色退去，應補加高錳酸鉀溶液，以保持有過量的高錳酸鉀存在。取下冷卻，邊搖邊滴入鹽酸羥胺溶液，直到過剩的高錳酸鉀及瓶壁上的水合二氧化錳顏色剛好退去。

2.2 快速熱解法

該方法的前處理是物理方法，測試中為消除干擾，只使用兩種添加劑，添加劑B(活性氧化鋁)，添加劑M(碳酸鈉+氫氧化鈣)。

表1 兩種方法測定土樣中總汞結(jié)果 μg/g

3 兩種方法測定結(jié)果分析

在MA-2000測汞儀上應用兩種方法分別測定三個批次的國家標準土壤樣品(ESS-1、ESS-3、ESS-4)，三種環(huán)境土樣(樣A、樣B、樣C)，每個樣品重復6次。

表1測定結(jié)果表明：用國標法和高溫熱解法測定國家標準土樣中的總汞都具有較好的準確度與精確度；高溫熱解法的測定結(jié)果普遍高于國標法測定結(jié)果1.8％左右；國標法測定樣品中相對標準偏差范圍3.41-7.21％；高溫熱解法相對標準偏差范圍2.34-6.41％。

4 測定中影響因素分析

國標法消解過程中使用的硫酸、硝酸與高錳酸鉀的純度不夠時會影響測定值，使空白值偏高；過量的高錳酸鉀，用鹽酸羥胺還原，鹽酸羥胺過量與汞離子絡(luò)合成酰胺絡(luò)合物，較難被氯化亞錫還原，結(jié)果偏低；高錳酸鉀過量多，在還原過程中產(chǎn)生二氧化錳沉淀，減緩了還原速度 造成局部還原劑過量，形成單質(zhì)汞，在震搖過程中單質(zhì)汞被玻璃器皿吸附，結(jié)果偏低；二氧化錳沉淀進入測試系統(tǒng)結(jié)果異常；同時消解多個樣品時，電熱板溫度不均勻，降低樣品測試結(jié)果重現(xiàn)性。高溫消解法測定中只加入兩種添加劑，添加劑B(活性氧化鋁)，添加劑M(碳酸鈉+氫氧化鈣)，且整個測試過程都在儀器內(nèi)封閉狀態(tài)下進行，避免了因藥劑引入和人為因素帶來的偶然誤差，測試結(jié)果更穩(wěn)定，更準確。

5 結(jié)論

高溫熱解法測定土樣中總汞獨特的工作原理，避免了國標法前處理中因多種消解藥品的引入、電熱板溫度的不均勻、消解時間長短、還原劑加入量等多種因素帶來的誤差。因此，高溫熱解法相比于國標法具有快捷、準確、重現(xiàn)性好的優(yōu)越性，為土樣總汞測定中優(yōu)先選用的前處理方法。

〔1〕土壤質(zhì)量總汞的測定冷原子吸收分光光度法.水和廢水分析方法第四版.

〔2〕直接測汞儀測定土壤中總汞的方法研究.甘肅科技2012年6月.

〔3〕土壤和沉積物中有機物和重金屬監(jiān)測新方法.中國環(huán)境科學出版社.2011年11月.

Comparative Analysis of Determining Total Mercury in Soil by National Standard Method and High Temperature Pyrolysis Method

ZhangZhaohan(Environment Monitoring Center Station of Qiqihaer City Qiqihaer Heilongjiang 161005)

Total mercury in soil samples were determined by national standard method and high temperature pyrolysis method,and the results were compared and analyzed.The results showed that high temperature pyrolysis method could replace national standard method (17136-1997 GB/T).High temperature pyrolysis method was fast and accurate,and its reproducibility was better than that of national standard method.

National standard method High temperature pyrolysis Soil Total mercury Analysis

X833

A

1674-263X(2016)02-0038-02

2016-05-27

張兆涵(1989-)，女，本科，助理工程師，從事環(huán)境監(jiān)測工作。