消泡劑在原子熒光光譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中Hg、Bi時(shí)的應(yīng)用

劉辭

摘要：在采用原子熒光光譜法測(cè)定樣品溶液時(shí)，對(duì)汞和鉍含量測(cè)定時(shí)有機(jī)質(zhì)和還原劑在沒(méi)有完全發(fā)生反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，對(duì)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)儀器產(chǎn)生損害。為了確保順利測(cè)定汞和鉍的含量，就在地質(zhì)樣品溶液中引入消泡劑，對(duì)消泡劑不同用法用量進(jìn)行討論，并觀察其對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在地質(zhì)樣品溶液中引入消泡劑可以充分消除泡沫，使測(cè)定信號(hào)更加穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：消泡劑；原子熒光光譜法；地質(zhì)樣品；汞；鉍；測(cè)定結(jié)果

目前在地質(zhì)樣品、食品樣品及環(huán)境中對(duì)錫、鉛、鉍、汞等元素測(cè)定中廣泛應(yīng)用原子熒光光譜法，并經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)對(duì)原子熒光光譜儀進(jìn)行了優(yōu)化，從而減少儀器對(duì)測(cè)定結(jié)果及測(cè)定過(guò)程的影響。但因樣品本身對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響研究較少，在有機(jī)質(zhì)中未完全消解的樣品溶液和硼氫化鉀產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，而泡沫滯留會(huì)導(dǎo)致管路堵塞，從而導(dǎo)致測(cè)定信號(hào)發(fā)生中斷或是不穩(wěn)定的現(xiàn)象，氣泡溢出到原子化器中造成污染，導(dǎo)致?tīng)t絲熔斷，對(duì)后期的測(cè)定工作帶來(lái)影響[1]。因此對(duì)硼氫化鉀溶液與樣品溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)中的發(fā)泡量進(jìn)行控制，才能確保測(cè)定過(guò)程的穩(wěn)定性。為了對(duì)多泡樣品進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，同時(shí)避免泡沫對(duì)儀器產(chǎn)生損害，在地質(zhì)樣品測(cè)定中加入大慶5號(hào)消泡劑來(lái)減少樣品中泡沫產(chǎn)量。在原子熒光光譜儀對(duì)地質(zhì)樣品中汞和鉍元素含量測(cè)定中，比較在樣品溶液和在還原劑中加入消泡劑兩種方法來(lái)對(duì)測(cè)定結(jié)果所產(chǎn)生的影響，從而總結(jié)出消泡劑有效的使用方法，提高測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與參數(shù)

采用北京海光儀器公司有限公司的原子熒光光譜儀，以及北京有色金屬研究總院的汞、鉍等高強(qiáng)度空心陰極燈。工作條件：在負(fù)高壓380v，載氣流量700mL/min，輔氣流量800mL/min，采用連續(xù)流動(dòng)的進(jìn)樣方式，清洗6s，測(cè)定時(shí)間設(shè)為4s。

1.2實(shí)驗(yàn)試劑

采用北京金索坤技術(shù)開發(fā)有限公司的大慶5號(hào)消泡劑；12g/LKBH4，含有5g/L的NaOH；王水溶液比為2：1。10 Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液，由國(guó)家物質(zhì)研究中心所提供。200Bi標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取0.1115g經(jīng)100℃以上高溫干燥過(guò)的高純Bi2O3放置在燒杯中，逐漸滴入濃硝酸，使其全部溶解，并用6%的HNO3稀釋到500mL，煮沸，除去NO2，定容到500ml，混勻。將兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液配制為10.0ng/mL的Hg和1.00的Bi混合儲(chǔ)備溶液，并分別移取0、1.00、2.00、5.00ml的混合溶液放置到50ml容量瓶中，采用20%的HCL溶液稀釋到刻度，混合配制成為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.3實(shí)驗(yàn)方法：稱取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07312、GBW07541、GBW07536樣品放置在250ml容量瓶中，加入比例為2：1的王水，放置在電熱板上，電熱板溫度為250℃，取下放涼，加入10ml鹽酸，定容到刻度，搖勻。

2.結(jié)果與討論

2.1消泡劑在樣品溶液中對(duì)測(cè)定的影響

在地質(zhì)測(cè)定中GBW07312是一種常用的標(biāo)準(zhǔn)樣品，有機(jī)質(zhì)含量較高，在常規(guī)測(cè)定中泡沫量較大。在10ml正常王水溶礦溶液中加入0.1ml消泡劑，在相同測(cè)定條件下，反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生大氣泡，小氣泡消失迅速，無(wú)其他異?，F(xiàn)象，說(shuō)明測(cè)定的穩(wěn)定性良好，但信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生了一定的改變。在10ml各標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中加入0.1ml的消泡劑，主要是為了觀察消泡劑對(duì)于測(cè)定結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)曲線影響。在標(biāo)準(zhǔn)曲線系列溶液及樣品溶液中加入消泡劑，發(fā)現(xiàn)Hg的標(biāo)準(zhǔn)曲線空白變高，靈敏度減低，測(cè)定結(jié)果數(shù)據(jù)降低，由96ng/g降低到90ng/g，和參考值108ng/g相比明顯較低。而Bi變化情況也和汞的變化類似，但變化的幅度較小，測(cè)定結(jié)果從1.2 降低到1.0 ，與參考值1.25 相比明顯較低。為了避免消泡劑含量對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，應(yīng)該減少消泡劑用量，并將消泡劑加入到還原劑中，對(duì)其測(cè)定結(jié)果的影響進(jìn)行觀察。

2.2消泡劑在還原劑溶液中對(duì)測(cè)定的影響

在100mlKBH4溶液中分別加入0.0、0.1、0.2、0.5ml的消泡劑，并逐個(gè)對(duì)其未加入消泡劑的溶液和標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要消泡劑參與的反應(yīng)過(guò)程均未產(chǎn)生泡沫。測(cè)定結(jié)果具體見(jiàn)下表1。由此可知，消泡劑含量與測(cè)定結(jié)果呈反比，隨著消泡劑含量增加，曲線斜率和空白會(huì)發(fā)生一定的變化，雖然兩者線性關(guān)系良好，但汞和鉍兩種元素測(cè)定靈敏度顯著下降，在汞的測(cè)定中變化更加明顯[5]。當(dāng)消泡劑的含量為千分之一時(shí)，其測(cè)定結(jié)果和未加入消泡劑測(cè)定結(jié)果相差較小，滿足測(cè)定的需要。在還原劑中加入消泡劑，如體積分?jǐn)?shù)在千分之十以內(nèi)，則樣品熒光強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生有明顯的變化，究其原因可能是樣品與標(biāo)準(zhǔn)曲線之間的介質(zhì)差異所導(dǎo)致，使其消泡機(jī)理發(fā)生改變。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)測(cè)定中如加入較多含量易發(fā)泡樣品，則可以在還原劑中加入少量消泡劑，曲線回歸與真值結(jié)果更加接近。

結(jié)語(yǔ)：

在地質(zhì)樣品測(cè)定中加入大慶5號(hào)消泡劑，可以抑制泡沫產(chǎn)生，提高多泡樣品測(cè)定穩(wěn)定性，由于在樣品溶液測(cè)定中加入少量消泡劑，對(duì)測(cè)定信號(hào)強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生一定的影響，但在還原劑中加入消泡劑則不會(huì)對(duì)信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生明顯的影響。由于消泡劑對(duì)樣品溶液及標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液介質(zhì)差異存在不同的影響，為了確保測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確與可靠，建議在標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算中按照未加入消泡劑曲線來(lái)進(jìn)行計(jì)算。在多泡樣品原子熒光光譜法測(cè)定中采用大慶5號(hào)消泡劑，可以解決在樣品測(cè)定中測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定的問(wèn)題，同時(shí)也比避免在測(cè)定過(guò)程中溢出的泡沫對(duì)儀器產(chǎn)生污染或損害，進(jìn)而還可以提高生產(chǎn)效率，確保儀器使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]周慧君，帥琴，黃云杰，湯志勇，曾夢(mèng).雙硫腙改性氧化石墨烯/殼聚糖復(fù)合微球固相萃取在線富集-原子熒光光譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中痕量汞[J].巖礦測(cè)試，2017，36（05）：474-480+449.