AFS- 933 原子熒光光度計測定水中汞的最佳實驗條件研究

高小然

（遼寧省遼陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 沈陽110000）

汞（Hg）是在常溫常壓下唯一以液態(tài)存在的金屬，內(nèi)聚力很強，在空氣中比較穩(wěn)定，常溫下蒸發(fā)出汞蒸汽，有巨毒。雖然微量的液體汞吞食一般是無毒的，但汞蒸汽和汞鹽都是巨毒，吸入或口服可以導致肝臟和腦損傷。由于汞污染對人體會造成嚴重損害，所以我國對汞排放嚴格實施控制排放總量指標。目前對總汞檢測方法主要有原子熒光光譜分析法，冷原子吸收光譜法和二硫腙比色法等?？紤]實驗安全，便捷和實驗成本等因素，原子熒光光譜分析法通常作為首選分析方法。因為外國通常采用冷原子熒光法，所以目前原子熒光光譜分析法沒有國際統(tǒng)一標準，而隨著科技進步，實驗儀器不斷更新?lián)Q代，使用條件也會經(jīng)常變化，給實驗人員帶來不便和困難。本研究通過使用AFS-933 原子熒光光度計來檢測水中汞，對儀器使用過程中的各個環(huán)節(jié)及影響因素進行了調(diào)整，更改，對實驗數(shù)據(jù)進行比對，總結(jié)出適合AFS-933 原子熒光光度計的檢測條件，為以后相關(guān)工作提供參考。

1 實驗部分

1.1 基本原理

經(jīng)預(yù)處理后的樣品試液進入原子熒光儀，在酸性條件的還原劑作用下，使二價汞還原為元素汞。過量的氫氣和汞蒸氣與載氣氬氣混合，進入原子化器，氫氣和氬氣在點火裝置的作用下形成氬氫火焰，汞原子受元素燈發(fā)射光的激發(fā)產(chǎn)生原子熒光，熒光強度與試液中汞元素含量在一定范圍內(nèi)成正比。通過標準系列的檢測得到標準曲線，根據(jù)標準曲線進行試樣的定量分析。

1.2 主要儀器

1.2.1 雙道原子熒光光度計AFS-933。

1.2.2 汞元素空心陰極燈及計算機系統(tǒng)。

1.3 實驗藥品

本實驗過程中所用藥品的純度均為優(yōu)級純，實驗用水均為去離子水。

1.3.1 硼氫化鉀（KBH4）溶液：稱取0.5g 氫氧化鈉于100ml 水中，加入1.0g 硼氫化鉀，混勻。此溶液臨用時現(xiàn)配，存于塑料瓶中。

1.3.2 載流：5%（v/v）鹽酸。

1.3.3 載氣：高純氬，純度大于99.99%。

1.4 儀器工作參數(shù)

經(jīng)過多次調(diào)試工作參數(shù)，通過分析比對，綜合考慮AFS-933原子熒光光度計和空心陰極燈的使用壽命，得出了AFS-933 原子熒光光度計的最佳工作參數(shù)（見表1）

表1 儀器工作參數(shù)

1.5 樣品處理

量取5.00mL 混勻后的樣品于10mL 比色管中，加入1.0mL鹽酸- 硝酸溶液，加塞混勻，置于沸水浴中加入消解1h，期間搖動1-2 次并開蓋放氣。冷卻，用水定容至標線，混勻，待測?？瞻自嚇右约兯鏄悠?，按照上述的步驟測定空白試樣。

1.6 注意事項

實驗過程中使用的高濃度鹽酸具有極強的揮發(fā)性，對呼吸道具有強烈刺激，硼氫化鉀同樣對黏膜，上呼吸道，眼睛及皮膚有強烈刺激性，所以在實驗過程中，工作人員必須佩帶實驗手套和防毒面具。

1.7 實驗過程

本實驗使用AFS-933 原子熒光光度計對水中汞進行檢測，通過改變儀器的實驗條件和影響因素得到不同的實驗結(jié)果，再進行分析比較，得到一組適合AFS-933 原子熒光光度計的實驗條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 載流液種類和濃度的影響

2.1.1 鹽酸和硝酸的比較

以10g/L 的硼氫化鉀溶液作為還原劑。分別用5%的鹽酸和硝酸作為載流液。通過比較發(fā)現(xiàn)，以鹽酸做載流液時，無論是標準空白，還是Hg 標準曲線的熒光值均較硝酸作為載流液時的熒光值有明顯提升，說明當使用鹽酸作為載流液時，儀器的靈敏度更高。另外，通過咨詢各生產(chǎn)商，發(fā)現(xiàn)硝酸的價格要高于鹽酸，因此，無論從實驗條件還是從實驗成本上考慮，我們都應(yīng)該選擇鹽酸作為AFS-933 原子熒光光度計的載流液。

2.1.2 載流液濃度的影響

以10g/L 的硼氫化鉀作為還原劑，分別配制1%、3%、5%、7%、10%的鹽酸溶液作為載流液，通過實驗發(fā)現(xiàn)用1%和3%的鹽酸溶液作載流液時，標準空白熒光值較高，但是標準曲線熒光值較低，無法保證標準樣品測定值的準確性；以5%和7%的鹽酸溶液作載流液時，二者標準空白和標準曲線的熒光值接近，無明顯差別。當使用10%的鹽酸溶液作為載流液時，還原劑與載流液在原子化器內(nèi)產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，氫氣直接噴出。通過分析比對，應(yīng)選擇5%的鹽酸溶液作為AFS-933 原子熒光光度計的載流液。

2.2 還原劑濃度的影響

使用5%的鹽酸溶液做載流液，通過變化還原劑（硼氫化鉀溶液）的質(zhì)量濃度（5-20g/L），分別測定標準空白和標準曲線的熒光值，然后進行比較。實驗發(fā)現(xiàn)，標準空白的熒光值并不隨著還原劑濃度的變化而變化，但Hg 標準曲線的熒光值卻有明顯變化，其熒光值隨還原劑濃度增大而減小。這說明汞與硼氫化鉀不會反應(yīng)形成氣態(tài)氫化物。而是直接還原成氣態(tài)原子態(tài)汞，過量的硼氫化鉀產(chǎn)生的氫氣反而會稀釋原子化器中的汞，影響測定值的準確度。通過實驗結(jié)果比對，選用10g/L 的硼氫化鉀溶液作為AFS-933 原子熒光光度計的還原劑。

2.3 測量標準曲線

將實驗條件確定后，配制質(zhì)量濃度分別為0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00μg/L 的汞溶液，通過AFS-933 原子熒光光度計檢測。所得曲線擬合得標準曲線方程為y=1227.5X+14.223（r=0.9996），符合標準要求。（表2）

表2 汞標準曲線

2.4 標準物質(zhì)的測定和回收率

采用本方法測定標準參考物202041，標準值為（8.31±0.66）μg/L，測定值為8.56μg/L。

測定樣品的加標回收率，結(jié)果見表3

表3 加標回收率測定

結(jié)果均符合標準要求。

3 結(jié)論

實驗結(jié)果表明，使用AFS-933 原子熒光光度計檢測水中汞時，以5%的鹽酸溶液作載流液，10g/L 硼氫化鉀溶液作還原劑，在汞質(zhì)量濃度為0.00-1.00μg/L 范圍內(nèi)具有較好的線性關(guān)系，測定標準物質(zhì)和加標回收率均符合標準要求，可作為日常儀器的使用條件參考。