FAS930原子熒光光度計測汞空白影響因素及解決辦法

摘 要：空氣中的汞及其化合物對人體有慢性神經(jīng)損害或急性中毒的危害，也是作為職業(yè)病危害因素檢測的物質(zhì)之一。而原子熒光光譜法測汞是較為理想一個方法，該方法具備操作簡單，高靈敏度，可快速測定，檢出限低的優(yōu)點。但在實際工作中影響因素很多，常常是空白偏大。本文結(jié)合吉天FAS930原子熒光光度計檢測空氣中汞濃度實際工作經(jīng)驗，對影響汞空白因素進行探討，并提出與此對應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：原子熒光;測汞;空白;解決辦法

1 原子熒光測定汞原理

冷原子熒光測汞儀結(jié)構(gòu)主要包括：原子化系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。由光源低壓汞燈發(fā)射出253.7nm波長的激發(fā)光，通過透鏡聚焦，照射在常溫下氣化的試樣中汞原子蒸氣上，基態(tài)汞原子被激發(fā)躍遷到高能態(tài)，再去激發(fā)返回到基態(tài)時而輻射出與激發(fā)光相同波長的共振熒光，此熒光經(jīng)透鏡聚焦于檢測器光電倍增管的光陰極上，光電流經(jīng)放大，其模擬信號經(jīng)微機處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號被測量，在汞濃度較低時熒光強度與試樣中汞濃度呈線性關(guān)系，因此可用于汞的定量分析。

2 儀器工作條件

檢測下限：≤0.01ng/mL;線性相關(guān)系數(shù)：r>0.999;相對標準偏差：<4%;測量范圍：0-10.0ug/L;穩(wěn)定度：讀數(shù)漂移≤±2字/3min（在A=0處）;精密度：變異系數(shù)≤4%。

3 影響因素及解決辦法

3.1 水

因為原子熒光光度計具有較高靈敏度，在水中汞元素以微量或痕量存在，又特別容易揮發(fā)，實驗用水質(zhì)量會嚴重影響到試劑空白的穩(wěn)定，所以整個測定過程用水，要選用二次蒸餾水，并且電阻值設(shè)于18MΩ以上，實驗室專用超純水機可達到要求。

3.2 化學(xué)試劑

3.2.1 酸

氫化物的反應(yīng)在酸性介質(zhì)中發(fā)生，酸度范圍在10%～20%內(nèi)，容器測量相對標準偏差<5%。如果酸的純度降低或者含其他雜質(zhì)，會導(dǎo)致空白增高、波動大，出現(xiàn)熒光強度超出1000，甚至超出更多，致使實驗無法繼續(xù)。所以實驗中考慮用優(yōu)級純酸或原子熒光專用酸。測汞時排除儀器污染空白熒光值于以往呈備注差別時，應(yīng)先考慮酸是否已被污染。研究鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸等幾種常用酸作為應(yīng)用介質(zhì)，表明介質(zhì)最佳效果為鹽酸，并且在0.06～0.60mol/L鹽酸濃度時，熒光強度最大也很穩(wěn)定，一般選擇0.24～0.60mol/L鹽酸溶液。

3.2.2 還原劑

一般熒光光度計使用的還原劑是硼氫化鉀--氫氧化鉀或硼氫化鈉--氫氧化鈉。濃度過高時產(chǎn)生過多的氫，靈敏度降低，并引起氣相干擾;濃度過低時，氣態(tài)物難以形成。要求硼氫化鉀高于95%，其配置的濃度大小和保存時間長短都會使熒光強度大幅波動，因此配制和保存應(yīng)注意：硼氫化鉀（鈉）濃度越大越易產(chǎn)生過多的氫，并引起檢測靈敏度降低，為此還原劑內(nèi)硼氫化鉀（鈉）濃度應(yīng)盡量保持低濃度。低濃度硼氫化鉀（鈉）要加入氫氧化鉀（鈉）來固定，配制時要掌握好二者間配比。經(jīng)實踐，日常汞元素測量可按1%（W/V）硼氫化鈉：0.5%氫氧化鈉。氫氧化鈉對硼氫化鈉起保存劑作用，配制時硼氫化鈉放入已溶解氫氧化鈉溶液內(nèi)。因還原劑穩(wěn)定性較差，冰箱可保存2～3天左右，要求臨用現(xiàn)配。配制好的還原劑應(yīng)裝入細口瓶中，減少與空氣的接觸面，減少環(huán)境對其污染。

3.2.3 其他試劑

實驗中還要用到硫脲、抗壞血酸、重鉻酸鉀等一般選用優(yōu)級純試劑，而重鉻酸鉀在測定中是較重要的試劑，是保護汞元素蒸發(fā)的重要元素，選用較好的重鉻酸鉀是測量前提保證。硼氫化鈉易潮解，潮解便失效，應(yīng)在干燥器內(nèi)保存。

3.3 污染的影響

3.3.1 容器污染

實驗室所用的的容器如容量瓶、燒杯、移液管等未清洗干凈會造成污染。對污染的玻璃容器要用20%硝酸溶液浸泡24h以上，使用前先用自來水沖凈，再用純凈水沖洗1-4遍。上機進樣用的塑料管最好選用進口的PP 或PE材質(zhì)塑料瓶，有條件的可選PTFE或PFA材質(zhì)。不建議用國內(nèi)小廠的塑料瓶，很多民用塑料制品在生產(chǎn)中會使用較多輔料，本底較高，也會影響空白。

3.3.2 儀器污染

痕量分析主要是采用原子熒光光度計進行分析，加上汞有很強記憶效應(yīng)。汞含量相對較高樣品應(yīng)進行上機前稀釋，汞濃度應(yīng)<20ug/L。隨著儀器時間的運行，原子化器的石英爐芯會出現(xiàn)結(jié)晶固體，也會引起空白偏高，可取下來用10%硝酸溶液浸泡，沖洗干凈再重新安裝。

3.3.3 空氣污染

汞元素普遍存在于自然環(huán)境中，相比其他元素，汞檢出限要更低，更容易收到空氣污染，所以實驗室要注意通風和潔凈，不要存放一些容易污染及揮發(fā)較強的物質(zhì)。排廢氣要通到高錳酸鉀吸收液或通出室外。

3.4 外部環(huán)境

汞在我們生活環(huán)境中普遍存在，而且當室溫>30℃時，幾乎全都揮發(fā)到空氣中。溫度對峰高的影響，當測定溶液的溫度由15℃升至40℃時，測定峰高增加1倍，溫度每升高5℃結(jié)果增高8%，因此標準液及樣品有必要控制在較近溫度下來測定，確保工作環(huán)境室溫恒定。

3.5 儀器條件

3.5.1 汞燈極電流

高強度的空心陰極燈，這種高強度的空心陰極燈可以增強譜線強度，并利用脈沖方式供電，還可有效避免出現(xiàn)譜線自吸現(xiàn)象，延長燈的使用壽命。燈電流的設(shè)置過大會引起空白值值增大，原子熒光光譜儀的激發(fā)光源供電電源在一定范圍內(nèi)隨燈電流增加熒光強度增大，但燈電流過大又會發(fā)生自吸現(xiàn)象，而且噪聲增大，燈壽命縮短。一般設(shè)置燈電流為15mA。汞燈是一種陽極燈，溫度、濕度都容易影響到它，導(dǎo)致在檢測時容易出現(xiàn)熒光強度漂移，采取提前預(yù)熱漂移現(xiàn)象即可消除，一般點火預(yù)熱汞燈1h左右。

3.5.2 爐高度選擇

靈敏度測出值會隨著觀測高度的變化發(fā)生改變。高度太低（<7.5mm）石英爐散射光會造成較高背景讀數(shù)，這時空白受到影響較大，太高時會致使靈敏度與測量精度降低。依照AFS930在工作中實情確定8mm是最佳爐高。

3.5.3 載氣流量

在各反應(yīng)一定條件下，載氣流量的大小，對于氫氬火焰穩(wěn)定性和測量熒光強度大小都有較大影響。如果載氣量較小，會造成氬氫火焰不穩(wěn)定，測量重現(xiàn)性相對較差;反之，載氣過大時，原子蒸氣會被稀釋，測量信號隨之降低，過大載氣流量極有可能沖斷氬氫火焰，并且沒辦法再形成氬氫火焰，不穩(wěn)定的信號和靈敏度降低可能導(dǎo)致測量無信號。當載氣流量為400mL/min時汞能得到較強熒光強度，因此Hg載氣流量選擇400mL/min，屏蔽氣流量選擇800mL/min。

綜上所述，汞（Hg）和汞化合物均屬劇毒物質(zhì)，普遍存在于我們生活環(huán)境中。稍有不慎，就會經(jīng)食物鏈進入人體，在身體中積蓄引起全身中毒。因此，汞排放屬于我國污染排放總量重點控制的指標之一，而測定水中微量、痕量汞的特效方法就是原子熒光法，測汞時檢出限較低所以對試劑環(huán)境儀器要求較高，要盡量避免污染，嚴格控制檢測條件，減少操作過程中對檢測結(jié)果有影響的因素，保證結(jié)果真實以達到檢測目的。

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作者簡介：

馬雄麗（1989- ），女，漢族，云南大理人，化學(xué)分析助理工程師，云南煤礦安全技術(shù)中心，研究方向：化驗分析。