基于化學(xué)實驗室檢測空氣中顆粒態(tài)汞的特征研究

許 超，柴子駿，周 凱

（1.南京諾衛(wèi)檢測技術(shù)有限公司，江蘇 南京 211525；2.常州諾衛(wèi)安全技術(shù)服務(wù)有限公司，江蘇 常州 213000）

化學(xué)實驗室是進(jìn)行研究、教學(xué)和化學(xué)實驗的重要場地，因此，化學(xué)實驗室空氣質(zhì)量是非常重要的，對實驗室使用人員的身心健康有著重要的影響。在化學(xué)實驗室中，汞是進(jìn)行化學(xué)實驗經(jīng)常使用到的一種化學(xué)材料，同時汞也是一種有害物質(zhì)，化學(xué)實驗室中的溫度計、壓力計、化學(xué)電極以及一些含汞的試劑中都有汞污染的重要來源。在大氣中的汞主要分為空氣類型汞和顆粒狀汞兩種形態(tài)。其中顆粒汞的含量是非常少的，但是顆粒汞的危害是非常巨大的，可以通過人體的肌膚，進(jìn)入人體的各個部位，對人體的身體健康有著巨大的威脅。當(dāng)前國內(nèi)外汞的污染逐漸加重，因此一定要做好空氣中的顆粒態(tài)汞的含量檢測工作，但是在實驗中檢測顆粒態(tài)汞的實驗研究并不是太多，因此，本文主要對對化學(xué)實驗室中的顆粒態(tài)汞的特征進(jìn)行研究。以供相關(guān)從業(yè)人員參考與借鑒。

1 實驗部分

1.1 采樣

1.1.1 采樣地點

采樣地點分別是環(huán)境監(jiān)測實驗室、化學(xué)實驗技術(shù)實驗室、物理常數(shù)實驗室三種不同的實驗室進(jìn)行樣品搜集。

1.1.2 采樣方法

使用KC-120H 型，帶10 切割器大流量采樣器(青島峙山電子儀器總廠有限公司)采集大氣顆粒物，流量設(shè)為100 L/min，采樣時間8～10 h。每個實驗室分別進(jìn)行采樣，采樣高度為1.5 m(距樓面)。

1.2 樣品預(yù)處理

在采樣結(jié)束之后，將含有大氣顆粒物的濾膜進(jìn)行剪碎處理，放人100 mL 三角瓶中，加新配制的王水45 ml，在85℃～90℃水溶上加熱1 h，期間搖動2 次，冷卻，過濾到50 mL 容量瓶中，用5%鹽酸洗滌并稀釋至刻度，待測定之用。

1.3 分析方法

實驗的方式使用的是原子光譜檢測法，消解預(yù)處理好的樣品使用AFS-2202a。對于空氣中的顆粒態(tài)汞元素含量需要保證在每升0.00005mg，在空氣中存在汞的含量較低，利用電感耦合高頻以及原子吸收光譜法等方式，在檢測汞元素含量的過程中就存在著一定的局限性。因此在實際的檢測過程中就會到涉及到原子熒光光譜法，其是一種臨界于原子吸收光譜于原子發(fā)射光譜之間的一種光化學(xué)分析方式，在靈敏度與測量微量元素有著極大的優(yōu)勢。同時在檢測的過程中，其性能是原子吸收光譜的一倍以上?；鹧嬖游展庾V儀的最根本工作原理就是通過儀器發(fā)出具有元素特性譜線的光，然后利用火焰原子技術(shù)，把檢測樣本引入火焰，經(jīng)過一些的加工處理之后在火焰的作用下產(chǎn)生原子蒸氣，這時候光通過原子蒸氣的過程中就可以對需要檢測的元素進(jìn)行吸收，然后根據(jù)輻射特性譜線的強(qiáng)弱進(jìn)行判斷樣本中的某元素含量[1]。

其基本的作用原理就是利用低能粒子向高能粒子躍遷釋放出來的輻射，粒子的躍遷工作是在無時無刻進(jìn)行的，同時在躍遷的過程中往往伴隨著粒子降級的工作。某些高能粒子降級為低能粒子的過程中也會產(chǎn)生輻射（就是所謂的原子熒光），因為相應(yīng)的輻射強(qiáng)度與高能粒子、元素的數(shù)量是成正比的，所以原子熒光光譜法就可以利用這種降級所釋放出來的輻射強(qiáng)弱來判斷檢測物的元素含量以及分布狀況[2]。一般情況下，都會選擇可靠性加高和靈敏度較高的靈敏線。因為這樣就算在樣品濃度較低的時候也可以獲得比較好的檢測結(jié)果，而且非常便于測量；如果檢測的樣本濃度較高的時候，特別是吸光度A 大于0.6 的時候，要選擇次靈敏線，這樣可以使樣品的重復(fù)性有更好的保證，使結(jié)果更加精準(zhǔn)。測量結(jié)果數(shù)據(jù)見表1。

1.4 化學(xué)實驗室質(zhì)量保證

（1）化學(xué)實驗室中的儀器是經(jīng)過精密的選擇的，精準(zhǔn)度可以保證，所使用的實驗一起均為符合相關(guān)實驗標(biāo)準(zhǔn)的，可以保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）在化學(xué)實驗中使用的化學(xué)試劑均為AR 以上的等級，部分的試劑為GR 等級；實驗所使用的玻璃儀器均為高純水進(jìn)行沖洗過的，然后再使用試劑進(jìn)行清晰；實驗所使用的濾紙是經(jīng)過高溫烘烤達(dá)到24 小時以上的。以上工作均為了避免出現(xiàn)試劑和儀器對化學(xué)式實驗數(shù)據(jù)造成的誤差現(xiàn)象。

（3）該次實驗的回收率在95%～97%之間，這表明該次的實驗方式是非?？煽康?。

（4）標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的相關(guān)系數(shù)在r 在0.9990～0.9998 之間，這說明實驗滿足檢測要求。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 空氣中顆粒態(tài)汞污染現(xiàn)狀分析

通過實驗數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)實驗室空氣中的顆粒態(tài)汞含量和濃度均符合工業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，但是對于居民區(qū)空氣中的顆粒態(tài)汞含量和濃度標(biāo)準(zhǔn)來說是非常接近的。另外，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高出世界大氣中的顆粒態(tài)汞的含量和濃度標(biāo)準(zhǔn)，需要人們進(jìn)行足夠的注意，做好防范措施[3]。

2.2 空氣中顆粒態(tài)汞污染特征分析

2.2.1 化學(xué)實驗通風(fēng)因素

通過實驗數(shù)據(jù)可以知道，在通風(fēng)的情況下化學(xué)實驗中的顆粒態(tài)汞含量和濃度要比不同的情況下高出很多。這就說明良好的通風(fēng)環(huán)境可以有效的降低化學(xué)實驗室空氣中顆粒態(tài)汞的含量和濃度，是減少顆粒態(tài)汞污染的有效手段。

2.2.2 化學(xué)實驗室顆粒態(tài)污染源

化學(xué)實驗室空氣中的顆粒態(tài)汞的含量之所以那么高的原因就是由于化學(xué)實驗室中經(jīng)常使用到含汞的試劑和儀器原因?qū)е碌??；瘜W(xué)實驗室中經(jīng)常使用到含汞的化學(xué)試劑，在化學(xué)實驗儀器方面溫度計、壓力計以及化學(xué)電極在正常使用的前提下對空氣的污染還是比較小的，主要的原因還是化學(xué)試劑中的汞。

2.2.3 可吸人顆粒物(PM10)

可吸入顆粒物說的就是懸浮在空氣中的，空去動力學(xué)直徑小于10 微米的微笑顆粒物。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)表明，空氣中的汞含量和TSP 是呈現(xiàn)一種正相關(guān)的關(guān)系的，就是TSP 的濃度和含量越高，空氣中的顆粒態(tài)汞的含量和濃度也會越來越高。另外，很多的實驗研究表明空氣中大約有六成的顆粒態(tài)汞是存在于PM10中的，而PM10 非常容易被人體吸收后進(jìn)入人體的內(nèi)部，對身體的傷害非常大，因此需要重點對PM10 進(jìn)行處理，減少空氣種的顆粒態(tài)汞含量[4]。

2.2.4 顆粒態(tài)形態(tài)轉(zhuǎn)化

在理論基礎(chǔ)上，氣態(tài)汞轉(zhuǎn)化成顆粒汞的方式主要有兩種，第一種就是氣態(tài)類型的汞和空氣中的顆粒進(jìn)行相互結(jié)合進(jìn)而形成顆粒態(tài)汞，第二種方式就是氣態(tài)類型的汞經(jīng)過一系列的反應(yīng)變化形成顆粒態(tài)汞。相關(guān)研究表明，污染源的直接排放對空氣中顆粒態(tài)汞的濃度影響是非常小的，而且該次實驗中的周圍沒有大量的工業(yè)汞污染，化學(xué)實驗室空氣中的顆粒態(tài)汞來源主要還是含汞的化學(xué)試劑。所以，通過實驗數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，化學(xué)實驗室中顆粒態(tài)汞濃度過高的原因就是化學(xué)試劑中揮發(fā)出來的氣態(tài)汞經(jīng)過一系列的變化成為顆粒態(tài)汞。但是目前對氣態(tài)汞想顆粒態(tài)汞進(jìn)行轉(zhuǎn)化方面的研究還不夠成熟，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究分析[5]。

3 結(jié)束語

3.1 顆粒態(tài)汞污染現(xiàn)狀分析

當(dāng)前我國化學(xué)實驗室中空氣中的顆粒態(tài)汞含量沒有超過工業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，但是對于正常居住區(qū)的汞含量標(biāo)準(zhǔn)來說濃度是超標(biāo)的，存在非常嚴(yán)重的汞污染，對人體的的健康有著一定的威脅，需要人們進(jìn)行重點重視。

3.2 顆粒態(tài)汞的形態(tài)以及污染來源

化學(xué)實驗室中汞的出現(xiàn)主要就是化學(xué)實驗中使用的化學(xué)試劑，揮發(fā)出來的氣態(tài)汞經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)化成為顆粒態(tài)汞，這就是化學(xué)實驗中顆粒態(tài)汞含量超標(biāo)主要因素。另外，一些化學(xué)儀器和設(shè)備中也含汞元素，但是對顆粒態(tài)汞的含量影響是非常小的。要想減小化學(xué)實驗室中顆粒態(tài)汞的含量，最簡潔有效的方式還是加強(qiáng)實驗室的通風(fēng)[6]。