淺析無火焰法分析合成材料跑道面層中可溶性金屬汞

曲永杰

摘 要：本文分析了合成材料跑道面層中可溶性金屬汞的測定方法。

關鍵詞：可溶性金屬汞；合成材料跑道面層；無火原子吸收光譜法；加標回收

汞，汞蒸氣（是單原子分子）吸入人體會產(chǎn)生慢性中毒，如牙齒松動、毛發(fā)脫落、神經(jīng)錯亂等，而烷基汞及其衍生物的存在則特別危險，因為它傾向于在大腦中積存，帶來不可治愈的傷害。研究跑道面層中可溶性汞的測定是十分有必要的。[1]

1 合成材料跑道面層樣品組批與取樣

以每項工程所需用合成材料跑道面層為一批，每批均應進行技術性能檢驗，取樣大小為300mm×300mm×實際厚度，4000平以下取2塊以上；4000-8000平取三塊以上；大于8000平取4塊以上。[2]將需要測試有害物質(zhì)的面層材料，先切割成100mm×100mm大小，或者更小的塊，放入特殊購入的塑膠粉碎機，將樣品制成約1mm3小顆粒，放入樣品袋中待使用。

1.1 可溶性金屬汞測試溶液的制備

稱取粉碎后（粉碎后約為1mm3的小顆粒）的樣品0.5g（精確至0.00001g），加入25mL0.07mol/L鹽酸溶液混合，攪拌1min，測其酸度，如pH>1.5，逐漸滴加濃度為2mol/L鹽酸溶液并搖勻，使PH在1.0-1.5之間，在室溫下連續(xù)攪拌混合液1h，然后靜置1h，立刻用快速定性濾紙過濾并洗滌，用1%硝酸銀溶液檢驗至無氯離子，然后準確定容，將溶液避光保存，應在4h內(nèi)完成測試，若4h內(nèi)無法完成測試，則需要加入1mol/L鹽酸溶液25mL，對樣品進行處理，處理方法同上。

測試結(jié)果的計算：

C=

C——可溶性金屬汞含量（mg/kg）；a0——0.07mol或1mol鹽酸溶液空白濃度，單位為μg/mL；a1從標準曲線上測得的試驗溶液的濃度，單位μg/mL；F稀釋因子；25為萃取鹽酸體積，單位為mL；m為稱取的樣品量，單位為g。[3]

1.2 無火焰原子吸收光譜法測定測試溶液的汞的濃度

測試的原理：

試樣中的二價汞離子在酸性過量氯化亞錫作用下，生成單質(zhì)汞，在室溫氣流中帶出汞（單原子蒸汽），并通過冷蒸汽（無焰）原子吸收光譜在波長253.7nm處測汞。[4]

2HgCl2+SnCl2+2HCl=Hg2Cl2↓+H2SnCl6

Hg2Cl2+ SnCl2+2HCl=2Hg↓+H2SnCl6[1]

2 使用儀器及測試操作過程

使用原子吸收分光光度計TAS-990F和GXY-203X型冷汞發(fā)生器（替代GB/T9758.7-88方法中的玻璃件），圖1所示。

3 所需溶液的配制

①還原劑（10%氯化亞錫溶液）：20g二水合氯化亞錫溶解于40ml鹽酸中，加水稀釋到200ml。一般一個樣品加入5ml。

②吸收液（高錳酸鉀溶液）：0.5%的高錳酸鉀溶解于5%的硫酸溶液中。高錳酸鉀先用水溶解后再加入濃硫酸，若高錳酸鉀直接與濃硫酸混合有爆炸的危險。

③酸液（0.5mol/L的硫酸溶液）：取98%的優(yōu)級純濃硫酸30ml，加入水中，定容至1000ml。

④汞標準溶液：取汞標準溶液（1000ug/ml）用水稀釋成0.1mg/ml的溶液，標準曲線的汞濃度每次臨用新制；取稀釋汞標液0ml、1ml、2ml、3ml、4ml、5ml以0.5mol/L硫酸溶液定容至25mL容量瓶，測試樣品也是25mL容量瓶，相應的汞的標液濃度為0μg/ml、0.04μg/ml、0.08μg/ml、0.12μg/ml、0.16μg/ml、0.20μg/ml。

4 實驗測定過程

①將汞元素燈安裝到原子吸收儀的燈座上。打開原子吸收儀電源，打開電腦，進入軟件，連機。選擇元素：Hg，選擇火焰連續(xù)模式，點燈預熱20分鐘以上，設定光譜參數(shù)。打開冷汞發(fā)生器的電源，將石英吸收池底座（根據(jù)各種儀器型號的不同可以選擇不同的石英池底座）放在原子吸收儀火焰燃燒頭上，固定好。調(diào)節(jié)燃燒頭前、后、左、右位置使元素燈發(fā)出的光能最大限度的通過石英池的兩端。

②實驗測定：將儀器后面的吸收管插入0.5%的高錳酸鉀吸收液面下；將兩根氣管分別與石英管的進氣和出氣端相連。

將三根進樣管對應放入配置好的還原劑（10%氯化亞錫溶液）、酸液（0.5mol/L的硫酸溶液）和標準溶液/樣品溶液中，按下冷汞發(fā)生器前端面板上的“進液”按鈕，待吸液停止后確認氣體控制旋鈕在“測量”檔位，按“進氣”按鈕，此時原子吸收儀軟件上吸收數(shù)據(jù)會迅速上升，待吸收值達到最高點，即可點擊原子吸收軟件開始鍵，開始采集數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)采集完成后，將氣體控制旋鈕從“測量”檔旋至“清除”檔，待原子吸收儀軟件上的吸收度降低為0.00左右時，整個氣路的汞蒸氣即被吸收瓶中的高錳酸鉀溶液完全吸收，此時再將氣體控制旋鈕從“清除”檔旋至“測量”檔，按下“排液”按鈕，廢液從廢液管中排出后，按“停止”按鈕。如果更換樣品測量則重復以上操作即可。

③測試數(shù)據(jù)及加標回收的計算。

測試標準溶液的吸光值，以吸光度和濃度做一元線性回歸曲線，濃度為0μg/mL，0.04μg/mL，0.08μg/mL，0.12μg/mL，0.16μg/mL，0.20μg/mL，對應的吸光度為0.001，0.171，0.421，0.699，0.997，1.220。線性回歸方程為y=6.322x-0.047，r=0.997，y為吸光度，x為濃度。

測試樣品的序號、質(zhì)量和加標樣品吸光度和濃度的數(shù)據(jù)見表1。

其中加標樣品為加入1.00μg汞標液，加標回收率見表2。

根據(jù)以上回歸曲線的相關系數(shù)為0.997>0.98；而且加標回收率為95.7%在90-110范圍內(nèi)，該方法可以用以上的設備進行可溶性汞的測試。[5]

參考文獻：

[1]武漢大學，吉林大學，等校編.無機化學（第三版）下冊[M].高教出版社：840-854.

[2]GB/T14833-2011合成材料跑道面層6.1.

[3]GB/T14833-2011合成材料跑道面層附錄E.

[4]GB/T9758.7-88色漆和清漆“可溶性”金屬含量的測定，第7部分：色漆的顏料部分和水可稀釋漆的液體部分的汞含量的測定，無焰原子吸收光譜法.

[5]GB/T27404-2008實驗室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測附錄F.