AFS- 933 原子熒光光度計(jì)測(cè)定水中汞的最佳實(shí)驗(yàn)條件研究

高小然

（遼寧省遼陽(yáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，遼寧 沈陽(yáng)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(qiáng)，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(wú)毒的，但汞蒸汽和汞鹽都是巨毒，吸入或口服可以導(dǎo)致肝臟和腦損傷。由于汞污染對(duì)人體會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p害，所以我國(guó)對(duì)汞排放嚴(yán)格實(shí)施控制排放總量指標(biāo)。目前對(duì)總汞檢測(cè)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。考慮實(shí)驗(yàn)安全，便捷和實(shí)驗(yàn)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?yàn)橥鈬?guó)通常采用冷原子熒光法，所以目前原子熒光光譜分析法沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而隨著科技進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)儀器不斷更新?lián)Q代，使用條件也會(huì)經(jīng)常變化，給實(shí)驗(yàn)人員帶來(lái)不便和困難。本研究通過(guò)使用AFS-933 原子熒光光度計(jì)來(lái)檢測(cè)水中汞，對(duì)儀器使用過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)及影響因素進(jìn)行了調(diào)整，更改，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，總結(jié)出適合AFS-933 原子熒光光度計(jì)的檢測(cè)條件，為以后相關(guān)工作提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 基本原理

經(jīng)預(yù)處理后的樣品試液進(jìn)入原子熒光儀，在酸性條件的還原劑作用下，使二價(jià)汞還原為元素汞。過(guò)量的氫氣和汞蒸氣與載氣氬氣混合，進(jìn)入原子化器，氫氣和氬氣在點(diǎn)火裝置的作用下形成氬氫火焰，汞原子受元素?zé)舭l(fā)射光的激發(fā)產(chǎn)生原子熒光，熒光強(qiáng)度與試液中汞元素含量在一定范圍內(nèi)成正比。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)系列的檢測(cè)得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)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(jì)AFS-933。

1.2.2 汞元素空心陰極燈及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)藥品

本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用藥品的純度均為優(yōu)級(jí)純，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(guò)多次調(diào)試工作參數(shù)，通過(guò)分析比對(duì)，綜合考慮AFS-933原子熒光光度計(jì)和空心陰極燈的使用壽命，得出了AFS-933 原子熒光光度計(jì)的最佳工作參數(shù)（見(jiàn)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(dòng)1-2 次并開(kāi)蓋放氣。冷卻，用水定容至標(biāo)線，混勻，待測(cè)。空白試樣以純水代替樣品，按照上述的步驟測(cè)定空白試樣。

1.6 注意事項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的高濃度鹽酸具有極強(qiáng)的揮發(fā)性，對(duì)呼吸道具有強(qiáng)烈刺激，硼氫化鉀同樣對(duì)黏膜，上呼吸道，眼睛及皮膚有強(qiáng)烈刺激性，所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，工作人員必須佩帶實(shí)驗(yàn)手套和防毒面具。

1.7 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本實(shí)驗(yàn)使用AFS-933 原子熒光光度計(jì)對(duì)水中汞進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)改變儀器的實(shí)驗(yàn)條件和影響因素得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再進(jìn)行分析比較，得到一組適合AFS-933 原子熒光光度計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(guò)比較發(fā)現(xiàn)，以鹽酸做載流液時(shí)，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)空白，還是Hg 標(biāo)準(zhǔn)曲線的熒光值均較硝酸作為載流液時(shí)的熒光值有明顯提升，說(shuō)明當(dāng)使用鹽酸作為載流液時(shí)，儀器的靈敏度更高。另外，通過(guò)咨詢各生產(chǎn)商，發(fā)現(xiàn)硝酸的價(jià)格要高于鹽酸，因此，無(wú)論從實(shí)驗(yàn)條件還是從實(shí)驗(yàn)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(jì)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(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用1%和3%的鹽酸溶液作載流液時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)空白熒光值較高，但是標(biāo)準(zhǔn)曲線熒光值較低，無(wú)法保證標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值的準(zhǔn)確性；以5%和7%的鹽酸溶液作載流液時(shí)，二者標(biāo)準(zhǔn)空白和標(biāo)準(zhǔn)曲線的熒光值接近，無(wú)明顯差別。當(dāng)使用10%的鹽酸溶液作為載流液時(shí)，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(guò)分析比對(duì)，應(yīng)選擇5%的鹽酸溶液作為AFS-933 原子熒光光度計(jì)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(guò)變化還原劑（硼氫化鉀溶液）的質(zhì)量濃度（5-20g/L），分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)空白和標(biāo)準(zhǔn)曲線的熒光值，然后進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)空白的熒光值并不隨著還原劑濃度的變化而變化，但Hg 標(biāo)準(zhǔn)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(shuō)明汞與硼氫化鉀不會(huì)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(guò)量的硼氫化鉀產(chǎn)生的氫氣反而會(huì)稀釋原子化器中的汞，影響測(cè)定值的準(zhǔn)確度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)，選用10g/L 的硼氫化鉀溶液作為AFS-933 原子熒光光度計(jì)的還原劑。

2.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線

將實(shí)驗(yàn)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(guò)AFS-933 原子熒光光度計(jì)檢測(cè)。所得曲線擬合得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=1227.5X+14.223（r=0.9996），符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（表2）

表2 汞標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定和回收率

采用本方法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)參考物202041，標(biāo)準(zhǔn)值為（8.31±0.66）μg/L，測(cè)定值為8.56μg/L。

測(cè)定樣品的加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表3

表3 加標(biāo)回收率測(cè)定

結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用AFS-933 原子熒光光度計(jì)檢測(cè)水中汞時(shí)，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(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和加標(biāo)回收率均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可作為日常儀器的使用條件參考。