基于化學實驗室檢測空氣中顆粒態汞的特征研究

許 超，柴子駿，周 凱

（1.南京諾衛檢測技術有限公司，江蘇 南京 211525；2.常州諾衛安全技術服務有限公司，江蘇 常州 213000）

化學實驗室是進行研究、教學和化學實驗的重要場地，因此，化學實驗室空氣質量是非常重要的，對實驗室使用人員的身心健康有著重要的影響。在化學實驗室中，汞是進行化學實驗經常使用到的一種化學材料，同時汞也是一種有害物質，化學實驗室中的溫度計、壓力計、化學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。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，進入人體的各個部位，對人體的身體健康有著巨大的威脅。當前國內外汞的污染逐漸加重，因此一定要做好空氣中的顆粒態汞的含量檢測工作，但是在實驗中檢測顆粒態汞的實驗研究并不是太多，因此，本文主要對對化學實驗室中的顆粒態汞的特征進行研究。以供相關從業人員參考與借鑒。

1 實驗部分

1.1 采樣

1.1.1 采樣地點

采樣地點分別是環境監測實驗室、化學實驗技術實驗室、物理常數實驗室三種不同的實驗室進行樣品搜集。

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，流量設為100 L/min，采樣時間8～10 h。每個實驗室分別進行采樣，采樣高度為1.5 m(距樓面)。

1.2 樣品預處理

在采樣結束之后，將含有大氣顆粒物的濾膜進行剪碎處理，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，消解預處理好的樣品使用AFS-2202a。對于空氣中的顆粒態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射光譜之間的一種光化學分析方式，在靈敏度與測量微量元素有著極大的優勢。同時在檢測的過程中，其性能是原子吸收光譜的一倍以上。火焰原子吸收光譜儀的最根本工作原理就是通過儀器發出具有元素特性譜線的光，然后利用火焰原子技術，把檢測樣本引入火焰，經過一些的加工處理之后在火焰的作用下產生原子蒸氣，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行吸收，然后根據輻射特性譜線的強弱進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生輻射（就是所謂的原子熒光），因為相應的輻射強度與高能粒子、元素的數量是成正比的，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性有更好的保證，使結果更加精準。測量結果數據見表1。

1.4 化學實驗室質量保證

（1）化學實驗室中的儀器是經過精密的選擇的，精準度可以保證，所使用的實驗一起均為符合相關實驗標準的，可以保證實驗結果的準確性。

（2）在化學實驗中使用的化學試劑均為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行沖洗過的，然后再使用試劑進行清晰；實驗所使用的濾紙是經過高溫烘烤達到24 小時以上的。以上工作均為了避免出現試劑和儀器對化學式實驗數據造成的誤差現象。

（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常可靠的。

（4）標準工作曲線的相關系數在r 在0.9990～0.9998 之間，這說明實驗滿足檢測要求。

2 實驗結果與討論

2.1 空氣中顆粒態汞污染現狀分析

通過實驗數據分析可以發現，在化學實驗室空氣中的顆粒態汞含量和濃度均符合工業生產的標準，但是對于居民區空氣中的顆粒態汞含量和濃度標準來說是非常接近的。另外，也遠遠的高出世界大氣中的顆粒態汞的含量和濃度標準，需要人們進行足夠的注意，做好防范措施[3]。

2.2 空氣中顆粒態汞污染特征分析

2.2.1 化學實驗通風因素

通過實驗數據可以知道，在通風的情況下化學實驗中的顆粒態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環境可以有效的降低化學實驗室空氣中顆粒態汞的含量和濃度，是減少顆粒態汞污染的有效手段。

2.2.2 化學實驗室顆粒態污染源

化學實驗室空氣中的顆粒態汞的含量之所以那么高的原因就是由于化學實驗室中經常使用到含汞的試劑和儀器原因導致的。化學實驗室中經常使用到含汞的化學試劑，在化學實驗儀器方面溫度計、壓力計以及化學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，空去動力學直徑小于10 微米的微笑顆粒物。相關實驗數據表明，空氣中的汞含量和TSP 是呈現一種正相關的關系的，就是TSP 的濃度和含量越高，空氣中的顆粒態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汞是存在于PM10中的，而PM10 非常容易被人體吸收后進入人體的內部，對身體的傷害非常大，因此需要重點對PM10 進行處理，減少空氣種的顆粒態汞含量[4]。

2.2.4 顆粒態形態轉化

在理論基礎上，氣態汞轉化成顆粒汞的方式主要有兩種，第一種就是氣態類型的汞和空氣中的顆粒進行相互結合進而形成顆粒態汞，第二種方式就是氣態類型的汞經過一系列的反應變化形成顆粒態汞。相關研究表明，污染源的直接排放對空氣中顆粒態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汞污染，化學實驗室空氣中的顆粒態汞來源主要還是含汞的化學試劑。所以，通過實驗數據分析可以發現，化學實驗室中顆粒態汞濃度過高的原因就是化學試劑中揮發出來的氣態汞經過一系列的變化成為顆粒態汞。但是目前對氣態汞想顆粒態汞進行轉化方面的研究還不夠成熟，需要進一步進行研究分析[5]。

3 結束語

3.1 顆粒態汞污染現狀分析

當前我國化學實驗室中空氣中的顆粒態汞含量沒有超過工業生產的標準，但是對于正常居住區的汞含量標準來說濃度是超標的，存在非常嚴重的汞污染，對人體的的健康有著一定的威脅，需要人們進行重點重視。

3.2 顆粒態汞的形態以及污染來源

化學實驗室中汞的出現主要就是化學實驗中使用的化學試劑，揮發出來的氣態汞經過一系列的轉化成為顆粒態汞，這就是化學實驗中顆粒態汞含量超標主要因素。另外，一些化學儀器和設備中也含汞元素，但是對顆粒態汞的含量影響是非常小的。要想減小化學實驗室中顆粒態汞的含量，最簡潔有效的方式還是加強實驗室的通風[6]。