原子熒光光度計檢測汞的精密度和檢出限

余志明

0 前言

原子熒光光譜分析是20世紀60年代中期提出并發展起來的新型光譜分析技術，它具有原子吸收和原子發射光譜兩種技術的優勢，并克服了其某些方面的缺點，具有分析靈敏度高、干擾少、線性范圍寬、可多元素同時分析等特點，是一種優良的痕量分析技術。

砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鉛、鍺、汞、鎘、鋅等元素的含量是環境保護、衛生防疫等部門的必檢項目，用原子吸收法檢測這些吸收波長處于紫外區的元素，其靈敏度、檢出限、重現性等都無法滿足越來越高的質量控制要求。

當這些元素與合適的還原劑如硼氫化鉀等發生反應時，砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鉛、鍺等可形成氣態氫化物，汞可生成氣態原子態汞，鎘、鋅可生成氣態組分，這就是氫化物發生進樣的原理基礎。

經過國內分析測試研究人員的不斷努力，目前氫化物發生—原子熒光技術已成為食品衛生、飲用水、礦泉水中重金屬檢測的國家標準推薦方法，并已成為國內眾多分析測試實驗室的常規測試儀器。

在酸性介質中，汞被硼氫化鉀或硼氫化鈉還原成原子態汞，由載氣（氬氣）帶入原子化器中，在特制汞空心陰極燈照射下，基態汞原子被激發至高能態，在去活化回到基態時，發射出特征波長的熒光，其熒光強度與汞含量成正比。

1 相關儀器及試劑

1.1 儀器

雙道原子熒光光度計AFS-810

儀器參數設置見表1。

表1 儀器條件參數

1.2 試劑的配制

1.2.1 標準溶液的配制

Hg標準儲備液為1mg/mL。

標準使用液：移取Hg標準儲備液（1mg/mL）按照10倍的體積關系（最大不可超過100倍）逐級稀釋至Hg=0.01 μg/mL，用 5%（V∶V）HNO3－0.05%K2Cr2O7作為定容介質儲備。

標準系列的配制見表2。

表2 標準溶液的配制

1.2.2 還原劑的配制

先稱取5gKOH（分析純），用去離子水溶解后定容至1000mL，再稱取0.5g硼氫化鉀加入其中，溶解后搖勻（現用現配）。

1.2.3 載流液的配制[2%HNO3（V∶V）]

量取20mL濃硝酸（優級純），用去離子水定容至1000mL。

2 實驗過程及結果

2.1 精密度的測定

設定好儀器，將測量方法設定為Statistics，穩定20min后開始測定，連續用載流液進樣，待讀數穩定后，連續用標準空白溶液進樣11次，其熒光值及相對標準偏差見表3：

2.2 檢出限的測定

連續用空白標準溶液進樣11次，再進標準系列，繪制標準曲線，曲線方程為：I=1672.4591*C－22.4115，相關系數為0.9992，其熒光值見表4：以上的純凈水。

（3）在鹽酸、硝酸等酸中常含有雜質（砷、汞、鉛等），因此實驗中必須采用較高純度的酸。在實驗之前必須認真挑選，可將待使用的酸按標準空白的酸度在儀器上進行測試，選用熒光強度值較低的酸。如果空白值過高，將影響工作曲線的線性、方法的檢出限和測量的準確度。

表3 標準空白溶液的熒光值及相對標準偏差

（4）硼氫化鉀溶液中含有一定量的氫氧化鉀，以保證該溶液的穩定性。氫氧化鉀的濃度過低不能有效地防止硼氫化鉀分解，濃度過高則會影響氧化還原反應的總體酸度。配制好的硼氫化鉀溶液應避免陽光照射，以免引起還原劑分解產

表4 空白標準溶液的熒光值及檢出限

3 結論

（1）儀器要求汞的檢出限（DL）小于0.002μg/L，相對標準偏差（RSD）小于1.0%。測量結果汞的檢出限（DL） 為0.0017μg/L，相對標準偏差（RSD）0.99%，滿足儀器要求。

（2）檢出限不但與儀器的靈敏度有關，還與儀器的穩定性（噪聲）有關，提高儀器的靈敏度、降低噪聲是降低檢出限，提高性噪比的有效手段。檢出限與水的純度、酸的純度、硼氫化鉀溶液濃度、玻璃器皿污染程度等也有關。

（3）精密度與硼氫化鉀溶液中氫氧化鉀的濃度有關，同時硼氫化鉀溶液應避免陽光照射，應現用現配，以保證該溶液的穩定性。

4 結果討論

（1）因為Hg的靈敏度非常高，故需特別注意來自各方面的污染，尤其是玻璃器皿污染，所用玻璃器皿均應經20%HNO3（V∶V）浸泡24h，用去離子水沖洗干凈后再用。

（2）配制溶液所用水的純度，盡量使用阻值在18兆歐生較多的氣泡，影響測定的精密度。特別應該注意的是配制時，要先把氫氧化鉀溶解于水中，然后再將硼氫化鉀加入氫氧化鉀溶液中。

（5）硼氫化鉀溶液濃度越低，測汞靈敏度越高，同時還可大大降低各種干擾。因為汞并不生成氫化物，它僅需要被還原成氣態的汞，并由載氣帶到原子化器中進行原子化，故不需要過多的硼氫化鉀，過多的硼氫化鉀產生的氫氣反而會稀釋汞的濃度，所以汞需要較低的硼氫化鉀濃度。

5 使用儀器注意事項

（1）當氣溫低及濕度大時，Hg燈不易起輝，可以用兩種方法解決：開機狀態下，用綢布反復摩擦燈外殼表面，使其起輝；開機狀態下，用隨機配備的點火器，對燈的前半部放電，使其起輝。

（2）Hg燈需要預熱約20分鐘，以降低燈漂移產生的測量誤差。可采用大電流預熱，小電流測量。

（3）調節光路的原則：要使燈的光斑照射在原子化器的石英爐芯的中心正上方；要使燈的光斑與 光電倍增管透鏡的中心點在一個水平面上。

（4）在進行測試時，要先開氣瓶，以防止液體倒罐，腐蝕氣路系統。

（5）在測試結束后，一定要在空白溶液杯和還原劑容器內加入蒸餾水，運行儀器清洗管道。關閉載氣，并打開壓塊，放松泵管。