原子熒光光度法測汞探討

嚴業華

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原子熒光光度法測汞探討

嚴業華

福建省永安市環境監測站

用原子熒光光度法對測汞時開機預熱時間穩定性試驗，試樣配好后放置多久再測定，通過試驗找出最佳試驗條件。

原子熒光光度法 汞 穩定性試驗

1　方法原理

在酸性介質中加入還原劑硼氫化鉀溶液后，汞被還原成氣態原子態汞，由載氣（氬氣）直接導入石英原子化器中，進而在氬氫火焰中，原子化基態原子受汞特種燈光源激發在返回較低態價時放出熒光，通過檢測到原子熒光的相對強度值，利用熒光的相對強度與溶液中汞含量成正比的關系計算樣品中汞的含量。

2 　實驗目的

原子熒光光度法測汞在環境監測中還不是國家標準，在《水和廢水監測分析方法》（第四版）中為推薦標準，具體測定方法是按砷測定方法。由于汞燈為陽極燈，而砷燈為陰極燈，其方法原理：汞被還原成氣態原子態汞，而砷則生成氣態氫化物。由于汞燈的特殊性，在儀器使用說明書中要求汞燈要預熱時間長一些，但未規定具體時間。因此本文對測汞時儀器預熱時間及試樣的穩定性進行探討。

3　實驗儀器及條件

實驗室環境：室溫20℃；濕度68%；試驗儀器：AFS-2202a原子熒光光度計；測量方式：標準曲線法；讀數方式：峰面積。

4　改進的主要試劑和測試條件

4.1 試驗用的水均采用超純水。

4.2 汞使用硼氫化鉀還原劑不是生成氫化物而是被還原成氣態原子態汞，所需的硼氫化鉀溶液濃度可由0.7％降為0.1％，既可達到試驗要求也可以減少硼氫化鉀藥品消耗。

4.3 由于汞在地表水中含量很低，一般在檢出限附近，因此標準曲線的濃度線性范圍也相應降低，選擇在0.10～0.60ug/L。為了提高儀器的靈敏度，提高熒光強度值，光電倍增管負高壓由220～260V提高到300V 。

4.4 由于汞燈為陽極燈，使用的燈電流最高不能超過40mA，因此燈電流由40～60mA降低到30mA；原子化器高度由8mm調整到10mm。

4.5 本次試驗對五批優級純鹽酸和一批高純級鹽酸的5%濃度空白試驗熒光強度值在1000以上，明顯偏高，因此采用優級純硝酸代替空白試驗熒光強度值可以降低到200～450。另外配制標液、標樣也是用優級純硝酸，符合配制載流用的酸介質和標準溶液的酸介質保持一致的要求。

5 結果與討論

5.1 儀器開機預熱時間穩定性試驗

標準曲線：吸取10.0ng/mL汞標準使用液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL于100.0mL容量瓶中，用3%硝酸溶液定容至刻度。即相當于濃度0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60ug/L汞標溶液。儀器開機預熱20分鐘后先進行空白值測定，開機25分鐘后正式進行標準曲線測定，以后每5分鐘測定一條標準曲線，共測定20條標準曲線。即測定到125分鐘。

從圖1可以看出，當汞濃度值≤0.50ug/L時開機60分鐘后就基本上能夠穩定下來，而曲線斜率在開機60分鐘后基本上變化幅度不大，85分鐘后則更加穩定。因此在進行汞測定時，應提前開機，要比硒、砷等開機預熱時間長一些，預熱60分鐘以上，最好為預熱90分鐘，這樣測定的結果穩定性更好。

5.2 試樣隨時間穩定性試驗

儀器開機預熱125分鐘后，即儀器穩定后，分別測定剛配好的0.10ug/L標準曲線低點和0.60ug/L標準曲線高點的汞標準液。先進行空白值測定，3分鐘后每一分鐘測定一次，連續測定40個結果，如表1、表2所示。

圖1 曲線各點隨時間變化圖

表1 　曲線低濃度點0.10ug/L汞溶液測定結果

表2　 曲線高濃度點0.60ug/L汞溶液測定結果

在剛開始測定時，其測定值均較高。隨著時間的推移，測定值逐漸降低，主要有三個階段：第一階段1～17號即4～20分鐘，變化幅度較小，其相對標準偏差分別為0.67%和0.89%。第二階段18～29號即21～32分鐘，較不穩定，變化幅度較大，其相對標準偏差分別為1.10%和1.97%。第三階段30～40號即33～43分鐘，變化幅度較小，其相對標準偏差分別為0.97%和0.54%。由于在測定時要先測定空白值、曲線、標樣、全程序空白以及一些準備工作等,無法在20分鐘內完成測定。因此，一般情況下，樣品、標樣和標準溶液在配制好后放置35分鐘、在第三階段開始測定更為理想。

5.3 試樣上下層穩定性試驗

儀器開機預熱穩定后，標準溶液配制好40分鐘后，即把0.60ug/L的汞標準溶液倒入50.0mL的比色管中搖勻，靜置10分鐘再進行測定，即先測一個上層樣品，緊接著測定一個下層樣品，重復測定10組數據。測定結果見表3。

表3 上層與下層熒光強度值測定結果

注：上層熒光強度值相對標準偏差1.45%；下層熒光強度值相對標準偏差1.16%。

可以看出，上層的溶液測定結果比下層要低一些，這主要是由于汞原子較重、容易下沉，導致下層的濃度要比上層高一些。在試樣測定時應當先搖勻，然后立即進行測定，以減少汞原子下沉所引起的分析結果的偏差。在配制標準溶液和標準樣品時更要充分搖勻。

6 結語

從以上三個試驗可以看出，在進行汞測定時應先開機預熱60分鐘以上，試樣配制好放在儀器室35分鐘后充分振蕩搖勻基礎上測定，這樣測定結果才更具代表性。

[1] 國家環?？偩帧端蛷U水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法[M]. 第四版. 北京：中國環境科學出版社，2002.