FAS930原子熒光光度計測汞空白影響因素及解決辦法

摘 要：空氣中的汞及其化合物對人體有慢性神經損害或急性中毒的危害，也是作為職業病危害因素檢測的物質之一。而原子熒光光譜法測汞是較為理想一個方法，該方法具備操作簡單，高靈敏度，可快速測定，檢出限低的優點。但在實際工作中影響因素很多，常常是空白偏大。本文結合吉天FAS930原子熒光光度計檢測空氣中汞濃度實際工作經驗，對影響汞空白因素進行探討，并提出與此對應的解決辦法。

關鍵詞：原子熒光;測汞;空白;解決辦法

1 原子熒光測定汞原理

冷原子熒光測汞儀結構主要包括：原子化系統、光電轉換系統、氣路系統、數據處理系統。由光源低壓汞燈發射出253.7nm波長的激發光，通過透鏡聚焦，照射在常溫下氣化的試樣中汞原子蒸氣上，基態汞原子被激發躍遷到高能態，再去激發返回到基態時而輻射出與激發光相同波長的共振熒光，此熒光經透鏡聚焦于檢測器光電倍增管的光陰極上，光電流經放大，其模擬信號經微機處理轉換成數字信號被測量，在汞濃度較低時熒光強度與試樣中汞濃度呈線性關系，因此可用于汞的定量分析。

2 儀器工作條件

檢測下限：≤0.01ng/mL;線性相關系數：r>0.999;相對標準偏差：<4%;測量范圍：0-10.0ug/L;穩定度：讀數漂移≤±2字/3min（在A=0處）;精密度：變異系數≤4%。

3 影響因素及解決辦法

3.1 水

因為原子熒光光度計具有較高靈敏度，在水中汞元素以微量或痕量存在，又特別容易揮發，實驗用水質量會嚴重影響到試劑空白的穩定，所以整個測定過程用水，要選用二次蒸餾水，并且電阻值設于18MΩ以上，實驗室專用超純水機可達到要求。

3.2 化學試劑

3.2.1 酸

氫化物的反應在酸性介質中發生，酸度范圍在10%～20%內，容器測量相對標準偏差<5%。如果酸的純度降低或者含其他雜質，會導致空白增高、波動大，出現熒光強度超出1000，甚至超出更多，致使實驗無法繼續。所以實驗中考慮用優級純酸或原子熒光專用酸。測汞時排除儀器污染空白熒光值于以往呈備注差別時，應先考慮酸是否已被污染。研究鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸等幾種常用酸作為應用介質，表明介質最佳效果為鹽酸，并且在0.06～0.60mol/L鹽酸濃度時，熒光強度最大也很穩定，一般選擇0.24～0.60mol/L鹽酸溶液。

3.2.2 還原劑

一般熒光光度計使用的還原劑是硼氫化鉀--氫氧化鉀或硼氫化鈉--氫氧化鈉。濃度過高時產生過多的氫，靈敏度降低，并引起氣相干擾;濃度過低時，氣態物難以形成。要求硼氫化鉀高于95%，其配置的濃度大小和保存時間長短都會使熒光強度大幅波動，因此配制和保存應注意：硼氫化鉀（鈉）濃度越大越易產生過多的氫，并引起檢測靈敏度降低，為此還原劑內硼氫化鉀（鈉）濃度應盡量保持低濃度。低濃度硼氫化鉀（鈉）要加入氫氧化鉀（鈉）來固定，配制時要掌握好二者間配比。經實踐，日常汞元素測量可按1%（W/V）硼氫化鈉：0.5%氫氧化鈉。氫氧化鈉對硼氫化鈉起保存劑作用，配制時硼氫化鈉放入已溶解氫氧化鈉溶液內。因還原劑穩定性較差，冰箱可保存2～3天左右，要求臨用現配。配制好的還原劑應裝入細口瓶中，減少與空氣的接觸面，減少環境對其污染。

3.2.3 其他試劑

實驗中還要用到硫脲、抗壞血酸、重鉻酸鉀等一般選用優級純試劑，而重鉻酸鉀在測定中是較重要的試劑，是保護汞元素蒸發的重要元素，選用較好的重鉻酸鉀是測量前提保證。硼氫化鈉易潮解，潮解便失效，應在干燥器內保存。

3.3 污染的影響

3.3.1 容器污染

實驗室所用的的容器如容量瓶、燒杯、移液管等未清洗干凈會造成污染。對污染的玻璃容器要用20%硝酸溶液浸泡24h以上，使用前先用自來水沖凈，再用純凈水沖洗1-4遍。上機進樣用的塑料管最好選用進口的PP 或PE材質塑料瓶，有條件的可選PTFE或PFA材質。不建議用國內小廠的塑料瓶，很多民用塑料制品在生產中會使用較多輔料，本底較高，也會影響空白。

3.3.2 儀器污染

痕量分析主要是采用原子熒光光度計進行分析，加上汞有很強記憶效應。汞含量相對較高樣品應進行上機前稀釋，汞濃度應<20ug/L。隨著儀器時間的運行，原子化器的石英爐芯會出現結晶固體，也會引起空白偏高，可取下來用10%硝酸溶液浸泡，沖洗干凈再重新安裝。

3.3.3 空氣污染

汞元素普遍存在于自然環境中，相比其他元素，汞檢出限要更低，更容易收到空氣污染，所以實驗室要注意通風和潔凈，不要存放一些容易污染及揮發較強的物質。排廢氣要通到高錳酸鉀吸收液或通出室外。

3.4 外部環境

汞在我們生活環境中普遍存在，而且當室溫>30℃時，幾乎全都揮發到空氣中。溫度對峰高的影響，當測定溶液的溫度由15℃升至40℃時，測定峰高增加1倍，溫度每升高5℃結果增高8%，因此標準液及樣品有必要控制在較近溫度下來測定，確保工作環境室溫恒定。

3.5 儀器條件

3.5.1 汞燈極電流

高強度的空心陰極燈，這種高強度的空心陰極燈可以增強譜線強度，并利用脈沖方式供電，還可有效避免出現譜線自吸現象，延長燈的使用壽命。燈電流的設置過大會引起空白值值增大，原子熒光光譜儀的激發光源供電電源在一定范圍內隨燈電流增加熒光強度增大，但燈電流過大又會發生自吸現象，而且噪聲增大，燈壽命縮短。一般設置燈電流為15mA。汞燈是一種陽極燈，溫度、濕度都容易影響到它，導致在檢測時容易出現熒光強度漂移，采取提前預熱漂移現象即可消除，一般點火預熱汞燈1h左右。

3.5.2 爐高度選擇

靈敏度測出值會隨著觀測高度的變化發生改變。高度太低（<7.5mm）石英爐散射光會造成較高背景讀數，這時空白受到影響較大，太高時會致使靈敏度與測量精度降低。依照AFS930在工作中實情確定8mm是最佳爐高。

3.5.3 載氣流量

在各反應一定條件下，載氣流量的大小，對于氫氬火焰穩定性和測量熒光強度大小都有較大影響。如果載氣量較小，會造成氬氫火焰不穩定，測量重現性相對較差;反之，載氣過大時，原子蒸氣會被稀釋，測量信號隨之降低，過大載氣流量極有可能沖斷氬氫火焰，并且沒辦法再形成氬氫火焰，不穩定的信號和靈敏度降低可能導致測量無信號。當載氣流量為400mL/min時汞能得到較強熒光強度，因此Hg載氣流量選擇400mL/min，屏蔽氣流量選擇800mL/min。

綜上所述，汞（Hg）和汞化合物均屬劇毒物質，普遍存在于我們生活環境中。稍有不慎，就會經食物鏈進入人體，在身體中積蓄引起全身中毒。因此，汞排放屬于我國污染排放總量重點控制的指標之一，而測定水中微量、痕量汞的特效方法就是原子熒光法，測汞時檢出限較低所以對試劑環境儀器要求較高，要盡量避免污染，嚴格控制檢測條件，減少操作過程中對檢測結果有影響的因素，保證結果真實以達到檢測目的。

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作者簡介：

馬雄麗（1989- ），女，漢族，云南大理人，化學分析助理工程師，云南煤礦安全技術中心，研究方向：化驗分析。