冷原子熒光便攜式痕量汞水質在線監測儀與實驗室汞分析儀比較研究

李 琴 施 擇 趙祖軍 聶晶晶 黃海萍 王思苗 李 雁

(1.云南省生態環境監測中心，昆明 650034；2. 力合科技(湖南)股份有限公司， 長沙 410205；3.安寧市環境監測站，安寧 650300)

“冷原子熒光便攜式痕量汞水質在線監測儀”是一款針對在線汞監測需求而開發的儀器。在線工作通常由水質監測基站或數采儀進行控制和數據上傳到數據平臺管理系統。同時它還可以作為單兵儀器使用，特別是為了方便一些環境應急事故時的現場使用，儀器可由24伏直流電源供電而實現便攜式工作。

本研究內容屬于國家重大科學儀器設備開發專項“重點防控重金屬汞、鉻、鉛、鎘、砷便攜/車載/在線監測儀器開發與應用示范”(項目編號：2012YQ060115)的子任務，在任務執行過程中云南省環境監測中心站對力合科技(湖南)股份有限公司研發的冷原子熒光便攜式痕量汞水質在線監測儀LFS-2002(Hg)與兩種實驗室常規汞測定儀器及相應的方法進行了比較。這兩種實驗室儀器及方法是：DMA-80痕量汞分析儀JL-120，所用的測試方法原理為EPA7473“熱分解齊化原子吸收光度法測定固體及液體中的汞”；AFS-230E雙道原子熒光光度計，所用的測試方法原理為HJ694-2014“水質汞、砷、鉍和銻的測定原子熒光法”。

3種儀器進行比較時的測試及統計方法主要依據《環境監測 分析方法標準制修訂技術導則》(HJ168-2010)[1]和《鎘水質自動在線監測儀技術要求及檢測方法》(HJ 763-2015)[2]。

1 主要指標測試方法

1.1 檢出限

在相同的條件下連續測定預計檢出限3倍的加標溶液7次，計算7次平行測定的標準偏差S，再乘以置信度為99%時的t值(單側)得出檢出限。測定結果的平均值和檢出限的比值要在3～5之間，加標濃度才算合適。

3臺儀器檢出限測定時的汞標液濃度分別為：冷原子熒光便攜式痕量汞水質在線監測儀0.03μg.L-1；DMA-80痕量汞分析儀JL-120為0.1μg.L-1；AFS-230E雙道原子熒光光度計為0.12μg.L-1。

1.2 精密度

采用各儀器測定上限50%濃度的汞標準溶液作為樣品，平行測定6次，分別計算測定的平均值、標準偏差、相對標準偏差等各項參數，以該相對標準偏差作為精密度的判定值。

3臺儀器精密度測定時的汞標液濃度分別為：冷原子熒光便攜式痕量汞水質在線監測儀10μg.L-1；DMA-80痕量汞分析儀JL-120為100μg.L-1；AFS-230E雙道原子熒光光度計為5μg.L-1。

1.3 準確度

用各儀器測定上限20%濃度的汞標準溶液、50%濃度的汞標準溶液和80%濃度的汞標準溶液作為樣品，每個樣品平行測定6次，分別計算平均值和相對誤差，取相對誤差最大值作為儀器準確度的判定值。

3臺儀器的測定上限及各自的準確度測定濃度如表1所示。

表1 各儀器測定上限及準確度測定濃度

1.4 離子干擾

用0.01mg.L-1的汞標準溶液作為樣品，將干擾離子分別按表2中濃度加入待測汞標液中，連續測定3次該混合溶液中的汞濃度，計算3次測量結果的相對誤差，取相對誤差的最大值作為儀器對這些離子干擾的判定值。

表2 離子干擾測定濃度

1.5 實際水樣加標回收率

樣品取自安寧螳螂川溫泉大橋斷面，水質類別為劣Ⅴ類，用3臺儀器分別進行了兩個濃度的加標回收率比較，加標量為0.2μg·L-1的樣品進行了6個平行測定；加標量為0.4μg·L-1的樣品進行了3個平行測定。

2 測試結果

3臺儀器各指標的比對測試結果如表3所示。

表3 比對測定結果

3 結論

冷原子熒光便攜式痕量汞水質在線監測儀與實驗室汞測定儀器的比對結果可以看出，其在準確度、精密度、抗離子干擾能力和實樣加標回收率方面與兩種實驗室儀器無明顯差異；測定范圍比AFS-230E雙道原子熒光光度計寬，比DMA-80痕量汞分析儀JL-120的測定范圍要窄，但經應用證明已能滿足地表水汞在線監測需求；且該儀器對水中痕量汞的分析靈敏度均高于兩種實驗室汞測定儀器。綜上所述，冷原子熒光便攜式痕量汞水質在線監測儀作為一種集成有前處理的在線儀器，樣品分析時長短(<26min)、汞測定的穩定性和靈敏度均有良好表現的便攜式水質在線汞監測儀，在應急及在線監測預警應用方面將有著不錯的推廣前景。