原子熒光光度法測試水中汞的條件優化

郭 帆，黃繼發

（南昌方大環境檢測有限公司，江西 南昌330012）

1 前 言

目前檢測水質中汞的含量多采用雙硫腙分光光度法以及原子熒光光度法，其中原子熒光光度法具有更高的精密度和準確度。原子熒光光度法使用鹽酸作為載流液，硼氫化鉀作為還原劑，消解后的溶液中經載流液進入原子熒光，溶液中的汞由化合態還原成汞原子，汞原子受元素燈（汞）發射的光激發產生原子熒光，原子熒光強度與溶液中的汞含量在一定范圍內呈正比。由于原子熒光光度法具有非常高的靈敏度，而水質中的汞又具有形態不穩定、容易吸附的特點，研究水樣的保存、試劑純度、前處理反應時間、儀器燈電流的設置等條件，對提高原子熒光光度法的檢測準確度具有重要意義。

2 實驗部分

2.1 主要儀器

AFS-933型原子熒光光度計。

2.2 試 劑

（1）汞標準儲備液（100 mg/mL）。（2）汞標準中間溶液（1.00 mg/mL）：吸取5.00 mL 汞標準儲備液（100 mg/mL）于500 mL容量瓶中，加入50 mL鹽酸，用汞標準固定液稀釋至標線，混勻。（3）汞標準使用溶液（10.0 μg/mL）：吸取 5.00 mL 汞標準儲備液（100 mg/mL）于500 mL 容量瓶中，用汞標準固定液稀釋至標線，混勻。（4）汞標準固定液：稱取0.5 g重鉻酸鉀溶于950 mL 水中，加入50 mL 硝酸，混勻。（5）硼氫化鉀溶液：稱取0.5 g 氫氧化鈉，1.0 g 硼氫化鉀溶于100 mL 水中，混勻。（6）鹽酸（分析純、優級純），硝酸（分析純、優級純），超純水。

2.3 標準溶液的配置

工作曲線繪制：分別移取汞標準使用溶液（10 μg/mL）0.00、1.00、2.00、5.00、7.00、10.00 mL 于7 個100 mL容量瓶中，加入10 mL鹽酸-硝酸（優級純），用水稀釋至刻度，混勻。汞濃度分別為：0.00、0.10、0.20、0.50、0.70、1.00 μg/mL，在原子熒光光度計上繪制校準曲線。

2.4 結果計算

式中：ρ1為由儀器讀取汞的測試濃度，μg/L；f為試樣稀釋倍數。

2.5 試驗方法及結果

2.5.1 水樣保存條件優化

使用 6 個 100 mL 塑料容量瓶及 6 個 100 mL 玻璃容量瓶，分別加入10 mL 鹽酸-硝酸（優級純）用水稀釋至刻度，混勻后使用封口膜密封瓶塞，在冰箱放置24 h，取出試樣回溫后在同一儀器參數設置條件下分別進行測試，測試結果見表1。

表1 不同材料容器保存條件下測定的汞含量 μg/mL

由表1的結果可見，使用塑料容量瓶保存的試樣汞含量平均值為0.14 μg/mL，而使用玻璃容量瓶保存的試樣汞含量平均值為0.48 μg/mL，后者結果是前者的3.4 倍。分析結果表明，由于汞是及其容易吸附的一種化學物質［2］，而玻璃容量瓶在長時間酸性環境下容易滋生微生物，造成其汞的吸附效應是塑料容量瓶的數倍。

2.5.2 酸溶液純度的選擇

使用6 個100 mL 塑料容量瓶分別加入10 mL鹽酸-硝酸（分析純）用水稀釋至刻度，混勻靜置5 min；再使用6 個同樣規格的塑料容量瓶分別加入10 mL 鹽酸-硝酸（優級純）用水稀釋至刻度，混勻靜置5 min。在同一儀器參數設置條件下對以上試樣分別進行測試，測試結果見表2。

表2 不同純度的酸溶液中汞含量 μg/mL

由表2結果可見，分析純的酸溶液中的汞含量平均值為1.15 μg/mL，而優級純的酸溶液中的汞含量平均值為0.10 μg/mL。分析結果表明，由于酸試劑在生產過程會造成重金屬元素及汞元素的富集，而試驗中分析純的酸溶液中的汞含量已經超過標準曲線的最高點，使用分析純的酸溶液會造成基體空白過高，影響低濃度含量的汞溶液的測試結果。

2.5.3 水浴反應時間的影響

在6 支比色管中分別加入5 mL 的汞標準溶液（0.50 μg/mL），加入1 mL鹽酸-硝酸混合溶液，同時置于水浴鍋中沸水加熱消解，每隔10 min取出1支比色管，冷卻定容并編號。等所有的比色管定容完畢后，在同一儀器參數設置條件下進行測試，測試結果見表3。

表3 水浴反應時間長短條件下測定的汞含量及回收率

由表3可見，水浴反應時間的長短對汞含量的測定影響較大，在實際的操作中水浴反應至少60 min以上才能保證取得較高的標樣回收率。

2.5.4 燈電流大小的設置

在一個100 mL 容量瓶中加入1 mL 鹽酸-硝酸混合溶液并定容作為標準空白溶液。在儀器負高壓、載氣流量、屏蔽氣流量等設置不變的情況下，改變燈電流設置分別為10、15、30 mA，在以上3 種設置情況下分別測試汞標準溶液并繪制標準曲線，再分別使用3條標準曲線對標準空白進行測試，測試結果見表4。

表4 燈電流大小的設置對汞標準曲線的影響

對表4的結果進行分析，燈電流大小的改變會造成汞測試熒光強度的急劇變化，燈電流設置過高會造成高濃度的汞溶液與熒光強度不成正比，而燈電流設置過低會造成低濃度的汞溶液與熒光強度不成正比。將燈電流設置為15 mA 可以獲得接近1的標準曲線線性相關系數，從而提高汞測試的準確度。

3 結 語

采用原子熒光方法測試汞含量的水樣采用塑料瓶保存，并使用塑料容量瓶配制標準溶液，短時間內盡快分析以減少汞的吸附；測試中使用到的酸試劑選用優級純以上的純度，可以減少基體空白的干擾；在水浴前處理的過程中保證60 min 以上，能夠明顯提高汞標樣的回收率；在儀器測試的過程中，汞熒光燈電流設置15 mA，可以使汞的標準曲線獲得一段較好的線性范圍。