除了PM2.5，也许还有汞

2019-02-13 16:56:38 北京莱伯泰科仪器股份有限公司

摘要

　　使用 DM A -80 测汞仪对空气中汞进行测定, 无需前处理, 直接进样, 将巯基棉样品进行分析。采用标准土样品 ESS-3 进行方法的准确度和精密度测定, 同时进行了方法检出限和模拟实际样品的测定。结果表明该方法检出限 0.006ng , 低于实际测定方法检出限的要求( 0. 1ng ) ; 准确度和精密度均能满足分析质量控制要求。

引言

汞及其化合物属于剧毒物质, 可在体内蓄积。汞是空气中最主要的有毒重金属污染物之一,它主要来源于煤的燃烧 , 其挥发性、持久性和生物富集性会对生物神经系统产生严重危害因而成为研究的热点。据联合国环境规划署( U N EP) 的报告, 2005 年我国已成为全球人为源大气汞排放量最大的国家。目前全球年人为活动约向大气排放 2000t 汞, 其中, 我国的排放量占全球汞排放总量 1/ 4 还多。

　　目前测定环境空气中汞的方法为巯基棉富集-冷原子荧光分光光度法或原子荧光分光光度法, 本文是利用测汞仪直接对采集后的巯基棉进行定量分析, 该方法无需前处理, 操作简便, 灵敏度高, 准确性好, 且巯基棉全部被热解无残留, 汞能够全部释放出来。

实验部分

将采集后的巯基棉样品直接放在石英舟中, 通过自动进样器导入仪器的热分解炉中, 氧气为载气, 样品被干燥, 进而被热分解。分解后的产物进入催化管中经催化, 汞被还原成汞原子进而被金汞齐收集, 随后迅速高温加热产生汞蒸气并使其释放, 最后在 253. 7nm 处用冷原子吸收光谱测定汞的含量。

2. 1 试剂及仪器

DM A -80 型测汞仪( 意大利 M ilest one 公司) ; 石英舟( 意大利 M ilest one 公司) ; 200LL 可调加样枪( 德国 Brand 公司) ; Millipore Elix 5 型纯水机( 美国 Millipore 公司) ; A R 2140 型电子天平( 美国奥豪斯公司) ; 100mg / L 汞标准溶液( 国家标准物质研究中心) ; 所用试剂均为优级纯。

2. 2 实验方法

2. 2. 1 仪器分析条件

仪器分析条件见表 1。

2. 2. 2 标准溶液系列测定

( 1) 首先校准加样枪的体积: 即先将一个小烧杯放在天平上, 测定 100LL 水的质量, 用 m= QV 公式算出 100LL 加样枪的实际体积, 平行测定几次, 再求其体积平均值, 本实验测定 5 次, 平均值为 102LL , 然后再用 m= CV 公式算出每一次加样标液的汞含量, 记录下来。

( 2) 绘制校准曲线: 准确移取一定体积的 100mg / L 汞标准溶液, 用 2% 硝酸溶液逐级稀释配制 0. 00, 2. 00, 5. 00, 10. 00, 20. 00, 50. 00, 100. 00, 200. 00, 500. 00, 1000. 00Lg / L 系列标准溶液。以2% 硝酸溶液为试剂空白, 分别取不同质量浓度标准溶液 100LL 于石英舟中测定汞的质量, 绘制校准曲线( 吸光度-汞质量曲线) 。

2. 2. 3 样品测定

　　石英舟的前处理方法: 使用前用 10% 硝酸浸泡 1h 或超声波震荡 30min, 洗净晾干后, 再经过700℃ 30min 高温处理, 冷却后置入干净容器或塑料夹链袋中待用。为避免样品石英舟及仪器内部汞残留的影响, 样品测定前需进行空白试验( 空烧) , 当吸光值低于 0.0030 并稳定后方可进行标准溶液和实际样品的测定。实际样品测定时, 只需将巯基棉样品取出, 依次放在石英舟中, 自动进样, 进行测定。

结果与讨论

3. 1 校准曲线

仪器在设定好的工作模式下进行样品测定, 汞质量在 0. 00—100. 00ng 之间, 得到 3 个回归方程, 因为 DM A -80 有 3 个测量反应池, 系统会根据测得的吸光度数值自动选择回归方程, 计算汞的含量。

3 个回归方程为:y = 0. 1442x - 4. 757×10- 3 x 2, 可决系数 R2= 1. 0000, y = 5. 773×10- 2x - 7. 411×10- 4x 2 , 可决系数 R 2= 1. 0000, y = 9. 22×10- 4 x , 可决系数 R 2= 1. 0000, x : 为汞的质量( ng) ; y : 吸光度。

3. 2 方法检出限

　　取 100LL 浓度为 0. 00Lg/ L 校准溶液于石英舟中进行空白测定, 计算方法检出限, 结果见表 2。

3. 3 方法准确度和精密度

　　称取 11 个标准土壤样品 ESS-3, 直接固体进样, 测定方法的准确度和精密度, 结果见表 3。

由此可见, 11 次测定结果和均值都在标准土壤 ESS-3 的保证范围值范围内, 精密度为 3. 7% 。

3. 4 模拟实际样品回收率的测定

　　向装有巯基棉的玻璃采样管中滴加 100—200LL 不同浓度的标准溶液, 模拟不同浓度的样品, 测定结果见表 4。

　由表 4 可见, 回收率均在 80% —120% 之间, 满足质量控制要求。

结论

使用 DM A -80 测汞仪测定样品时, 由于此仪器的结构特点, 热解及分光检测系统均在恒温下测定, 仪器性能很稳定, 因此不需要每一次测定时都绘制校准曲线, 只需使用标准物质单点检验即可; 另外, 此仪器可以直接固体进样, 操作简单, 无需样品前处理, 且巯基棉受热全部分解, 无残留, 汞能够全部挥发出来, 测量准确, 满足实验要求。

作者：丁冬梅

天津市环境检测中心