海光讲堂 | 汞特性与电热蒸发-直接进样测汞仪简述

点击上方蓝色字关注我们~

汞是化学元素，元素周期表第80位。俗称水银。元素符号Hg，在化学元素周期表中位于第6周期、第IIB族，是常温常压下唯一以液态存在的金属。汞是银白色闪亮的重质液体，熔点:-38.87℃，沸点356.6℃，溶解多种金属，如金、银、钠、锌、锡、钛等，形成合金，分别称为金汞齐、银汞齐、钠汞齐、锌汞齐、锡汞齐、钛汞齐等。常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒（慢性）。汞可在生物体内积累，很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。水俣病是典型汞中毒的一种。汞破坏中枢神经系统，对口、粘膜和牙齿有不良影响。长时间暴露在高汞环境中可以导致脑损伤和死亡。尽管汞沸点很高，但在室内温度下饱和的汞蒸气已经达到了中毒剂量的数倍。

（水俣病，图片来源网络）

因此，2017年8月16日，《关于汞的水俣公约》生效。这是近十年来环境与健康领域内订立的一项新的全球性公约，促使政府采取具体措施控制人为汞污染。接着，2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，汞和无机汞化合物在3类致癌物清单中。汞对人类健康以及环境的影响，不容忽视。

1959年，前苏联学者Lˊvov将利用石墨电极加入的石墨坩埚和使试样蒸发原子化技术应用于原子吸收分析，开创了电热蒸发-原子吸收Fenix方法的新时代。20世纪60～70年代，各种电热原子化装置被陆续开发出来，如石墨炉、石墨棒、坦舟、各种耐高温的金属以及石英管等。电热蒸发技术迅速得到了发展。电热蒸发技术是目标元素的化合物进入足够高温的原子化器内，热解生成自由态的原子。目前大都采用电加热的形式将被测元素原子化，比如石墨炉，石墨原子化器加热温度高，可达（2000-3000）℃，可以将一些难熔元素原子化，而金属原子化器加热温度相对较低，一般在2000℃以下，主要针对一些易挥发元素的测定，如汞元素。

样品直接测试技术是快速高效分析技术发展的一个重要趋势。常规的样品分析必须要采用复杂的样品预处理过程，这给分析测试工作带了很大的不便。样品直接测试技术提高了分析速度，节省化学预处理过程，样品无交叉污染，而且对环境没有污染，是一种绿色环保的测试技术。此外，这种测试技术为在线分析的应用奠定了坚实的基础。但是随着现代科技的发展，优化硬件以及软件条件，电热蒸发-直接进样在高效分析技术（进口产品居多），具有很大的发展潜力。

该仪器主要由自动进样系统、催化裂解系统、金汞齐捕集阱系统、光源、吸收池、检测器系统及显示器系统七部分组成。其主要结构示意图见图1。氧气气氛下，样品在石英管式炉中被加热，彻底氧化分解，分解物进一步被氧气载带入催化炉催化还原，再进入汞捕集阱中，汞(Hg)被镀金石英砂金膜有效吸附，形成金汞齐；接着，通过程序控制，对镀金石英砂加热到一定温度，金汞齐以汞蒸气形式释放汞，汞蒸气被载气带入吸收池。

图1  汞测试工作原理示意图

作为以原子吸收法为工作原理的仪器，其主要工作原理是由低压汞灯发出波长为253.7nm的特征谱线，照射在吸收池内的汞蒸气上，被原子化的汞蒸气吸收后的特征谱线强度减弱，经光电检测器检测，由显示器显示吸收信号的响应值。由于汞蒸气对253.7nm谱线的吸收，在一定范围内符合朗伯-比尔定律（Lambert-Beer），所以该仪器可以用于汞的定量分析。

海光仪器

更多精彩内容

尽在海光公众号