原子熒光光度計與DMA―80測汞儀測定土壤中汞的對比

　　汞（Hg）及其化合物屬于劇毒物質，可在體內蓄積。天然水中含汞極少，一般不超過0.1?g/L。儀表廠、食鹽電解、貴金屬冶煉、溫度計及軍工等工業廢水中可能存在汞。汞是我國實施排放總量控制的指標之一[1]。 
　　原子熒光光度計是測定汞的常用儀器。其測定土壤中汞的原理為采用硝酸-鹽酸混合試劑在沸水浴中加熱消解土壤試樣，再用硼氫化鉀將樣品中所含汞還原成原子態汞，由載氣導入原子化器中，在特制汞空心陰極燈照射下，基態汞原子被激發至高能態，在去活化回到基態時，發射出特征波長的熒光，其熒光強度與汞的含量成正比。與標準系列比較，求得樣品中汞的含量[2]。 
　　使用DMA-80測汞儀是將土壤樣品直接放在石英舟中，通過自動進樣器導入儀器的熱分解爐中，樣品被干燥，進而被熱分解，釋放樣品中的汞。分解后的產物進入催化管中經催化，汞被還原成汞原子進而被金汞齊收集，隨后迅速高溫加熱產生汞蒸氣并使其釋放，最后在253.7nm處用冷原子吸收光譜測定汞的含量[3]。 
　　一、實驗部分 
　　（一）主要儀器 
　　AFS-8800型原子熒光光度計（北京海光儀器有限公司）；汞空心陰極燈。 
　　DMA-80測汞儀（意大利Milestone公司）； 
　　AR2140型電子分析天平（美國奧豪斯公司）； 
　　水浴鍋。 
　　（二）試劑 
　　水為去離子水；硝酸、鹽酸為優級純；其余試劑均為分析純；載流為5%鹽酸；1.0%硼氫化鉀溶液；汞標準溶液（100mg/L，環境保護部標準樣品研究所）。 
　　（三）儀器工作條件 
　　原子熒光光度計：負高壓270V；燈電流30mA；原子化器高度10mm；原子化器溫度200℃；載氣流量300ml/min；屏蔽氣流量800ml/min；讀數時間10.0s；延遲時間1.0s。 
　　DMA-80測汞儀：氧氣壓力0.4Mpa；催化管溫度650℃；催化管恒溫時間60s；齊化管溫度850℃；齊化管恒溫時間12s；積分時間30s。 
　　（四）樣品測定 
　　使用原子熒光光度計測定樣品：稱取經風干、研磨并過0.149mm孔徑篩的土壤樣品0.2g-1.0g于50mL具塞比色管中，加入10mL（1+1）王水，加塞后搖勻，于沸水浴中消解2h，取出冷卻，用5%鹽酸稀釋至刻度，搖勻后放置，取上清液上機測定[2]。 
　　使用DMA-80測汞儀測定樣品：樣品測定前需進行空白試驗，當吸光值低于0.0030并穩定后方可進行測定。稱取經風干、研磨并過0.149mm孔徑篩的土壤樣品0.05g于石英舟中，自動進樣測定。 
　　二、實驗結果 
　　（一）標準系列測定 
　　使用原子熒光光度計繪制曲線：將汞標準溶液逐級稀釋至10?g/L的汞標準使用液，并以此配制標準曲線。當曲線濃度依次為0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00?g/L時，熒光強度依次為5.071、112.647、207.455、418.927、631.301、855.058、1083.510，回歸方程y=1.07×103x+2.18，r=0.9997。 
　　使用DMA-80測汞儀繪制曲線：根據要求，測定汞含量0-100ng時對應的峰高。DMA-80測汞儀有3個比色池，并對應3個回歸方程，依次為y=0.144x-4.76×10-3x2，y=5.77×10-2x-7.41×10-4x2，y=9.23×10-4x，R2均為1.0000。樣品測定時儀器會根據樣品含量大小自動選擇回歸方程進行計算。 
　　（二）樣品測定 
　　分別用原子熒光光度計、DMA-80測汞儀對標準土壤ESS-3（標準值為0.112±0.012mg/kg）進行11次測定。原子熒光光度計測定結果為0.103mg/kg；0.107mg/kg；0.100mg/kg；0.105mg/kg；0.114mg/kg；0.104mg/kg；0.112mg/kg；0.104mg/kg；0.116mg/kg；0.100mg/kg；0.117mg/kg。 
　　DMA-80測汞儀測定結果為0.110mg/kg；0.116mg/kg；0.109mg/kg；0.107mg/kg；0.109mg/kg；0.112mg/kg；0.106mg/kg；0.111mg/kg；0.109mg/kg；0.108mg/kg；0.104mg/kg。 
　　三、討論 
　　（一）標準曲線 
　　在使用原子熒光光度計測定時由于環境因素的影響及儀器穩定性的限制，每批樣品測定時必須同時繪制校準曲線。由于DMA-80測汞儀的結構特點，其熱解及分光檢測系統均在恒溫下測定，儀器性能穩定，因此無需每次測定時都繪制標準曲線，使用時單點檢驗即可。 
　　（二）準確度與精密度 
　　由數據可知，兩種方法對標準土壤ESS-3的11次測定結果均在保證值范圍內，準確度都滿足要求。根據計算得出原子熒光法測定的精密度為5.9%，DMA-80測汞儀測定的精密度為3.0%，該方法的精密度好于原子熒光法。 
　　（三）樣品處理 
　　使用原子熒光光度計測定土壤中的汞需要對樣品進行前處理，且前處理時間較長，不僅消耗試劑，還容易對環境造成污染，危害分析人員的身體健康。DMA-80測汞儀可直接測定土壤樣品，操作簡單，這不僅避免了樣品處理時造成的汞損失，還大大提高了分析人員的工作效率，縮短了數據報出時間。