測土壤汞的數值直接測汞儀使用結果

當今社會越來越重視大氣中的汞污染問題。許多工廠排放大量的汞到工廠所在地。這些汞必須被測定，土地必須得到補救。 可以用直接測汞儀精確而快速地完成對土壤中的汞含量的測定。該儀器不需對樣品進行濕化學處理或前處理。當若干重的部分樣品放入儀器中，不到當今社會越來越重視大氣中的汞污染問題。許多工廠排放大量的汞到工廠所在地。這些汞必須被測定，土地必須得到補救。

可以用直接測汞儀精確而快速地完成對土壤中的汞含量的測定。該儀器不需對樣品進行濕化學處理或前處理。當若干重的部分樣品放入儀器中，不到5分鐘就可以完成分析。直接測定汞含量，采用一體化的熱分解、接觸反應轉換、融合、和原子吸收光譜測量的分析順序，EPA 7473方法描述了該過程，這種方法適合于實驗室和野外測量分析。

介紹
汞污染是一種嚴重危害人類健康的世界重大問題。汞是易揮發元素，能夠流動到距離汞源數公里以外的地方。當汞沖入湖泊和河流中時，它轉化成了甲基汞――汞zui具毒害的形式。

許許多多公司通過副產品泄漏大量的汞進入工廠所在地。同時，汞能夠從破裂的溫度計和監控過程的記步器中流入土壤中。它可以粘在員工的鞋底而傳播到很大的一個范圍。污染的土壤是被挖出和清理，還是被當作危險廢品處理掉，要視污染的程度而論。

EPA 7473方法發展應用于快速測定固體和液體樣品的汞含量，它使用熱分解、接觸反應轉換、融合和原子吸收光譜測量的一體化的測試順序。這種方法適合實驗室和野外測量分析，它為費力的經典濕化學分析方法和冷原子吸收方法提供了一種替換方法。一套配合這中一體化技術使用的儀器形成了一個簡潔的包裹。

汞的直接測定有許多好處。不用濕化學處理可以減少消耗、系統誤差和在樣品處理過程中的由于汞的揮發而造成的設備損壞。直接測定方法在樣品放入設備大約5分鐘后就會給出結果。樣品中的汞含量在0.5 ng到600 ng的這么寬泛的范圍都能很容易地被測定。

DMA-80直接測汞儀

在野外配備這個設備可以減少由于不當的樣品的存儲而造成的系統誤差。在野外直接對汞進行分析，盡快的補救和清理措施，可以使樣品數據更加精確。通過為原位管理提供即時信息，原位分析會極大影響補救措施的動力學和經濟學。

EPA 7473方法著重于測定在土壤、沉淀物、底部沉積物、淤泥狀材料和液體廢物以及地下水中的汞含量。EPA 7473方法包含的相同儀器能用來測定非常規的，其他樣品體系中的汞含量。

系統設計
直接測汞儀使以下程序一體化：熱分解、接觸反應轉換、融合和原子吸收光譜測量。有控制的加熱被用于首先干燥，然后熱分解石英管中的樣品。持續的氧氣或空氣流將分解產物通過一個能捕獲鹵素、氮、硫的氧化物的熱催化劑床。所有的汞的種類只剩下了氧化汞，被反應氣體帶到了一個混汞器，在那里汞被選擇性地留下。當不含汞的蒸汽和分解產品被清出系統后（用不間斷的氣流），混汞器迅速加熱，釋放汞蒸汽到固定波長原子吸收分光光度計的單光束。吸收在253.7 nm 被測定，這與汞含量成函數關系。

氧氣作為運載氣體。但是，在許多應用中，也有使用空氣的。當對易燃樣品做分析的時候，空氣必須用來抑制容器中樣品的燃燒。即使氧氣沒有用做常規運載氣體，氧氣流還是要定時地提供以恢復催化劑的全部功效。

DMA-80示意圖

干擾
單波長的分光光度計沒有或只有較少其他元素干擾，對汞很敏感和準確。但是，在處理大量汞時，一種高背景或明顯的汞效應會發生。大劑量的汞會污染催化劑或壓倒混汞器，zui終導致后續樣品處理時，系統中會有殘留汞和高分析信號。

這種效應可以消除或者至少減少。操作者需要經常使其在動力范圍內保持良好狀態。需要經常進行延長分解時間的空白分析來清除系統中殘留的汞，特別是在兩次分析之間的樣品的汞含量都是高濃度時。這種效應可以通過將樣品分批分析消除，將樣品組合起來，順次測量大約相同數量級的樣品的汞含量。

儀器使用
產自Milestone Srl. （Via Fatebenefrali 1/5, Sorisole,Italy）的包含500 μL的鎳樣品槽的直接測汞儀（DMA-80）用來做這項工作。這個儀器可以配置用來處理單個樣品，也可以使用自動取樣器。瓶裝的大約65 psi壓強的氧氣按每分鐘200 mL的速率被運到設備中。儀器提供兩個汞測定的范圍：0－40 ng 和40－600 ng。每個范圍都是獨立校準的，從而優化整個動態區域的反應。

標準
使用新鮮的含1,000 ppm Hg溶液的10 % HNO3 NIST示蹤儲備液制備校正標準。1 ppm和10 ppm汞溶液制備需要定量轉換并加入10 % HNO3稀釋溶液。

校正
在整個動力學范圍內，對儀器的校正很容易地伴隨著處理一系列相同汞含量的樣品（逐漸增加體積）時進行。處理包括0, 10, 20, 30 和 40 μL 每 1 ppm汞的校準試樣在0－40 ng范圍內校準儀器。每個標準樣品都使用了以下參數：在160 °C下的干燥時間調整到體積（μL） * 0.7秒，樣品分解時間為2分30秒。校正使用單一模式來避免汞的揮發。

樣品 
San Joaquin 土壤 （SRM 2709）用來作為測試的樣品。正在運行或關閉的天然氣公司、軍事區、工業區都被要求檢測其土壤汞含量。根據不同的污染程度，施行不同的土壤清理補救措施。

實驗
樣品槽上放大約0.085 g樣品。下列儀器參數在處理樣品時要使用到：干燥時間在160 °C為10秒，分解時間為2分30秒。

結果
結果總結在表2中。除了San Joaquin Soil （SRM 2709）以外的下列標準參考材料都已測試過：Buffalo River Sediment （SRM 2704）,Montana Highly Contaminated Soil （SRM 2710）, 和 Montana Soil （SRM 2711），圖1對結果和驗證值進行了比較和總結。

表1. 土壤分析的數據

樣品重量
 Hg （ppm）
 
0.084
 1.378
 
0.086
 1.404
 
0.089
 1.406
 
0.086
 1.404
 
0.093
 1.424
 

  表2. 結果總結

Hg （ppm）
 RSD
 
1.40 ± 0.02 ppm
 1.06 %
 

                                圖1. 使用土壤 SRMs的結果總結

討論和結論
直接測汞儀能成功地處理土壤樣品。每個樣品總的分析時間不超過5分鐘，包括稱重樣品放入容器的時間。

使用標準參考材料得到的的結果非常符合這些材料的驗證值。

這是一個理想的用于野外的直接測汞儀。由于它有好的電源解決辦法，有一個很結實的放設備和分析天平的臺子，這個直接測汞儀可以很方便地被用于原位評價采集到的魚類組織。