摘要:通过灯电流、载液、还原剂浓度及其流速、氩气流速的条件实验来确定仪器的最佳工作状态。然后采用五氧化二钒—硝酸—硫酸体系,在80℃水浴中消解土壤、植物样品,再用流动注射—氢化物发生石英管冷原子吸收系统测定样液中的汞。该方法的分析结果可靠,回收率达93.8%~100.3%,特征浓度为0.29µg/l/1%,检出限为0.039µg/l,相对标准偏差为(n=5)1.1%~5.3%,线性范围为0.5µg/l~50µg/l。
由于汞的毒性大、来源广,汞作为重要的测定项目为各国所重视,研究普遍,分析方法较多。目前用于分析环境样品中微量、痕量汞的方法主要有:双硫腙分光光度法[1]、冷原子吸收法[2]、氢化物原子吸收法[3,4]、原子荧光法[3-5]、流动注射石英管原子吸收光谱法[6,7]和电感耦合等离子体发射光谱法[8]。流动注射—氢化物发生石英管冷原子吸收光谱法(fi-hg-caas法)具有自动化程度高、精密度更高和准确度更好、共存离子干扰小、简便易行、实用性强、分析速度快等特点。
本文首先探讨了灯电流、载液和还原液流速及其浓度、氩气流速等条件对灵敏度的影响,确定仪器的最佳工作条件;然后用fi-hg-caas法对土壤和植物样品中的汞含量进行了分析,确定方法的精密度、准确度,并计算出其检出限及特征浓度。
1实验部分
1.1实验仪器及工作参数
pe-aanalyst700型原子吸收光谱仪、as-90自动进样器和fias-100型流动注射分析系统(均为美国pe公司)、汞空心阴极灯、联想计算机、fd-97无油空气压缩机(复旦大学科教仪器厂)。
汞灯波长253.7nm、狭缝宽度0.7nm、灯电流3ma;原子化温度为室温;进样量500µl;采用峰高测量,读数(积分)时间20s;反应管长度300mm(内径1.0mm);高纯氩气作载气,载气流速70ml/min;载液流速9.5ml/min;还原剂溶液流速4.0ml/min。
1.2实验原理
氢化物发生石英管冷原子吸收法是基于待分析元素汞转化为气态氢化物,由载气将其推动导入原子吸收光谱仪的石英管中进行原子化,由于金属汞蒸气压很高,即使在低温下也容易气化,得到原子态的汞蒸气。利用基态原子吸收特定波长光的原理,测定汞特定波长的吸光度。吸光度与原子的浓度(即样品中汞的浓度)成正比。
1.3主要试剂
硫酸(优级纯);硝酸(优级纯);盐酸(优级纯);五氧化二钒(分析纯);5%(m/v)高锰酸钾溶液;2%(m/v)盐酸羟胺溶液;3%(v/v)盐酸溶液;0.05%(m/v)硼氢化钠溶液;固定液:称取0.5g重铬酸钾(优级纯),溶于1000ml5%(v/v)硝酸溶液中;稀释液:称取0.2g重铬酸钾(优级纯)溶于900ml去离子水中,加入硫酸28ml,冷却后定容至1000ml;汞标准贮备液,100µg/ml:称取在硅胶干燥器中放置过夜的氯化汞0.1354g,用固定液溶解后转移至1000ml容量瓶中,再用固定液定容,摇匀;汞标准使用溶液,0.1µg/ml:由标准储备溶液用固定液逐级稀释得到。
1.4实验方法
1.4.1样品消解
准确称取制备好的土壤、植物样品各0.5000g于50ml比色管中,用少量稀释液充分润湿样品,加入五氧化二钒约50mg,硝酸10~20ml和硫酸5ml,摇匀,置于80℃恒温水浴上消解1小时(每隔10min摇动一次)。取下冷却后,滴加高锰酸钾溶液至紫色不褪去。在临测前,边摇边滴加盐酸羟胺溶液,直至使过剩的高锰酸钾及器壁上的水合二氧化锰刚好全部褪色为止,用稀释液定容至50ml,放置10~15min使盐酸羟胺还原过剩的高锰酸钾过程中产生的氯气逸尽。同时做两份空白试样。
1.4.2标准曲线的绘制
用吸管分别准确吸取汞标准使用溶液0,0.5,1.0,2.0,5.0,10.0,20.0,25.0,30.0,50.0ml于100ml容量瓶中,分别加入稀释液,使每个容量瓶中的溶液总体积约为50~60ml。加高锰酸钾溶液2~3滴,摇匀,放置数分钟,滴加盐酸羟胺溶液使溶液的紫色刚好褪去,最后用稀释液定容至100ml,即配成0,0.5,1,2,5,10,20,25,30,50µg/l的标准系列汞溶液。在仪器的最佳工作条件下,由低浓度→高浓度取样分析,并绘制浓度—吸光值的标准曲线。
1.4.3样品的测定
将消解好的样品溶液放置于as-90自动进样器中,在操作软件“样品测定方法界面”中输入样品的位置。此后,在“自动进样分析控制窗口”中点击分析样品按钮,分析系统将按用户的设定对所有的样品进行自动取样分析,并自动从标准曲线上查取、读出样品溶液中汞的浓度值。
2结果与讨论
2.1仪器最佳工作条件的选择
2.1.1空心阴极灯电流的选择
采用10µg/l汞标液,考察了汞空心阴极灯在不同工作电流时对灵敏度的影响(图1)。实验结果表明,随着灯电流的增大,吸光值逐渐减小,实测结果与理论分析一致。综合考虑灵敏度、信号的稳定性和空心阴极灯使用寿命,确定汞空心阴极灯的工作电流为3ma。
2.1.2还原剂浓度的选择











