原子荧光法测定水质中汞的方法分析论文_李佳

汕头市生态环境澄海技术中心

摘要:在水质中测定泵含量的试验方法中,通过优化仪器、技术的准备条件,选择适宜的实验标准以及还原剂,可以让实验的过程更为简便,得到的结果数值更为准确。研究采用的方法是原子荧光法,即试验中采用酸性介质消解水中汞的原理,将水质中含有的汞分解为原子态,在通过原子荧光法来进行测定。在实验得出的结果中,可以发现实验方法中的线性范围控制在0–1.0μg/L,相关系数r为0.998,实验方法得出的检出限为0.0004μg/L,RSD值为1.38%–1.49%,回收率为98.0%–104%。原子荧光法测定水质中的汞含量,可以更达到更优秀的实验效果,提升实验结果的科学性以及精准性。测定水质中的汞含量,有利于提升在水资源使用过程中的安全性。文章根据分析的实验结果,提出原子荧光测定中需要注意的技术性问题,通过对这些技术性问题的良好把握,才能得出准确性更高的实验结果。

关键词:原子荧光法;水质测定;水质汞

水质中的汞由于其中的无机汞盐以及无机汞盐中含有大量的毒素,会对人体以及水生的动植物造成严重的安全危害。汞通常在天然的地下水中的含量极少,在地表水中的含量较高。地表水中的汞是由化学工厂、造纸厂、金属冶炼等工厂的生产产生的工业废水,被水生动植物吸收后,会经过食物链被人体吸收[1]。在我国指定的《生活饮用水卫生标准》中明确规定,水质中的汞含量低于0.001mg/L的饮用水才是合格的,人体饮用水的上限汞值,即为0.111mg/L。因此,测定水质中的汞物质含量,对于保护我国居民的生命健康具有重要的意义,需要对此进行细致的研究过程分析。

一、水质中汞含量测定的相关概述

当前发展阶段中,常用的水质汞含量测定方法,包括但不限于原子荧光法、双硫分光光度法、冷原子吸收法等方法。其中,原子荧光法是最为常用的测定方法。原子荧光法测定水质中的汞,是借助了原子的吸收与发射光谱的先进技术,从而在技术水平上取得了领先优势。原子荧光测定水质中的汞含量可以在简便的操作流程下,的带更为准确的数据结果。此种测定方法在应用过程中的灵活性以及适应性较强[2],对于0.0001mg/L-0.004mg/L的的汞含量都可以进行准确的测定。原子荧光测定水质中的汞含量,对酸性介质以及酸度进行了科学的选择,在实验方法的进行中,对实验的方法的检出限、精密程度以及线性范围进行了方法学的研究,在研究过程中体现了高效精准的特点,适用于多种情况下的水质测定研究。

二、实验的基本原理

通过原子荧光法的实验,来进行水质中汞含量的测定,基本的实验原理,就是让水质中的的二价汞,在酸性的条件之下,被还原成汞元素[3]。原子化器中的过量的氢气与汞蒸气、载气氩气相结合,之后让原子化器中的氢气和氩气通过点火装置的作用,形成氩氢火焰,让实验所用到的汞元素原子化。汞原子在特别汞空心阴极灯照射、聚焦的作用下,位于原子外层的电子,显先是跃迁至较高的能级,然后又回到较低的能级。在这一跃迁、回落的过程中,会发射出特定波长的原子荧光。原子荧光的光照强度,会与水质中含有的汞含量成正比。在标准的实验检测中,即可得出标准曲线。以标准曲线为依据,来进行实验中的定量分析。

三、实验方法

(一)、仪器和试剂准备

选用AFS-930型的原子荧光光度计、AF-2型空心阴极汞灯。

选用的试剂均为分析纯,实验过程中用到的水均为离子水。还原剂选用的是:5g/L的氢氧化钾与20g/L的芃氢化钾溶液。将2.5g的氢氧化钾融入离子水中,在氢氧化钾完全溶解后,加入10g的硼氢化钾溶液,经过稀释得到500ml溶液。溶液以现制现配的为宜,必须按照上述的顺序进行配置,不可颠倒顺序。载流液选用的是浓盐酸溶液,将30ml的浓盐酸溶液加入到离子水中,定容至1000ml。重铬酸钾溶液的规格为5g/L,将5g重铬酸钾加入到离子水中,制成重铬酸钾溶液。实验中观察的汞标准储备液,选用的是100mg/L的。汞标准使用液,选用的是0.01mg/L的,需要制作之前,将储备液经过逐级的稀释得成。

(二)、仪器的使用条件

空心阴极汞灯的使用电流控制在30mA,负高压控制在280V。原子化器的高度为9mm,载气流量为300m/L,屏蔽气流量控制在800mL/min。实验中的标准曲线采用的是由峰值面积定量的方法,实验中的延迟时间为1.0s,读数时间为10.0s。实验中,标准样品的加入体积为0.5mL.

(三)、实验步骤

实验中使用到的汞,将标准系列固定为0.00,0.10,0.20,0.40,0.80,1.00μg/L。实验选取的溶液,定容至50mL。取用50mL水样,在标准系列试管以及样品溶液中,分别加入5.0mL的重铬酸钾溶液以及1.5mL的盐酸,将得到的溶液摇匀,等待15-20min后进行测试。

四、实验结果与讨论

(一)、实验仪器条件选择

在实验所用的仪器选择方面,观察可知,荧光强度在灯电流的增加下会增大。荧光强度在灯电流的强度较低时,会处于不稳定的状态中。党灯电流的强度过高时,仪器的信噪会随之升高,空白响应值同样增高。如果实验中的载气量过大,会导致实验中的荧光强度降低。如果载气量过小,会导致氢氩火焰处于不稳定状态。因此,实验过程中的载气流量应控制在300mL/min,压力控制在0.2-0.3Mpa的区间内。

(二)、硼氢化钾-酸体系

实验所用的硼氢化钾-酸体系,需要让实验中用到的汞,在酸性介质的作用下,通过硼氢化钾的作用,还原为原子态,对原子态的汞进行测定。实验中,选用0.2%的、0.3%的盐酸溶液,作为实验所用的载流液。实验结果显示。使用0.2%的盐酸溶液作为实验载流液时,两者的标准液的荧光强度更为接近。由于0.2%的盐酸溶液,作为实验标准液时,其本身的荧光强度会更低,所以此次的实验方法中选用了0.3%的盐酸溶液作为实验的介质。硼氢化钾对于实验的结果同样会产生较大的影响。在对硼氢化钾对实验产生的影响的研究中,经过实验研究可知,硼氢化钾的浓度与测定水质中汞的灵敏度呈反。在硼氢化钾的浓度处于较低的状态时,测定汞的实验收受到的干扰因素也会降低。由于硼氢化钾的浓度不能低于0.01%,因此本次实验选用20g/L的硼氢化钾【4】。

(三)、实验环境

在实验的环境控制中,由于汞的测定属于痕量的分析项目,因此此次实验对于实验室的环境。有着较高的设施条件要求。测定水质中汞的实验,所用到的仪器和玻璃器皿非常容易受到污染,因此需要在进行测汞的试验后,将使用过的玻璃器皿浸泡在20%的硝酸溶液中,等待24小时后,用离子水清洗后才可再次使用。需要特别注意的是,测汞所用的实验室,不能混合进行氯化汞、硫酸汞的分析项目【5】。

(四)、线性范围

实验中观察到标准系列0-1.0μg/L的汞使用液,与相对应的荧光强度结果如下:

(五)、检出限

实验中,依据额定的检出限程序,对于空白溶液进行了12次测定,所使用的仪器最低的检出限,是由倍空白样品荧光值的标准偏差除以标准曲线斜率而得出的,结果汞为9.0 ×10-4μg/L。

(六)、精密度与回收率

实验中进行的12次样品标准实验,计算得出样品之间的相对标准差,低于1.0%。在水中加入不同浓度的汞标准溶液,来测定水样品的加标回收率,结果如下。

(七)、标准物质的测定

采用本方法测定国家环境保护总局提供的标准参考物GSBZ50016-90202034,标准值为(5.02 0.51)μg/L,测定值为5.31μg /L.

结语:文章分析的实验内用,选用选用AFS-930型的原子荧光光度计、AF-2型空心阴极汞灯。对水中的汞进行测定,实验得出的结果更为精密和准确。对比冷原子吸收法、双硫腙光度法等其他的水质汞测定方法,原子荧光测定法具有灵敏、适应性强、抗干扰能力等实用性优势,适用于大多数条件下的汞测定。

参考文献:

[1]潘炎霞,周慧文.试论原子荧光法测定饮用水源地水质中汞的含量[J].民营科技,2018(12):47.

[2]付莉群.原子荧光法测定饮用水源地水质中汞含量的分析与研究[J].江西化工,2018(04):92-94.

[3]张颖杰.谈原子荧光法(AFS)测定水质中汞的几点经验——以AFS-3100为例[J].环境与发展,2017,29(08):112+114.

[4]吴晓燕,李作平.原子荧光法与冷原子吸收法测定水质汞的方法比较[J].广东化工,2017,44(06):160.

[5]樊有俊,樊姝芳,高颜.水质汞的原子荧光法技术研究[J].实验室科学,2010,13(06):107-109+113.

论文作者:李佳

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/13

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