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摘 要:汞是水质监测的必测项目之一,本文就不同温度条件下原子荧光法测定水质中汞含量展开了实验研究,并对实验结果展开讨论,结果表明10℃、20℃条件下,能够满足汞水质标样的质控要求;但在30℃条件下测试时,部分测试结果超出了质控范围,不能够满足准确度要求。
关键词:原子荧光法;温度;汞含量
汞及其化合物属于剧毒物质,可在体内蓄积,进入水体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞,经食物链进入人体,达到一定量后会引起全身中毒,所以汞的监测是实际工作中经常遇到的检测项目。原子荧光法光谱法作为一种简单且灵敏度高的分析技术能够满足水体中痕量汞的测定需要。但是原子荧光法测汞时实验条件对分析结果影响很大,目前对于仪器测量的工作温度却鲜为讨论,根据标准方法的规定,仪器测量的正常工作温度为15~30℃,但是很多的地区早晚温差较大,很难保证仪器工作温度的稳定。
1.实验
1.1主要仪器与试剂
仪器:PF7系原子荧光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司研制)。
盐酸:ρ(HCl)=1.19g/mL,优级纯。
硝酸:ρ(HNO3)=1.42g/mL,优级纯。
载流液:5%(V/V)盐酸(优级纯)溶液。
还原剂:硼氢化钾(优级纯)1.5%(w/V)在0.5%氢氧化钠(优级纯)中。
王水溶液(1+1):分别量取300mL盐酸和100硝酸,加入400mL水中,混匀。
试验所用水均为高纯水,所用仪器均为1∶1硝酸浸泡1周后用高纯水冲洗干净。
1.2仪器工作条件
负高压300V,灯电流50mA,原子化器高度8mm,加热温度200℃,载气流量300mL/min,屏蔽气流量600mL/min,读数方式为峰面积,读数时间15s,自动稀释,自动进样。
1.3实验步骤
1.3.1校准曲线的绘制
采用5.0%盐酸溶液做载流,硼氢化钾溶液(1.5%硼氢化钾+0.5%氢氧化钠)做还原剂,汞标准系列浓度为0.0μg/L、0.2μg/L、0.4μg/L、0.6μg/L、0.8μg/L和1.0μg/L,分别在10℃、20℃、30℃的室温条件下上机测试,得到三组标准曲线方程[1]。
1.3.2空白样品的测定
用去离子水代替样品,加1mL的王水溶液(1+1),定容至10mL比色管中。分别在10℃、20℃、30℃的室温条件下稳定30min以上,然后在对应的温度条件下,以测定校准曲线时相同的测试条件,分别对空白样品进行11次连续测定。
1.3.3标准样品的测定
采用环保部标准样品水质标样汞202043(GSB07-3173-2014),保证值为6.79±0.55μg/L,按照标准样品的要求稀释至规定体积,在室温10℃、20℃、30℃所对应的曲线条件下,以测定校准曲线时相同的条件,分别对其进行9次连续测定[2]。
2.结果与讨论
2.1校准曲线的测试结果与讨论
图1是标准溶液分别在10℃、20℃、30℃的室温条件下,利用仪器自动稀释功能,测定0.0μg/L、0.2μg/L、0.4μg/L、0.6μg/L、0.8μg/L和1.0μg/L六个浓度的对应的荧光强度值IF。测得的汞标准曲线方程及相关系数如表1所示。
由测试结果可知,在不同室温条件下,三组校准曲线均具有较高的线性相关性,符合标准方法中的线性要求。并且,室内环境温度越高,相同浓度的标准溶液对应的荧光强度越高,10℃时曲线最高点对应的荧光强度为1292.31,而30℃时曲线最高点对应的荧光强度达到4376.11。因此,室温越高对应的校准曲线方程的斜率也越高。
2.2空白样品的测试结果与讨论
在10℃、20℃、30℃三个不同室温条件下,11次空白样品荧光强度测量值和浓度测量值如表2、表3所示,可见空白样的测得值均具有较高的稳定性,但室内温度越高,测得空白样品浓度也越高。根据《GBT21191-2007原子荧光光谱仪》中计算检出限的方法,即3倍的标准偏差与校准曲线斜率的比值,可计算得到三个温度下的检出限分别为0.02μg/L、0.01μg/L和0.01μg/L,检出限均低于方法的检出限0.04μg/L,均符合标准要求[3]。
2.3标准样品的测试结果与讨论
在室温10℃、20℃、30℃所对应的曲线条件下,分别对水质标样进行连续9次测定,测定结果如表4所示。由表4可知,三次不同温度下的测定结果,9次测定均值分别为6.74μg/L、6.96μg/L和6.29μg/L,相对标准偏差分别为1.11%、0.87%和3.29%。可见在不同温度下,样品的测试结果的相对标准偏差均小于5%,精密度均满足标准要求。三次测量值扣除空白值后的结果,分别为6.73μg/L、6.94μg/L和6.27μg/L,均在质控样的合格范围6.79±0.55μg/L(6.26~7.34μg/L)。在10℃和20℃的室温条件下,仪器测试得到的结果更加接近保证值的中间值;但30℃的室温时测定的结果,临界于汞质控标样控制值的下限,并且9次连续测试中有3次结果低于控制值的下限,不符合质控样准确度要求。因此,仪器在室温30℃左右时工作,虽然可以得到线性良好的校准曲线方程和符合检出限要求的空白测定值,但是在准确度实验中,并不能完全保证测得值满足质控要求[4]。
3.结论
综上所述,上述实验在不同温度条件下,用原子荧光法对水中汞含量进行了测定实验,根据数据分析得出结论:在使用原子荧光法测定水质中汞含量时,应特别注意室内工作温度的变化范围和稳定程度,尽量控制在10~20℃,并且须保证温度浮动±2℃以内,以保障测定工作的准确性。
参考文献:
[1]杨冬梅,詹锐.用原子荧光法测定污水中的汞含量[J].天津冶金, 2009(2):39-40.
[2]羅沉,邹棣华,杨小丽等.原子荧光光谱法测定水环境中汞[J].现代化工, 2013, 33(1):111-113.
[3]吴强,唐铭.原子荧光法测定水中汞的条件探讨[C]//浙江省2005年给水排水论文集. 2005:49-51.
[4]韦丽群,陈竑,梁雪强等.原子荧光法测定汞含量及其最佳实验条件的研究[J].广西师范学院学报(自然科学版), 2001, 18(3):58-61.
关键词:原子荧光法;温度;汞含量
汞及其化合物属于剧毒物质,可在体内蓄积,进入水体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞,经食物链进入人体,达到一定量后会引起全身中毒,所以汞的监测是实际工作中经常遇到的检测项目。原子荧光法光谱法作为一种简单且灵敏度高的分析技术能够满足水体中痕量汞的测定需要。但是原子荧光法测汞时实验条件对分析结果影响很大,目前对于仪器测量的工作温度却鲜为讨论,根据标准方法的规定,仪器测量的正常工作温度为15~30℃,但是很多的地区早晚温差较大,很难保证仪器工作温度的稳定。
1.实验
1.1主要仪器与试剂
仪器:PF7系原子荧光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司研制)。
盐酸:ρ(HCl)=1.19g/mL,优级纯。
硝酸:ρ(HNO3)=1.42g/mL,优级纯。
载流液:5%(V/V)盐酸(优级纯)溶液。
还原剂:硼氢化钾(优级纯)1.5%(w/V)在0.5%氢氧化钠(优级纯)中。
王水溶液(1+1):分别量取300mL盐酸和100硝酸,加入400mL水中,混匀。
试验所用水均为高纯水,所用仪器均为1∶1硝酸浸泡1周后用高纯水冲洗干净。
1.2仪器工作条件
负高压300V,灯电流50mA,原子化器高度8mm,加热温度200℃,载气流量300mL/min,屏蔽气流量600mL/min,读数方式为峰面积,读数时间15s,自动稀释,自动进样。
1.3实验步骤
1.3.1校准曲线的绘制
采用5.0%盐酸溶液做载流,硼氢化钾溶液(1.5%硼氢化钾+0.5%氢氧化钠)做还原剂,汞标准系列浓度为0.0μg/L、0.2μg/L、0.4μg/L、0.6μg/L、0.8μg/L和1.0μg/L,分别在10℃、20℃、30℃的室温条件下上机测试,得到三组标准曲线方程[1]。
1.3.2空白样品的测定
用去离子水代替样品,加1mL的王水溶液(1+1),定容至10mL比色管中。分别在10℃、20℃、30℃的室温条件下稳定30min以上,然后在对应的温度条件下,以测定校准曲线时相同的测试条件,分别对空白样品进行11次连续测定。
1.3.3标准样品的测定
采用环保部标准样品水质标样汞202043(GSB07-3173-2014),保证值为6.79±0.55μg/L,按照标准样品的要求稀释至规定体积,在室温10℃、20℃、30℃所对应的曲线条件下,以测定校准曲线时相同的条件,分别对其进行9次连续测定[2]。
2.结果与讨论
2.1校准曲线的测试结果与讨论
图1是标准溶液分别在10℃、20℃、30℃的室温条件下,利用仪器自动稀释功能,测定0.0μg/L、0.2μg/L、0.4μg/L、0.6μg/L、0.8μg/L和1.0μg/L六个浓度的对应的荧光强度值IF。测得的汞标准曲线方程及相关系数如表1所示。
由测试结果可知,在不同室温条件下,三组校准曲线均具有较高的线性相关性,符合标准方法中的线性要求。并且,室内环境温度越高,相同浓度的标准溶液对应的荧光强度越高,10℃时曲线最高点对应的荧光强度为1292.31,而30℃时曲线最高点对应的荧光强度达到4376.11。因此,室温越高对应的校准曲线方程的斜率也越高。
2.2空白样品的测试结果与讨论
在10℃、20℃、30℃三个不同室温条件下,11次空白样品荧光强度测量值和浓度测量值如表2、表3所示,可见空白样的测得值均具有较高的稳定性,但室内温度越高,测得空白样品浓度也越高。根据《GBT21191-2007原子荧光光谱仪》中计算检出限的方法,即3倍的标准偏差与校准曲线斜率的比值,可计算得到三个温度下的检出限分别为0.02μg/L、0.01μg/L和0.01μg/L,检出限均低于方法的检出限0.04μg/L,均符合标准要求[3]。
2.3标准样品的测试结果与讨论
在室温10℃、20℃、30℃所对应的曲线条件下,分别对水质标样进行连续9次测定,测定结果如表4所示。由表4可知,三次不同温度下的测定结果,9次测定均值分别为6.74μg/L、6.96μg/L和6.29μg/L,相对标准偏差分别为1.11%、0.87%和3.29%。可见在不同温度下,样品的测试结果的相对标准偏差均小于5%,精密度均满足标准要求。三次测量值扣除空白值后的结果,分别为6.73μg/L、6.94μg/L和6.27μg/L,均在质控样的合格范围6.79±0.55μg/L(6.26~7.34μg/L)。在10℃和20℃的室温条件下,仪器测试得到的结果更加接近保证值的中间值;但30℃的室温时测定的结果,临界于汞质控标样控制值的下限,并且9次连续测试中有3次结果低于控制值的下限,不符合质控样准确度要求。因此,仪器在室温30℃左右时工作,虽然可以得到线性良好的校准曲线方程和符合检出限要求的空白测定值,但是在准确度实验中,并不能完全保证测得值满足质控要求[4]。
3.结论
综上所述,上述实验在不同温度条件下,用原子荧光法对水中汞含量进行了测定实验,根据数据分析得出结论:在使用原子荧光法测定水质中汞含量时,应特别注意室内工作温度的变化范围和稳定程度,尽量控制在10~20℃,并且须保证温度浮动±2℃以内,以保障测定工作的准确性。
参考文献:
[1]杨冬梅,詹锐.用原子荧光法测定污水中的汞含量[J].天津冶金, 2009(2):39-40.
[2]羅沉,邹棣华,杨小丽等.原子荧光光谱法测定水环境中汞[J].现代化工, 2013, 33(1):111-113.
[3]吴强,唐铭.原子荧光法测定水中汞的条件探讨[C]//浙江省2005年给水排水论文集. 2005:49-51.
[4]韦丽群,陈竑,梁雪强等.原子荧光法测定汞含量及其最佳实验条件的研究[J].广西师范学院学报(自然科学版), 2001, 18(3):58-61.