原子荧光法测定汞的实验条件的探讨
提要:通过原子荧光法测定汞的实验条件的探讨,指出水样在采集、保存、所用实验环境、实验容器、水和试剂的纯度、水样预处理、仪器使用等方面注意的问题,从而保证分析结果的准确性、可靠性。
关键词:原子荧光;汞;实验条件
原子荧光法是目前测定水中痕量汞较为理想的方法之一。该方法干扰因素少、检出限低、灵敏度高、设备操作简便、测定结果精密度和准确度高,但在实际测试中,由于各因素的影响,往往出现空白值偏高,曲线的相关性较差,精密度较低的现象。现结合工作实践,对其注意的问题进行分析,并提出改进建议供大家参考。
1、 水样的采集和保存
水样中汞含量甚微且极不稳定,当浓度达到mg/L级时,采样的污染没有太大的影响,而在ug/L级时,采样方法不正确,会使监测结果无任何价值。所以水样的采集和保存对汞含量的测定分析尤为重要。
采样前,采样容器必须用(1+1)硝酸 泡12小时以上,再用纯净水冲洗干净,采样是应用待测水样冲洗1~2遍。
汞很容易吸附在容器上,选择特定的采样容器很重要。玻璃容器很容易吸附包括汞在内的金属离子,故为防止采样瓶对水样中的汞离子吸附,避免汞的挥发损失,建议采用经硝酸浸泡冲洗干净的塑料瓶采集水样,并且加入硝酸保存,使水样的PH<2。
2、 实验室环境
实验室环境是影响分析质量的重要因素。一般实验室的空气中普遍存在含有许多悬浮尘埃离子,每个尘埃离子都含有杂质,仅由于尘埃的沾污,使测定值及空白值增高而且不规律。加强实验室的管理,注意实验室环境的整洁干净,是减少实验沾污行之有效办法。必须做到原子荧光光度计的实验室与前处理间分开,避免由于消解试样带来的污染。
实验室内也可受到工作人员的污染,分析者本身可成为痕量汞的来源,比如说化妆品中含有微量的Hg此外实验室所用的胶布制品,尽可能不含有Hg等金属杂质。所以实验人员自身也要避免人为污染,特别是分析者的双手,应时刻注意清洗。
实验室温度也是影响分析结果的因素之一。实验温度太低,反应不完全,温度太高,硼氢化钾(钠)气泡,所以实验室温度最好控制在15~35℃之间为佳。
3、 实验容器
因为汞极易挥发,吸附在玻璃壁上或溶解于各种试剂和水中,使测定结果和空白值偏高。所以对测汞用的所有玻璃器皿即移液管,试剂瓶,容量瓶等,均用(1+1)硝酸溶液中浸泡24小时以上,使用前自来水冲洗,再用纯净水冲洗5~6遍即可,并且所用的玻璃器皿专项专用,避免交叉污染。
4、 实验试剂和实验用水
痕量汞的测定,要求实验用水和试剂具有较高的纯度,以尽量降低试剂空白,而提高分析结果的准确度。
(1)分析工作中必须采用质量最好的蒸馏水或去离子水,去离子水必须储存在惰性的塑料容器中,取用时应通过塑料管。有些玻璃器皿有可能含有少量的砷、锑、汞等元素。最好不要用玻璃瓶子。
(2)用于处理样品的化学试剂是造成污染的主要原因,因此实验中必须采用优级纯以上的酸或在必要时预先进行提纯。盐酸、硝酸中常含有杂质(砷、汞、铅等)将待使用的酸按标准空白的酸度在一起上进行测试。挑选较低荧光强度值的酸,如果空白值过高,会影响工作曲线的线性,方法的检出限和测定的准确度。
(3)硼氢化钾(钠)是原子荧光法最重要的试剂,所用的硼氢化钾(钠)要求含量≥95%,硼氢化钾溶液中含有一定量的氢氧化钾(钠)是为了保证溶液的稳定性。建议采用氢氧化钾(钠)的浓度为0.2%~0.5%。过低的浓度不能有效地防止硼氢化钾(钠)的分解,过高的浓度会影响氧化还原反应的总体酸度。配制后的硼氢化钾(钠)溶液应避免阳光照射,现用现配,以免引起还原剂分解产生较多的气泡而影响测定精度。
(4)应当配备浓度为1mg/mL的母液以便长期储藏。1ug/mL稀的工作溶液必须每天在使用之前配制,溶液中必须维持一定的酸度。为了增加汞的标准溶液的稳定性,还可以再加重铬酸钾溶液(0.05%)以做汞保护剂。存储汞的容器最好是玻璃或聚四氟乙烯瓶,用聚乙烯瓶储存汞溶液在无保护剂时会导致汞的损失。
5、实验条件探讨
5.1水样预处理的条件
水样在消解过程中,要求实验用水和试剂的纯度要高,而且必须加入高锰酸钾保持紫红色不褪,应自始至终保持高锰酸钾的紫红色。必要时补加适量的高锰酸钾溶液,以防汞消解不完全使结果偏低。
5.2仪器的工作条件
(1)载气流量、蔽气流量、负高压、灯电流和石英炉原子化器高度等因素会直接影响测定结果的准确度。因此实验中根据样品浓度的高低选择最佳工作条件。根据实际操作中的经验,我们用吉天AFS-830双道原子荧光光度计仪器测定汞时,浓度小于1ug/L的水样时,仪器的工作条件为载气:氩气;蔽气流量:1000ml/min;负高压:300V;灯电流:15mA;原子化器高度:9~13mm
(2)为了保证数据的可靠性、准确性除负高压、载气流量、灯电流等需一致外,每次的还原剂量、栽流液量也要一致。标准系列的反应介质和样品完全一致,最好每次测定样品时均应同时制作标准曲线和样品空白。
6、测定结果分析
用Hg=0.01ug/ml标准使用也按下表配制5%硝酸定容至100ml,曲线测定结果见表1。
表一汞标准曲线
取样体积(ml) | 0.000 | 1.000 | 2.000 | 4.000 | 8.000 | 10.000 |
标准溶液浓度值(ng/ml) | 0.000 | 0.100 | 0.200 | 0.400 | 0.800 | 1.000 |
荧光强度值(If) | 0.000 | 51.6775 | 88.0225 | 173.7575 | 354.4825 | 442.4050 |
r=0.9998;If=439.9453*C+1.7470
因r≥0.999,符合质控要求,该标准曲线是可靠的。对汞标准样品进行测定,分析结果见表2.
表2 汞标准样品的测试结果(标准值为:15.1±1.4ug/L)
样品测定值 | 平均值 | 标准偏差 | 变异系数 |
14.9 14.9 14.8 14.8 15.0 15.1 | 14.9 | 0.118 | 0.79 |
由表2可知,6个测定值的标准偏差、变异系数、重现性都达到环境监测质量控制要求,说明实验结果可靠。
7、结语
综上述,在应用原子荧光法测定汞的过程中,水样的采集和保存、实验环境、实验容器、水和试剂的纯度、仪器使用条件等等许多因素都会影响测定结果的准确性和可靠性,因此必须重视测定的整个过程,把好每个环节,选好最佳实验条件,只有这样才能进一步提高分析结果的准确性和可靠性。
参考文献:
(1) 国家环保局《水和废水监测分析方法》委员会.水和废水监测分析方法(M).第四版,北京:中国环境科学出版社,2002.364.
(2) 北京吉天仪器有限公司.《原子荧光分析方法手册》.2003.44