内容发布更新时间 : 2024/12/23 18:35:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1.引言

汞是唯一在常温常压下为液态的金属元素。它有三种基本的形态:以液态或气态形式存在的金属汞、无机汞化合物(包括氯化亚汞、氯化高汞、乙酸汞和硫化汞)以及有机汞化合物(如苯基汞、烷基汞)。地壳中约含80 μg ·kg-1 汞[ 1] , 空气中汞主要来源于岩石的风化、火山爆发及水中汞的蒸发等;水中的汞来自大气及工农业生产的污染, 如氯碱工业用汞作阴极电解食盐, 除汞蒸气的挥发外, 大量的汞和氯化汞从废水中排出;食物中的汞, 通常以甲基汞的形式存在, 甲基汞能积聚在水生生物中, 参加食物链, 使汞在鱼体内富集浓缩, 达到极高浓度。此外,医学上采用汞齐合金作牙科材料, 其中汞量可达45 %～ 50 %(质量分数, 下同)。毒理试验指出, 摄入过量的汞可引起慢性汞中毒或急性汞中毒, 慢性汞中毒能使汞被血液吸收并送到大脑, 严重损害了中枢神经系统。急性汞中毒会危害呼吸系统、消化系统和泌尿系统。无机汞的中毒是可逆的, 一定时间后可以通过各种途径从体内排出, 危害较轻。有机汞对人类健康危害极大, 其中以烷基汞毒性最大(如甲基汞、乙基汞), 这类化合物易溶入细胞膜和脑组织的类脂中, 一旦进入脑细胞则很难排出, 从而损伤中枢神经系统。因此汞的检测具有现实意义。

汞的测定方法主要有分光光度法、气相色谱法、液相色谱法、原子光谱法及电化学分析法、原子荧光光谱法等。本文主要介绍原子荧光法和冷原子吸收法测汞的原理和其应用。

2.原子荧光法测汞

2.1原子荧光法的原理

是利用汞离子与硼氢化钾在酸性介质中反应生成原子态汞蒸气，被氩气载入原子化器中，在汞空心阴极灯照射下，基态汞原子被激发至高能态，再由高能态回到基态时，它会发射出特征波长的荧光，而荧光强度在一定范围内与汞的浓度成正比。

原子荧光测汞仪仪器装置主要包括激发光源，聚光系统，原子化器，单色片（滤光片）和检测器等部分。

光源: 原子荧光侧汞法要求光源强度高而稳定, 一般的汞空心阴极灯不适用, 因荧光强度很弱. 常用的有笔型汞灯、低压汞灯、汞无极放电灯和汞蒸汽放电灯，这几种光源中以前二种最好。 因为主要辐射线为254nm同时,灯温低, 自吸少, 稳定性较好, 供电方式简单.

聚光系统: 为了将激发光聚焦于原子蒸气和将荧光聚焦于单色仪狭缝或检出器(非色散型), 常采用石英凸透镜( F-60毫米)或表面镀铝的大孔径凹面镜(F-100毫米)。根据需要可采用各种聚光系统。

原子化方法可分为三种类型, 即火焰(液体试样) , 无火焰电加热法(液体

或固体试样) 和还原气化法(液体试样)前两种方法几乎可将试样中全部汞转化为气态原子(火焰法中指喷人火焰中的试样) ,后一种方法中, 当温度, 液相和气相体积固定时, 液相和气相中的汞原子比例是固定的, 所以荧光强度亦正比于溶液中汞的浓度 ,在还原气化法中气化的汞约为40%(22℃)。

硼氢化钾浓度过高, 产生过多的氢, 灵敏度降低, 并引起液相、气相干扰, 而硼氢化钾浓度过低则气态物难以形成。通过研究发现:汞在硼氢化钾浓度小于10 g · L-1 时有较高的荧光强度值, 其后随硼氢化钾浓度的增大而减小并趋于稳定。

另外一个影响原子荧光光谱法测定的因素是酸及酸度。在较低的酸度下, 酸的影响一般很小。但是, 酸度太低的溶液中某些共存的金属离子可能产生干扰, 而且在低酸度下, 容易产生固态氢化物或泡沫状氧的衍生物, 干扰测定, 而酸度太高时又会产生抑制信号干扰, 还会产生荧光猝灭而影响灵敏度。通过研究盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸等常用酸作为反应介质, 结果表明盐酸为介质效果最佳, 而且盐酸浓度在0.06～0.60 mol·L-1 时荧光强度最大且稳定, 一般选择0 .24～0 .60 mol · L-1 的盐酸溶液。

2.2应用

原子荧光光谱法已有不少综述。无火焰原子荧光测汞法也有总结，近3年来，原子荧光法用于测汞方面的工作日益增多。尤其在环境试样中汞的分析方面显示出独特的优越性。近年来, 随着国产原子荧光光谱仪的普及,原子荧光光谱法在食品、医药、化妆品、环境、尿液、电池、涂料、矿产品等领域微量元素的检测中得到了广泛的应用。

国内外对于汞测量有两种基于原子荧光谱分析的方法：一种为是湿化学分析法，另一种为在线分析法。测样程序较为麻烦的湿化学汞测试方法主要分成两类：一是测量总汞的方法，如美国EPA方法101A；二是测量形态汞的方法，如美国EPA方法29、Ontario Hydro方法、Tris-buffer方法、有害元素取样链方法 ( HEST-The Ha zardous Element Sampling Train )等。这几种化学检测方法基于将颗粒形式的汞和气相形式的汞分离开这个基础,分别测定不同形态的汞含量，从而测定痕量汞的总浓度。典型的湿化学方法Ontario-Hydro方法一直被认为是一种非常有效的汞分析方法,但由于其取样过程的复杂性和测量的耗时太长，很难即时的得到测量结果。

采用气相色谱分离与原子荧光技术相结合, 可测定不同形态的汞。Logar M[ 4]