原子荧光光度计法测定海水中汞过程及常见问题探讨

谢强华　李衍森　蔡泽浩

摘 要：汞是海洋监测中重金属监测的一个重要项目，氢化物原子荧光法测定汞的含量具有灵敏、成本小、快速、精确等优点。文章通过讲述用AFS-3100双道原子荧光分光光度计测定海水中汞含量，从采样到上机测定的过程，同时针对采样以及测试中出现的一些问题提出了自己的见解。

关键词：原子荧光；海水分析；汞；常见问题

1 概述

目前海洋发展成为21世纪的主题，各个国家在海权、海洋资源以及海洋经济等方面竞争日益激烈。海洋监测也随之成为一个重要的海洋发展项目，在海洋监测中汞含量是一个重要的重金属项目。海水中汞主要是由地球表面的含汞岩石风化后，随大气和河流进入海洋。海底火山爆发也是其来源之一。通常人类的生产活动，如工厂含汞废水、含汞农药的喷撒、废渣的排放等都是造成海域汞污染的重要原因。海水中汞的浓度增高会直接影响海洋食物链，使得海洋生物体中汞的蓄积，导致危机人类的生活和其他动物的生长。目前常用的海水测量方法有冷原子吸收分光光度法和原子荧光法，由于冷原子吸收法对样品的采样、前处理以及标准曲线和测定等几个环节都需要严格要求，而原子荧光法则干扰因素较少。这里选用AFS-3100双道原子荧光来进行讲述。

2 原子荧光测定汞原理

在酸性介质中用硼氢化钾/钠作还原剂，使二价汞还原为元素汞由高纯氩气作为载气带入原子化器，在特制汞空心阳极灯照射下，基态的汞原子被激发至高能态，然后由高能态回到基态时，发出特征波长的荧光，可以通过测定原子荧光的强度求得汞元素的含量。

3 海水中汞的测定

3.1 样品的采集于处理

为防止在运输过程中汞的吸附挥发损失，采用洁净的硬质棕色玻璃瓶装样。加入5%硝酸加0.05%重铬酸钾（50g/L）固定，尽快完成测试。消化则加入2%的硫酸和5%的过硫酸钾（50g/L），加热煮沸1min，冷却后加入2%盐酸羟胺（100g/L）消化24小时加入。

3.2 样品测试

还原剂为10g/L硼氢化钾。由于还原剂硼氢化钾太活泼，配置还原剂溶液时加入少量氢氧化钠，提供碱性环境起到稳定作用。一般少量氢氧化钠。同时还原剂溶液还需要现用现配，因为硼氢化钾会与水反应使浓度降低，影响其还原能力。载流选择为5%的盐酸。由于原子荧光是水样中的汞离子被还原为单质汞，然后气化为汞蒸气后，基态汞原子紫外光激发下，激发态汞原子辐射出相同波长的荧光。使其在一定的条件和较低的浓度范围内，荧光强度与汞的浓度成正比。在一定条件下，测试结果会受到各种因素的影响，为保证结果准确可靠，需要选择最适合的条件，每次测定需要同时配置和测定标准系列。

3.3 试剂的选用

由于原子荧光光度法对所用的试剂纯度有着非常严格的要求，而且汞的灵敏度非常高，如果空白值过高，会影响工作曲线的线性以及检出限和准确度等。首先由于普通蒸馏水可能含有微量汞元素，因此使用普通蒸馏水时需制备无汞水。通常出现空白值高的现象，是由于水的纯度不够或者水被污染，还有普通酸中通常含有被测元素杂杂质。解决办法是测汞时用纯水器制备新鲜纯水，并且阻值在以上18MΩ，而用作临时排除纯水的影响时，可使用市售纯净水配制空白。酸则使用较高纯度的酸。原子荧光法测定海水中的汞，还需要用到氢氧化钠或者硼氢化钠和盐酸羟胺等试剂，一般选用优级纯试剂来降低因试剂含汞对空白值的影响的，必要时采用试剂提纯的方法。在原子荧光法中，还原剂的浓度对空白值的影响也非常大，所以在配置还原剂时首选塑料烧杯配制，同时需要现配现用。

3.4 仪器条件

原子荧光的主要工作参数有：光电管负高压、空心阴极灯电流、载气流量、辅助电流、进样量、屏蔽器流量、读数时间、采样时间、泵速等。光电倍增管负高压230V灯电流30mA载气流量为400mL/min原子化器高度8mm屏蔽气流量为900mL/min。仪器的预热也非常重要，由于汞灯随环境温度的变化检测值变化较大，测试之前充分预热仪器与汞灯30min-1h。还原剂浓度对灵敏度也有很大的影响，如灵敏度较高时可适当的降低硼氢化钾含量，相反则增加。原子荧光测定灵敏度会随着原子化器的高度变化而变化，高度太低时，石英炉的散射光会造成很高的背景读数对空白影响较大，过高时也会使灵敏度和测量精度下降，一般选择高度为8。由于汞的吸附性，在测试完高含量的汞尤其明显，在对原子荧光的管路清洗就非常重要了，建议用10%的优级纯硝酸和还原剂进行长时间清洗，然后用纯水清洗。对于实验室环境造成的空白升高，可以用氩气清扫实验室。

4 结束语

文章通过讲述AFS-3100双道原子荧光测量海水中汞以及在样品的采集测试过程中遇到的各种问题的讨论，为其他海洋环境监测者在监测过程中提供一些帮助。综上所述，可以得出以下结论：海水样品采集的容器和固定工作很重要，在测试用试剂方面对汞的影响很大，仪器的清洁度以及预热也是良好结果的重要的保障之一。

参考文献

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[2]纪久成，王德友.原子荧光法测汞空白影响因素及解决办法[J].2013（8）：50-60.