催化热解—冷原子吸收法测定土壤中的总汞

2020-08-13郝露露朱鸿

安徽化工 2020年4期

郝露露，朱鸿

（宣城市环境监测中心，安徽宣城242000）

汞及其化合物具有持久性、易迁移性、高度生物蓄积性和强毒性，在一定条件下，无机汞离子可转化为毒性更大的有机汞，经食物链进入人体，引起中毒，对人类健康危害极大。随着经济的发展，我国的土壤生态遭受了不同程度的污染和破坏。在土壤重金属污染中，汞及其化合物会破坏土壤中微生物的生命活动，影响土壤酶活性，使土壤的理化性质变劣，肥力降低，妨碍农作物根系生长，导致农作物产量和质量下降。所以，对土壤中总汞的监测是环境监测和农业环境保护工作中的重要内容。

传统测定土壤中总汞含量的方法主要是氢化物发生—原子荧光法和冷原子吸收分光光度法[1-3]。原子荧光法前处理方法多为王水-水浴消解法[1]或微波消解法[2]；冷原子吸收分光光度法采用的是硫酸-硝酸-高锰酸钾消解法或硝酸-硫酸-五氧化二钒消解法[3]。利用湿法消解，将土壤中的汞溶于溶液中再进行测定，存在消解时间长、试剂干扰、结果重现性差等缺点[4]。

DMA-80测汞仪采用最新国标方法催化热解—冷原子吸收法测定土壤中的总汞[5]，固体样品可直接进样，省去前处理手工消解过程，避免了消解试剂污染，操作简便，分析速度快，结果准确可靠。经实验室验证，该方法适用于大批量土壤中的总汞测定，可广泛应用于环境监测工作中。

1 实验部分

1.1 方法原理

样品导入燃烧催化炉后，经干燥、热分解及催化反应，各形态汞被还原成单质汞，单质汞进入齐化管生成金汞齐，齐化管快速升温将金汞齐中的汞以蒸汽形式释放出来，汞蒸气被载气带入冷原子吸收分光光度计，汞蒸气对253.7 nm特征谱线产生吸收，在一定浓度范围内，吸收强度与汞的浓度成正比[5]。工作流程图见图1。

1.2 仪器和试剂

图1 工作流程图

DMA-80测汞仪，意大利Milestone公司；ME204E万分之一天平，瑞士梅特勒-托利多公司；SXF系列马弗炉，上海康路仪器设备有限公司。

汞标准溶液100 mg/L，环境保护部标准样品研究所；汞标准液10 mg/L；GSS系列土壤标准物质，中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所；石英砂，国药集团化学试剂有限公司；优级纯硝酸，苏州晶瑞化学股份有限公司；屈臣氏蒸馏水；高纯氧气，纯度≥99.999%。

1.3 仪器参数（表1）

表1 仪器参数

1.4 实验方法

1.4.1 标准系列溶液的配制

分别准确移取汞标准液 0 μL、10.0 μL、20.0 μL、50.0 μL、100 μL、200 μL，用 1%硝酸的固定液定容至10 mL，配制进样量为100 μL时汞含量分别为0 ng、1 ng、2 ng 、5 ng、10 ng、20 ng的标准系列溶液。

1.4.2 试样的制备

按照HJ/T 166和GB 17378.3，将采集到的土壤样品在实验室中风干、破碎、过筛，保存备用。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

以汞含量（ng）为X轴，响应（峰高）为Y轴，测定浓度系列0～20 ng，绘制标准曲线。曲线为y=5.236 45×10-3+4.472 858×10-2x-5.588 3×10-4x2，相关系数为0.999 7。总汞标准曲线见图2。相关系数符合质控要求。

图2 总汞标准曲线

2.2 方法检出限

分别称取0.1 g（精确到0.000 1 g）石英砂作为空白样品进行10次重复测定，总汞的响应（峰高）分别为0.000 3、0.000 2、0.000 2、0.000 3、0.000 2、0.000 1、0.000 2、0.000 1、0.000 4、0.000 1。按照公式 MDL=t(n-1,0.99)×S[6]（如连续分析10个样品，在99%的置信区间，t（9,0.99）=2.821）。以 0.1 g 样品测定浓度结果计算，方法检出限 MDL为0.05 μg/kg，低于HJ 923-2017方法的检出限0.2 μg/kg，符合质量控制要求。