冷原子荧光便携式痕量汞水质在线监测仪与实验室汞分析仪比较研究

李 琴 施 择 赵祖军 聂晶晶 黄海萍 王思苗 李 雁

(1.云南省生态环境监测中心，昆明 650034；2. 力合科技(湖南)股份有限公司， 长沙 410205；3.安宁市环境监测站，安宁 650300)

“冷原子荧光便携式痕量汞水质在线监测仪”是一款针对在线汞监测需求而开发的仪器。在线工作通常由水质监测基站或数采仪进行控制和数据上传到数据平台管理系统。同时它还可以作为单兵仪器使用，特别是为了方便一些环境应急事故时的现场使用，仪器可由24伏直流电源供电而实现便携式工作。

本研究内容属于国家重大科学仪器设备开发专项“重点防控重金属汞、铬、铅、镉、砷便携/车载/在线监测仪器开发与应用示范”(项目编号：2012YQ060115)的子任务，在任务执行过程中云南省环境监测中心站对力合科技(湖南)股份有限公司研发的冷原子荧光便携式痕量汞水质在线监测仪LFS-2002(Hg)与两种实验室常规汞测定仪器及相应的方法进行了比较。这两种实验室仪器及方法是：DMA-80痕量汞分析仪JL-120，所用的测试方法原理为EPA7473“热分解齐化原子吸收光度法测定固体及液体中的汞”；AFS-230E双道原子荧光光度计，所用的测试方法原理为HJ694-2014“水质汞、砷、铋和锑的测定原子荧光法”。

3种仪器进行比较时的测试及统计方法主要依据《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》(HJ168-2010)[1]和《镉水质自动在线监测仪技术要求及检测方法》(HJ 763-2015)[2]。

1 主要指标测试方法

1.1 检出限

在相同的条件下连续测定预计检出限3倍的加标溶液7次，计算7次平行测定的标准偏差S，再乘以置信度为99%时的t值(单侧)得出检出限。测定结果的平均值和检出限的比值要在3～5之间，加标浓度才算合适。

3台仪器检出限测定时的汞标液浓度分别为：冷原子荧光便携式痕量汞水质在线监测仪0.03μg.L-1；DMA-80痕量汞分析仪JL-120为0.1μg.L-1；AFS-230E双道原子荧光光度计为0.12μg.L-1。

1.2 精密度

采用各仪器测定上限50%浓度的汞标准溶液作为样品，平行测定6次，分别计算测定的平均值、标准偏差、相对标准偏差等各项参数，以该相对标准偏差作为精密度的判定值。

3台仪器精密度测定时的汞标液浓度分别为：冷原子荧光便携式痕量汞水质在线监测仪10μg.L-1；DMA-80痕量汞分析仪JL-120为100μg.L-1；AFS-230E双道原子荧光光度计为5μg.L-1。

1.3 准确度

用各仪器测定上限20%浓度的汞标准溶液、50%浓度的汞标准溶液和80%浓度的汞标准溶液作为样品，每个样品平行测定6次，分别计算平均值和相对误差，取相对误差最大值作为仪器准确度的判定值。

3台仪器的测定上限及各自的准确度测定浓度如表1所示。

表1 各仪器测定上限及准确度测定浓度

1.4 离子干扰

用0.01mg.L-1的汞标准溶液作为样品，将干扰离子分别按表2中浓度加入待测汞标液中，连续测定3次该混合溶液中的汞浓度，计算3次测量结果的相对误差，取相对误差的最大值作为仪器对这些离子干扰的判定值。

表2 离子干扰测定浓度

1.5 实际水样加标回收率

样品取自安宁螳螂川温泉大桥断面，水质类别为劣Ⅴ类，用3台仪器分别进行了两个浓度的加标回收率比较，加标量为0.2μg·L-1的样品进行了6个平行测定；加标量为0.4μg·L-1的样品进行了3个平行测定。

2 测试结果

3台仪器各指标的比对测试结果如表3所示。

表3 比对测定结果

3 结论

冷原子荧光便携式痕量汞水质在线监测仪与实验室汞测定仪器的比对结果可以看出，其在准确度、精密度、抗离子干扰能力和实样加标回收率方面与两种实验室仪器无明显差异；测定范围比AFS-230E双道原子荧光光度计宽，比DMA-80痕量汞分析仪JL-120的测定范围要窄，但经应用证明已能满足地表水汞在线监测需求；且该仪器对水中痕量汞的分析灵敏度均高于两种实验室汞测定仪器。综上所述，冷原子荧光便携式痕量汞水质在线监测仪作为一种集成有前处理的在线仪器，样品分析时长短(<26min)、汞测定的稳定性和灵敏度均有良好表现的便携式水质在线汞监测仪，在应急及在线监测预警应用方面将有着不错的推广前景。