冷热原子荧光法测定生活饮用水中汞的比较

2017-07-05 11:00:14张志轩肇庆市肇水水务发展有限公司

食品安全导刊 2017年15期

□ 张志轩肇庆市肇水水务发展有限公司

冷热原子荧光法测定生活饮用水中汞的比较

□ 张志轩肇庆市肇水水务发展有限公司

目前，检测生活饮用水中的汞的常见方法有电感耦合等离子体质谱法及氢化物发生-原子荧光法。而原子荧光法又分为冷原子荧光法和热原子荧光法。实验数据测得，冷原子荧光检出限比热原子荧光低，但相关系数则是热原子荧光更高。说明冷原子荧光测定低浓度的汞溶液灵敏度更高，热原子荧光稳定性好，精密度高。

冷原子荧光法；汞原子；生活饮用水

随着人们生活水平的提高，对生活饮用水的质量要求也越来越高，进而要求检测水中各种对人体有害物质的方法更为快速准确。汞俗称水银，属于重金属的一种，是对人体有害的物质。汞中毒以慢性为多见，以精神-神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状。汞在常温下呈液态，与其他重金属相比，多了一条以汞蒸气摄入人体的途径。常见的两种测定方法中，本文中的冷原子荧光法检出限低，检测范围宽，完全可以用更低的成本满足检测需要。而用电感耦合等离子体质谱法测定，汞容易堵塞反应器，还必须以金溶液洗脱，使用不便，仪器昂贵，测定维护成本高。

1 实验部分

1.1 实验原理

基态汞原子受到波长253.7 nm的紫外光激发，当激发态汞原子去激发时，便辐射出相同波长的荧光。荧光强度与汞的浓度成正比，通过测定荧光强度即可计算出汞的浓度。

1.2 仪器及条件

AFS-230a 双道原子荧光光度计（北京万拓仪器有限公司）；国家标准溶液汞标准溶液 GSB G 62069-90[1]国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院；优级纯浓硫酸：ρ=1.84 g/mL；优级纯浓硝酸：ρ=1.42 g/mL；优级纯氢氧化钾；分析纯硼氢化钾；优级纯溴酸钠；优级纯溴化钾；优级纯盐酸羟胺；优级纯氯化钠；优级纯重络酸钾；去离子水。

1.3 相关试剂配制

汞标准固定液：量取950 mL去离子水，加50 mL优级纯硝酸，称取0.5 g重铬酸钾溶于其中。

溴酸钾（0.1 mol/L）-溴化钾（10 g/L）溶液（溴化剂）：称取2.784 g溴酸钾和10 g溴化钾，溶于去离子水中并定容至1 000 mL，置棕色瓶中冷藏保存。

盐酸羟胺（120 g/L）-氯化钠（120 g/L）溶液：称取12 g盐酸羟胺和12 g氯化钠，溶于去离子水中并定容至100 mL。

硼氢化钾（0.4 g/L）溶液：称取2.5 g分析纯氢氧化钾，溶于200 mL去离子水中，加入0.2 g优级纯硼氢化钾并溶解，定容至500 mL。

1.4 汞的标准使用液配制

吸取汞标准储备液（1 000 μg/mL）1 mL，用汞标准固定液定容至100 mL，摇匀，得到中间液A（10 μg/mL）。吸取10 mL中间液A，用汞标准固定液定容至100 mL，摇匀，得到中间液B（1 μg/mL）。最后，吸取1 mL中间液B，用汞标准固定液定容至100 mL，摇匀，得到汞的标准使用液（0.01 μg/mL）。

1.5 汞的工作曲线制作

汞的工作曲线浓度序列为0.00、0.20、0.40、0.60、0.80 μg/L和1.00 μg/L，分别吸取汞标准使用液0.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL和10.00 mL于100 mL容量瓶中，加去离子水至50 mL。

1.6 样品预处理

向标准序列和水样各加2 mL优级纯浓硫酸和4 mL溴化剂，摇匀，放置10 min钟。此时水样呈黄色，再用盐酸羟胺-氯化钠溶液逐滴滴至黄色褪尽。最后加去离子水定容至100 mL，摇匀。

1.7 仪器测定条件

原子化器高度：13 mm；负高压：280 V；灯电流：20 mA；载气流量：500 mL/min；屏蔽气流量：1 000 mL/min；读数方式：峰面积；延迟时间：0.5 s；读数时间：12.0 s；进样体积：1.0 mL；测量重复次数：2；泵速：100 r/min；炉温：室温（冷原子荧光法）200 ℃（热原子荧光法）。

2 结果与讨论

2.1 标准物质分析

用冷原子荧光测得的工作曲线荧光强度及相关系数、最低检出限见表1。由表1可知，相关系数：0.999 3；最低检出限：0.003 5 μg/L。

用热原子荧光测得的工作曲线荧光强度及相关系数、最低检出限见表1。由表2可知，相关系数：0.999 5；最低检出限：0.009 6 μg/L。

2.2 实际样品分析

由于生活饮用水中汞含量一般较低，通常采用冷原子荧光法测定。实验表明，溶液浓度达到50 μg/L时，冷原子荧光法测定的标准曲线开始出现弯曲。因此冷原子荧光线性在0.05～50μg/L。而热原子荧光在溶液浓度达到100 μg/L时，曲线才开始出现弯曲。因此，热原子荧光的线性在1.00～100 μg/L。

2.3 加标回收率

在已知样品浓度为0.668 μg/L，加标量为0.08 μg/L。测定本底的实验数据见表3。

加标后测定的实验数据见表4。由表4可知，最后计算出回收率为87.5%。

2.4 精密度

用冷原子荧光法测定11次空白的检测结果见表5。有表5可知，标准偏差为0.607 8。

用冷原子荧光法测定11次1.00 μg/L汞溶液的检测结果见表6。由表6可知，标准偏差为：11.344 1；相对标准偏差：2.13%。

2.5 与电感耦合等离子体质谱法比较

电感耦合等离子体质谱法的测定结果与原子荧光法所测定的结果相同，可是再次测定时本底信号强度过高，经分析为汞残留，经过金溶液多次洗脱后才逐步恢复正常。

2.6 讨论

（1）配制硼氢化钾溶液时，应先加入氢氧化钾再加入硼氢化钾，使药品在碱性条件下溶解。

（2）光漂移现象。将样品放置一段时间之后，再次测定同一样品，发现荧光强度比原先测定的略有上升，连续测定性质相同的水样时，也会出现荧光强度逐渐增强的现象。要减弱光漂移的误差，仪器使用前需要调节灯电流为40 mA，预热1 h。测定时再调节到20 mA。

（3）荧光猝灭。实验室湿度过高时会引起荧光猝灭，要严格控制环境条件为温度30 ℃以下，湿度75%以下，确保仪器荧光稳定。