微波消解-原子荧光光谱法分析测定电池中汞

阮履婕

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队，贵州 六盘水 553004）

汞污染是世界主要污染之一，对环境和人体均不利。国家标准GB／T7112-1998规定经销电池汞质量分数要小于0.0001%。［1］

原子荧光光谱法作为由我国科学家独立自主研发出来的高效仪器分析方法，目前在科研领域中有广泛的应用。和色谱技术（离子色谱或高效液相色谱）联用更可以达到检测无极汞、有机汞以及汞的不同形态的目的。不同于原子吸收光谱，光源与检测器在一条直线上，原子荧光光谱为了避免光源发出的光影响检测结果，光源和检测器是在呈90°的两条直线上。

待测原子的蒸汽受到特征波长的电磁波激发，部分自由电子跃迁到较高能级，并在约10-8s之内返回低能态，从而发射出特征的原子荧光光谱。

本实验通过原子荧光光谱法，根据测出的标准曲线对电池中的汞含量进行测定，并就灯电流强度条件进行了优化选择。

1 实验部分

1.1 实验仪器

AF2-2202a行双道原子荧光光度计（北京），配计算机处理系统及汞空心阴极灯；25mL比色管；

1.2 实验试剂

汞标准使用液（0.01μg／mL）；1% NaBH4溶液；5% HNO3溶液；500mL样品液；纯氩气；全部由实验室统一提供。实验用水为经过离子柱净化的超纯水。

1.3 仪器条件

光电倍增管负高压：300V；原子化器温度：200℃；原子化器高度：8mm；灯电流：10mA；载气流量：4mL／min；屏蔽气流量：1000mL／min。

1.4 汞标准曲线配制

分别取 0.01μg／mL汞标准使用液 1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL于25mL比色管中，用5% HNO3稀释至刻度线。 得 0.4μg／L、0.6μg／L、0.8μg／L、1.0μg／L汞标准溶液。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

仪器预热后，由稀到浓测定标准溶液的荧光强度（表1，图1）。每次测量时，吸管中残留上一次的测量溶液，因此每组第一个数据偏小或变化不大，应将其舍去。通入载气氩气，可与氢气作用产生氩氢焰，也可稀释原子化器中的原子浓度，减少荧光猝灭的发生。［2］

表1 标准溶液的荧光强度Tab.1 Fluorescence Intensity of Standard Solution

图1 汞浓度-荧光强度拟合曲线

图1中拟合曲线的R2＝0.98909。质量浓度为0.6μg／L的标准溶液测出的荧光强度偏离较大，为异常点。剔除后可得图2。

图2 剔除异常点后的汞浓度-荧光强度曲线

图2中的 R2＝0.99998，汞质量浓度在0～1.0μg／L范围内线性程度大大提高，得到标准曲线方程（1）。

2.2 样品测量

电池样品的质量为0.4523g，其荧光强度的有效平均值为101.3，见表2。根据方程（1）插值，可知样品汞质量浓度为 0.597μg／L，即 0.66mg／kg。

表2 样品检测结果Tab.2 the Result of Sample Detection

2.3 灯电流强度优化

将灯电流分别设置为10、8、5、3mA，对同一样品进行测量，结果见图3。

图3 灯电流强度-荧光强度曲线

空白荧光强度对灯电流的R2为0.991，荧光强度对灯电流的R2为0.996，可见荧光强度与灯电流呈线性正比关系。

3 结论

实验表明，电池样品液中汞浓度为0.66mg／kg，且发射出的荧光强度与汞浓度和灯电流呈较好的线性正比关系，但当为8mA时，荧光强度的增长有所下降，而其余三点较好地在一条直线上，而选择灯电流为10mA时，测量结果数值偏大，噪声或本底值偏大，因此灯电流以5mA为宜。