隨著工業的飛速發展,汞的用途越來越廣泛,從而使得大量的汞進入環境。汞對消化道有腐蝕作用,對腎臟,毛細血管均有損害作用。急性中毒多半由誤服升汞引起,有消化道腐蝕所致的癥狀,吸收后產生腎臟損害而致尿閉和毛細血管損害而引起血漿損失,甚至發生休克,能和病原微生物呼吸酶中的硫氫基結合而抑制其生活力,最后使其窒息而致死。汞可以通過不同途徑進入土壤環境,并經過復雜的物理、化學反應,大部分以各種形態滯留在土壤中,殘留在土壤的汞又隨著雨水遷移,造成地表水和地下水的污染。同時,汞還能通過作物可食部分積累進入食物鏈,汞通過土壤-植物-牲畜-人,最終對人體健康構成危害。
人類的生產活動對金屬汞分布有著顯著影響。工業電子制造或工業電器產品中汞獲得廣泛應用。像如今氣態汞仍用于制造日光燈,產品的破損與淘汰,給環境與人類健康構成嚴重威脅,故其防治已成為越來越嚴峻的問題;為了防止環境污染造,所以采用一定技術手段,土壤中汞含量的檢測方法研究顯得十分重要。
一、壤中汞含量的常見檢測方法概述
土壤中汞含量的常見檢測方法較多,常用的有冷原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法,電感耦合等離子體發射光譜法等。相關國家標準有G B/T 22105.2-2008、NY/T1121.10-2006、HJ680-2013,當前分析技術難點在于分析過程污染;傳統的清洗方法有硝酸浸泡法、重鉻酸鉀清洗法,高錳酸鉀法該方法氧化性高,且效果不明顯,且某些試劑對人體可能致癌風險。
二、土壤中汞含量的檢測方法研究
本土壤中汞含量的檢測方法采用的試劑均為分析純或分析純以上,水均為蒸餾水或去離子水;采用的玻璃器皿均用體積分數50%HNO3浸泡24小時以上再用蒸餾水沖洗干凈并烘干,以下實施例中如無特殊說明,試劑和儀器均采用市售品種并按照說明書操作,土壤中汞含量的常見檢測方法包括以下步驟:
1)采用10%~50%氯化亞錫或鹽酸羥胺清洗比色管,直接還原離子態汞金屬;
2)去離子水清洗比色管中過剩氯化亞錫或鹽酸羥胺;
3)濃度為20~50%的濃硝酸完全氧化殘留汞;
4)去離子水洗凈比色管;
5)在比色管中加入稱取0.2500g自然陰干樣品并加入王水;
6)高溫100±5℃水浴N小時冷卻定容,其中N≥2;
7)采用原子熒光光譜儀測定。
其中王水包括鹽酸和硝酸的混合物,鹽酸和硝酸配比為3:1。
土壤中汞含量的常見檢測方法的具體操作細節如下:
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土壤的制備
(1)材料
蒸餾水或去離子水,濃硝酸ρ(HNO3)=1.42g/ml;優級純、氫氟酸ρ(HF)=1.49g/ml;100目尼龍篩、瑪瑙研體、玻璃容量瓶或相關容器;
(2)土壤制備
采集樣品依據國家采樣規范進行采樣,進入實驗室后自然陰干。樣品經過四分法,最后采集約500g樣品進行瑪瑙研體研磨,過100目尼龍篩得到待測土壤樣品;稱取10~50g樣品于105℃左右烘箱進行烘干計算含水率,兩次冷卻后重量不得超過1%。
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比色管的處理
1)采用10%~50%氯化亞錫或鹽酸羥胺10ml清洗比色管3次;
2)去離子水清洗比色管3次清洗過剩氯化亞錫或鹽酸羥胺;
3)置于通風櫥加入2ml濃硝酸完全氧化比色管中殘留汞;
4)去離子水洗凈比色管三次。
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樣本的消解
取0.1~0.5g(精確到0.0001g)于比色管中,加入新配置王水(1:3HNO3/Hcl)水浴消解2小時,之后冷卻定容待測。
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儀器與耗材
(1)儀器和材料
海光AF-9700型注射泵式原子熒光光譜儀;干凈的50ml玻璃容量瓶9個,1000mg/L汞標液。
(2)實驗步驟
①曲線的繪制
母液繪制:移取汞標液(1000mg/L)2ml至50ml玻璃容量瓶中,獲得20mg/L汞;從20mg/L汞吸取2.5ml定容至50ml獲得1mg/L汞,從1mg/L汞移取1ml定容至50ml得多汞母液20ug/L。
標準點繪制:從母液中移取0ml、1ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml、2.5ml至50ml玻璃容量瓶中,用移液槍移取2ml GR級別鹽酸酸定容至刻度獲得0ug/L、0.4ug/L、0.8ug/L、1.2ug/L、1.8ug/L、2.0ug/L汞標液。
(3)測定
開啟原子熒光光譜儀預熱30min,氬氣調整至800ml/min,載氣調整至300ml/min;所述元素含量的測定公式為:
式中:ρ-待測液體樣品中元素濃度(ug/L);
V-試劑定容的體積(ml);
m-稱取試樣的重量(g);
f-試樣中水分的含量(%);
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土壤中汞含量的檢測方法進一步研究
在本土壤中汞含量的檢測方法,質量控制保證作為技術研究核心:
1)空白試驗,每批樣品至少做1個實驗室空白,所測元素的空白值不得超過方法測定下限。若超出則須找原因,重新分析直至合格后才能分析樣品。
2)每批樣品分許均須繪制校準曲線,校準曲線的相關系數應大于或等于0.995。每分析50個樣品須用一個校準曲線的中間點濃度標準溶液進行校準核查。其測定結果與最近一次校準曲線濃度的相對偏差應小于或等于10%。否則重新繪制曲線。
3)準確度控制,對樣品進行全量測定時每批樣品需要帶有證標準物質,其測定結果應在給出不確定度范圍內,對樣品進行加標控制準確度,其加標回收率范圍應在80%~120%之間。
汞污染是一個全球性的污染問題,直接關系到人類的健康和發展,其中土壤汞的污染與人類的生產生活密不可分,更應受到人們的關注和重視。汞及其化合物進入土壤的途徑有很多種,要想控制污染問題,首先,應進一步定量分析土壤中汞的形態,研究治理區域土壤的理化性質,摸清土壤環境對土壤中汞形態轉化規律的影響,從而采取有效的方法來干預和控制土壤汞的遷移轉化的速率;其次,在采取防治措施的同時,還要兼顧經濟效益和環境效益兩個方面。最后,還可以采取控制源頭,加快研究新型清潔材料,積極探索新型的修復技術等措施。
本土壤中汞含量的檢測方法可大大提高分析準確度,同時采用精確度的技術手段,大大減少試劑消耗,減少試劑使用,減少分析測試人員的健康風險,此檢測方法成本低,能耗小,準確度高,效率高,前景廣闊。