利用分光光度計(jì)分析礦物中汞元素

利用分光光度計(jì)分析礦物中汞元素摘要:本文通過酸解硝化反應(yīng)，通過鋅試劑與Hg2+螯合物通過分光光度計(jì)來測定礦物中的Hg2+,證明了這種方法是切實(shí)可行的。其最佳反應(yīng)時(shí)間為40min;最佳pH值為6.7;最佳反應(yīng)溫度為30C。關(guān)鍵詞:礦物汞鋅試劑分光光度計(jì)Abstract:Throughtheacidsolutionofthenitrationreaction,thezincreagentandofHg2+chelatesusingaspectrophotometertodeterminethemineraltoHg2+,provedthatthismethodisfeasible.Thebestreactiontimeof40min;optimumpHvalueof6.7;thereactiontemperatureis30C.Keywords:zincreagent;Mineralmercury;Spectrophotometer礦物中所含的汞元素會(huì)隨著礦物的煅燒、提煉而變成氣態(tài)揮發(fā)到空氣中,對(duì)于汞礦開采，汞合金冶煉，金和銀提取，汞整流器,以及真空泵、照明燈、儀表、溫度計(jì)、補(bǔ)牙汞合金、雷汞、顏料、制藥、核反應(yīng)堆冷卻劑和防原子輻射材料等的生產(chǎn)工人來說，礦物中所含的汞的危害是巨大的。同時(shí)礦物中氣化揮發(fā)出來的汞元素會(huì)隨著大氣漂浮，以塵埃形式沉降于土壤、水體中，進(jìn)一步污染環(huán)境，危害人類健康。因此,測定礦物元素中的汞含量是十分必要的。1汞元素在礦物環(huán)境中危害汞是煤中的有害元素之一，在燃煤過程中很難控制，燃煤排放的汞被認(rèn)為是大氣汞污染的主要來源［1］是電池、采礦等行業(yè)常用的重金屬之一，汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚或消化道等不同途徑侵入人體。汞的毒性是積累的，需要很長時(shí)間才能表現(xiàn)出來。食物鏈對(duì)于汞有極強(qiáng)的富集能力，淡水魚和浮游植物對(duì)汞的富集倍數(shù)為1000,淡水無脊椎動(dòng)物為100000海洋動(dòng)物為200000。汞中毒(mercurypoisoning)以慢性為多見，主要發(fā)生在生產(chǎn)活動(dòng)中，長期吸入汞蒸氣和汞化合物粉塵所致。以精神-神經(jīng)異常、齒齦炎、震顫為主要癥狀。大劑量汞蒸氣吸入或汞化合物攝入即發(fā)生急性汞中毒。對(duì)汞過敏者，即使局部涂沫汞油基質(zhì)制劑，亦可發(fā)生中毒。急性汞中毒主要表現(xiàn)為全身癥狀為頭痛、頭暈、乏力、低度發(fā)熱、睡眠障礙、情緒激動(dòng)、易興奮、胸痛、胸悶、氣促、劇烈咳嗽、咳痰、呼吸困難、口腔炎、齦緣可見汞線”口腔粘膜腫脹、糜爛、潰瘍、牙齒松動(dòng)、脫落、惡心、嘔吐、食欲不振、腹痛、腹瀉或大便帶血、腎臟損傷、皮炎、尿汞明顯增高。慢性汞中毒可有頭昏、頭痛、失眠、多夢、記憶力明顯減退、全身乏力、局促不安、憂郁、害羞、膽怯、易激動(dòng)、厭煩、急躁、恐懼、喪失自信心、注意力不集中、思維紊亂、幻覺、幻視、幻聽，哭笑無常、心悸、多汗、血壓不穩(wěn)、臉紅、皮膚劃紋征陽性、性欲減退、陽痿、月經(jīng)失調(diào)、口腔內(nèi)金屬味、齒齦深藍(lán)色的汞線、流涎、口渴、齒齦充血腫脹或溢膿潰瘍和疼痛、牙齒松動(dòng)易脫落、惡心、食欲不振、曖氣、腹瀉或便秘、震顫、腎臟損害，少數(shù)病人眼晶狀體出現(xiàn)汞性”晶體炎,亦可有末梢神經(jīng)炎表現(xiàn)。2已有汞元素分光光度分析方式土壤中總汞測定通常使用冷原子吸收分光光度法，但此方法試液制作耗時(shí)長，強(qiáng)氧化性酸用量大，儀器操作復(fù)雜，靈敏度、穩(wěn)定性不高［2］。同時(shí)冷原子分光光度計(jì)的價(jià)格較高，操作復(fù)雜，也不適合工業(yè)化的礦物材料的汞元素的測定。而普通分光光度計(jì)的價(jià)格低廉，操作較為簡易,且在汞元素的測定中有著多為成熟的應(yīng)用，因此我們希望能夠改進(jìn)測定方案，將普通分光光度計(jì)的測定汞元素的方法應(yīng)用到礦物元素中來?，F(xiàn)如今的主要分光光度法測定汞元素的主要使用的為雙硫蹤比色法,雖有比較高的準(zhǔn)確度，但要使用氯仿或四氯化碳等有毒溶劑，雙硫賒本身穩(wěn)定性差而且萃取比色手續(xù)繁［3］。因此我們進(jìn)一步改進(jìn)了分光光度法測定汞的方案，使得測定程序大大改善。3礦物中汞元素分光光度分析方式鋅試劑是測定Zn2+、Cu2+等金屬離子的靈敏顯色劑，近期已運(yùn)用于研究測定生物蛋白質(zhì)并產(chǎn)生了良好的效果［4］。我們應(yīng)用鋅試劑顯示測定汞的含量［5］。3.1儀器材料721型光柵分光光度計(jì)。鋅試劑(ZCN,分子式C20H15N4O6SNa,分子量462.41的標(biāo)準(zhǔn)溶液。HgCI2標(biāo)準(zhǔn)溶液。⑷混合掩蔽劑:0.5?1mol/L的NaF、5%磺基水楊酸鈉、2%乙二胺各取50mL充分混合,備用。3.2實(shí)驗(yàn)步驟稱取風(fēng)干、研磨后的巖石土樣0.2g,加入5ml濃硝酸消解30min,過濾后取上清液。用混合掩蔽劑掩蔽掉其他重金屬離子。在5ml上清液中加入0.5ml的2X10-4mol/L的鋅試劑，定溶到10ml。用汞標(biāo)準(zhǔn)液配置標(biāo)準(zhǔn)曲線,500nm處測定分光光度值。3.3結(jié)果討論pH值對(duì)吸收光譜的影響。在圖1中,1是ZCN的分光光度吸收?qǐng)D譜,2是ZCN-Hg2+的分光光度吸收?qǐng)D譜。我們可以看到,ZCN的最大吸收峰實(shí)在490nm處，而ZCN-Hg2+的最大吸收峰實(shí)在550nm處。且溶液顏色由紅紫色變?yōu)樗{(lán)色說明Hg2+與ZCN生成了螯合物。之后，我們固定ZCN的量，變化pH值,范圍為：1.70、4.00、5.86、6.40、6.50、6.60、6.70、6.80、6.90,7.00其分光光度值為：0.019、0.200、0.488、0.511、0.520、0.537、0.539、0.52&0.517、0.482,可見其最適pH值為6.7。溫度對(duì)吸收光譜的影響。從圖2我們可以看出，隨著溫度的增加吸收光譜的值是先變大再變小的，在30C時(shí)達(dá)到最大值，因此我們推斷30C是其最適反應(yīng)溫度。反應(yīng)時(shí)間對(duì)吸收光譜的影響。從圖3我們可以看出，隨著時(shí)間的增加，反應(yīng)體系的吸收光譜是逐漸增大的，并在40min后達(dá)到了平衡，所以我們認(rèn)為最佳反應(yīng)時(shí)間為40min。4結(jié)論因此，用鋅試劑與Hg2+螯合物通過分光光度計(jì)來測定土壤中的Hg2+是切實(shí)可行的，其最佳反應(yīng)時(shí)間為40min;最佳pH值為6.7;最佳反應(yīng)溫度為30C。參考文獻(xiàn)[1]孫瑛,程學(xué)豐.煤中汞及其對(duì)環(huán)境的危害[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,27:44?46.劉超,童朝明.微波消解氫化物發(fā)生原子熒光法測定土壤中的汞.2005,6:18?20.徐梅麗，項(xiàng)小女,章佩珠，等.用羅丹明6G分光光度測定