水中汞等重金屬含量的檢測(cè)

1、水中汞等重金屬含量檢測(cè)的新方法東北師范大學(xué)，化學(xué)學(xué)院，胡志強(qiáng)，【摘要】近年來(lái)，由于重金屬而受到污染的地區(qū)日益增多，受污染的程度日趨加重。因此，重金屬開始成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)于水中的重金屬而言，由于不易被微生物分解，穩(wěn)定性較強(qiáng)，會(huì)在水體中聚集，造成環(huán)境污染。與此同時(shí)，它也會(huì)因?yàn)樗飳?duì)重金屬的吸收，而在水生物體內(nèi)聚集，造成水生物重金屬中毒。因此，在不明情況下，人們食用受污染的水生物，會(huì)引起嚴(yán)重的疾病?！娟P(guān)鍵詞】：重金屬、微觀氧化還原法、新方法【正文】汞(Hg)為一種銀白色液體金屬，原子量200.59；相對(duì)密度13.546(20)；沸點(diǎn)357；熔點(diǎn)38.87，是常溫下唯一的液態(tài)金屬。蒸氣壓在0為

2、0.0407Pa；20為0.1600Pa；30為0.3866Pa。金屬汞不溶于水及有機(jī)溶劑，易溶于稀硝酸中，可溶于類似脂類的物質(zhì)。汞具有易蒸發(fā)的特性，尤其當(dāng)其灑落在地面，形成無(wú)數(shù)小汞珠，蒸發(fā)面積增大，蒸發(fā)速度更快，造成空氣污染。汞在空氣中以蒸氣態(tài)存在。這些重金屬主要來(lái)源：汞的污染多見于汞礦開采和冶煉，儀表制造(如溫度計(jì)，壓力計(jì)等)，電氣器材制造與修理(如電流開關(guān)、整流器、熒光燈等)，冶金工業(yè)、氯堿工業(yè)、有機(jī)合成、防腐涂料、電池、塑料、染料等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可能有含汞粉塵或氣溶膠。汞為一種普遍存在的有毒物質(zhì)。人在空氣中汞濃度為130mg/m3時(shí)，數(shù)小時(shí)即可引起急性中毒，有頭痛、頭昏、乏力、失眠、多

3、夢(mèng)、發(fā)熱等神經(jīng)系統(tǒng)及全身癥狀。慢性中毒一般表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱癥候群以及多夢(mèng)、記憶力減退、情緒不穩(wěn)、失眠等。在自然界，汞經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化可變?yōu)橛袡C(jī)汞，再經(jīng)過(guò)食物鏈進(jìn)入人體造成中毒。日本的“水俁病”就是由工業(yè)廢水中汞的污染造成的一種“公害病”。既然汞汞是一種重金屬，而且其破壞性如此之強(qiáng)，那么研究汞在空氣中或是水中的含量，顯得迫在眉睫。能不能找到一種及時(shí)有效的測(cè)定方法，快速簡(jiǎn)便的檢測(cè)出汞的含量，提供給人們生活生產(chǎn)等大量有用信息，是我們每一個(gè)化學(xué)工作者的共同目標(biāo)。在這里，我們著重介紹水中的汞含量的檢測(cè)新方法。核心原理汞蒸氣對(duì)波長(zhǎng)253.7nm的共振線具有強(qiáng)烈的吸收作用。樣品經(jīng)過(guò)酸消解或催化酸消解使汞轉(zhuǎn)為離子狀態(tài)，

4、在強(qiáng)酸性介質(zhì)中以氯化亞錫還原成元素汞，以氮?dú)饣蚋稍锟諝庾鳛檩d體，將元素汞吹入汞測(cè)定儀，進(jìn)行冷原子吸收測(cè)定，在一定濃度范圍其吸收值與汞含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量?！拘路椒ā?、試劑：分析過(guò)程中全部用水均使用去離子水(電阻率在8105以上)，所使用的化學(xué)試劑均為分析純或優(yōu)級(jí)純：硝酸、鹽酸、過(guò)氧化氫(30%)、硝酸(0.599.5)：取0.5mL硝酸，慢慢加入50mL水中，然后加水稀釋至100mL；高錳酸鉀溶液(50g/L)：稱取5.0g高錳酸鉀，置于100mL棕色瓶中，以水溶解稀釋至100mL；硝酸重鉻酸鉀溶液(50.0594.5)：稱取0.05g重鉻酸鉀，溶于水中，加入5mL硝酸，用水稀釋至

5、100mL；氯化亞錫溶液(100g/L)：稱取10g氯化亞錫，溶于20mL鹽酸中，以水稀釋至100mL，臨用時(shí)現(xiàn)配；無(wú)水氯化鈣；汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取0.1354g經(jīng)干燥器干燥過(guò)的二氧化汞，溶于硝酸重鉻酸鉀溶液中，移入100mL容量瓶中，以硝酸重鉻酸鉀溶液稀釋至刻度。混勻。此溶液每毫升含1.0mg汞；汞標(biāo)準(zhǔn)使用液：由1.0mg/mL汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液經(jīng)硝酸重鉻酸鉀溶液稀釋成2.0，4.0，6.0，8.0，10.0ng/mL的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液。臨用時(shí)現(xiàn)配。2、儀器：所用玻璃儀器均需以硝酸(15)浸泡過(guò)夜，用水反復(fù)沖洗，最后用去離子水沖冼干凈：雙光束測(cè)汞儀(附氣體循環(huán)泵、氣體干燥裝置、汞蒸氣發(fā)生裝置及汞蒸氣

6、吸收瓶)；恒溫干燥箱；壓力消解器、壓力消解罐或壓力溶彈。3、分析步驟 3.1樣品預(yù)處理在采樣和制備過(guò)程中，應(yīng)注意不使樣品污染。儲(chǔ)于塑料瓶中，保存?zhèn)溆谩?3.2樣品消解(可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件選用以下任何一種方法消解) 3.2.1 壓力消解罐消解法：稱取1.003.00g樣品(干樣、含脂肪高的樣品少于1.00g，鮮樣少于3.00g或按壓力消解罐使用說(shuō)明書稱取樣品)于聚四氟乙烯內(nèi)罐，加硝酸24mL浸泡過(guò)夜。再加過(guò)氧化氫(30%)23mL(總量不能超過(guò)罐容積的1/3)。蓋好內(nèi)蓋，旋緊不銹鋼外套，放入恒溫干燥箱，120140保持34h，在箱內(nèi)自然冷卻至室溫，用滴管將消化液洗入或過(guò)濾入(視消化后樣品的鹽分而定

7、)10.0mL容量瓶中，用水少量多次洗滌罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用；同時(shí)作試劑空白。 3.3測(cè)定 3.3.1 儀器條件：打開測(cè)汞儀，預(yù)熱12h，并將儀器性能調(diào)至最佳狀態(tài)。 3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：吸取上面配制的汞標(biāo)準(zhǔn)使用液2.0，4.0，6.0，8.0，10.0ng/mL各5.0mL(相當(dāng)于10.0，20.0，30.0，40.0，50.0ng汞)，置于測(cè)汞儀的汞蒸氣發(fā)生器的還原瓶中，分別加入1.0mL還原劑氯化亞錫(100g/L)，迅速蓋緊瓶塞，隨后有氣泡產(chǎn)生，從儀器讀數(shù)顯示的最高點(diǎn)測(cè)得其吸收值，然后，打開吸收瓶上的三通閥將產(chǎn)生的汞蒸氣吸收于高錳酸鉀溶液(50g/L)中，待

8、測(cè)汞儀上的讀數(shù)達(dá)到零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行下一次測(cè)定。并求得吸光值與汞質(zhì)量關(guān)系的一元線性回歸方程。3.3.3樣品測(cè)定：分別吸取樣液和試劑空白液各5.0mL，置于測(cè)汞儀的汞蒸氣發(fā)生器的還原瓶中，以下按5.3.2自“分別加入1.0mL還原劑氯化亞錫”起進(jìn)行。將所測(cè)得其吸收值，代入標(biāo)準(zhǔn)系列的一元線性回歸方程中求得樣液中汞含量。 4. 計(jì)算X1=(m1-m2)(V1-V2)*1000/(m3*1000) 式中：X1樣品中汞含量，g/kg(g/L)；m1測(cè)定樣品消化液中汞質(zhì)量，ng；m2試劑空白液中汞質(zhì)量，ng；V1樣品消化液總體積，mL；V2測(cè)定用樣品消化液體積，mL；m3樣品質(zhì)量或體積，g或mL。結(jié)果的表述：報(bào)告

9、算術(shù)平均值的二位有效數(shù)字。 5.允許差：相對(duì)相差20%?！疽饬x】利用該方法檢測(cè)水中的汞含量，可以快速檢測(cè)水中汞的含量，快捷方便?？梢约皶r(shí)為企業(yè)提供控制水質(zhì)量的數(shù)據(jù)指標(biāo)，保障人們的飲水安全。避免人體因不明水質(zhì)而長(zhǎng)期攝入過(guò)量的重金屬飲用水，引發(fā)各種病癥，甚至導(dǎo)致死亡。所以無(wú)論從環(huán)保還是從人們的身體健康的角度出發(fā)，高效而精確的檢測(cè)方法顯得十分必要?！厩熬啊坑捎谥亟饘俚臋z測(cè)需要一系列的前處理過(guò)程，這就導(dǎo)致了汞檢測(cè)效率的降低。因此，今后的汞檢測(cè)一種趨勢(shì)將是汞的前處理技術(shù)。同時(shí)，有時(shí)由于特殊行業(yè)的需要，對(duì)汞的精確度進(jìn)行進(jìn)一步的要求，因此，高準(zhǔn)確度和精確度的測(cè)量方法也是汞測(cè)量的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。出這兩個(gè)兩個(gè)方向

10、外，還有一個(gè)尤具吸引力的技術(shù)，那就是將檢測(cè)方法與生物方法相結(jié)合。如將細(xì)菌、將生物膜引入檢測(cè)的范疇，將是物質(zhì)檢測(cè)的一大亮點(diǎn)?！窘Y(jié)束語(yǔ)】化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)，是繼化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)研究、化學(xué)物質(zhì)合成之后的又一門高深的化學(xué)分支學(xué)科，在這門分支學(xué)科中，涌現(xiàn)出了許許多多優(yōu)秀的科學(xué)家和方法。在現(xiàn)在這個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)代，學(xué)習(xí)和發(fā)展先進(jìn)的檢測(cè)物質(zhì)的方法是我們化學(xué)工作者的光榮而艱巨的責(zé)任和使命，我們應(yīng)再接再厲，勤奮創(chuàng)新，在方法上精益求精，為化學(xué)科學(xué)的發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1、土壤重金屬污染與控制 范拴喜編著 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社2、重金屬冶金學(xué) 翟秀靜主編 冶金工業(yè)出版社3、重金屬污染對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的危害與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 滕葳 等編 化學(xué)工