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采用催化热解-冷原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中的总汞研究(毕节生态环境监测中心，贵州 毕节 551700)摘要:工业的快速发展对土壤结构等造成了一定的不良影响，导致生态环境污染日渐严重，影响着经济社会的发展和进步。根据研究调查显示，汞会以各种形态存在于自然界内，而对生态环境造成的影响也存在一定的差异性。因此，在实际发展的过程中，需要测定土壤以及沉积物中汞含量，进而针对实际情况制定解决方法。可以采用催化热解-冷原子吸收分光光度法进行测量，而这主要是因为其操作较为简单，步骤较少，分析消耗时间较短，且测定数据准确性更高，因此被大范围推广和应用。关键词:催化热解-冷原子吸收分光光度法；土壤；沉积物；总汞测定中图分类号:O657.31 文献标志码:A 文章编号：1674-263X(2023)04-0026-04Abstract:The rapid development of industries has had adverse effects on soil structure,leading to increasingly serious ecological environmental pollution,which affects the development and progress of the economy and society.Studies have shown that mercury exists in various forms in the natural environment,and its impact on the ecological environment varies.Therefore,it is necessary to measure the mercury content in soil and sediment and develop solutions based on the actual situation.Catalytic pyrolysis-cold atomic absorption spectrophotometry can be used for measurement,mainly because of its simple operation,fewer steps,shorter analysis time,and higher accuracy of measurement data.Therefore,it has been widely promoted and applied.Key words:catalytic pyrolysis-cold atomic absorption spectrophotometry;soil;sediment;total mercury determinationStudy on the determination of total mercury in soil and sediment by catalytic pyrolysis-cold atomic absorption spectrophotometryLI Na(Bijie Ecological Environment Monitoring Center,Bejie 551700,China)工业的快速发展对生态环境造成了严重的不良影响，而汞含量可以以不同的形式存在于自然界中，且产生不同的毒性，汞化合物在很大程度上会对土壤中的微生物造成一定的影响，而且会改变土壤结构，降低土壤内部营养物的含量，影响农作物以及植物的生长发育。通常情况下，汞会在微生物的影响下会发生一定的转变，沉积物是其最终形态，可以作为环境污染程度的指示剂。针对此情况，可以积极应用催化热解-冷原子吸收分光光度法对汞含量进行测定。1催化热解-冷原子吸收分光光度法 原理概述汞元素不仅会对农业生产以及生态环境造成严重的不良影响，而且一旦进入人体内，不容易被排出，具有储存、积累以及遗传性特点，进而引发中枢神经系统方面的疾病。通常情况下，汞主要是由食物等进入人体内，而这主要是因为土壤内汞含量过高。汞会破坏土壤内酶活性，造成土壤理化性质降低，降低整体土壤肥力，影响农作物的正常生长和发育，最终导致影响农作物的产量以及质量。针对此情况，需要对土壤以及沉积物进行测定，比如采用原子荧收稿日期：2023-06-10 作者简介：李娜，工程师，研究方向为环境监测。李娜Vol.36 No.4Jul.,2023第 36 卷 第 4 期2023 年 7 月黑 龙 江 环 境 通 报HEI LONG JIANG ENVIRONMENTAL JOURNAL27第 4 期表 1 仪器参数光法以及冷原子吸收法测定汞含量，但是这 2 种方法在实际应用的过程中存在一定的弊端。针对此情况，研发一种催化热解-冷原子吸收分光光度法对土壤以及沉积物的汞含量进行测定。此种方法在实际操作的过程中，对整体流程进行了一定的优化和完善，简化流程，使得操作更加简单、方便，而且在实际分析的过程中，也不会消耗大量的时间资源，其准确性以及可靠性并未受到影响。应用此种方法进行测定的过程中，相对来说精密度也更强，因此具有一定的应用价值。催化热解-冷原子吸收分光光度法在实际应用的过程中，在低浓度范围（0.01400ng）以及高浓度范围（5004000ng）内具有良好的线性，当取样量为 0.1g 时检出限为0.2g/kg。在实际应用的过程中，首先需在催化热解炉内添加样品，将样品内各不同形式的汞化合物还原为单质汞，随后金汞齐会选择性吸附单质汞，之后混合器会在短时间内升温，针对金汞齐吸附的汞进行解吸处理，最终形成蒸汽形态的汞。蒸汽形态的汞会进入冷原子吸收光谱仪，在 253.7nm 的环境下测定其吸光率，研究人员针对各项数据进行探究和分析，可发现吸光率与汞含量之间存在函数关系，二者成正比关系1。2催化热解-冷原子吸收分光光度法 测定土壤以及沉积物内总汞实验2.1 实验仪器与试剂2.1.1实验仪器1）测汞仪：选择长沙开元仪器有限公司生产制造的型号为 5E-HG72321 的测汞仪。2）天平：选择太平华志电子科技有限公司生产制造的型号为 PTX-FA210S 万分之一天平，进而保证取样质量的精准性。3）超纯水机：选择默克密理博生产的型号为RS-0.2 的超纯水机。4）马弗炉：对选择长沙开元仪器有限公司生产的型号为 5E-MF6100 马弗炉。2.1.2实验试剂1）汞标准溶液：100mg/L，环境保护部标准样品研究所。2）汞标准液 10mg/L。3）优质级纯硝酸：国药集团化学试剂有限公司。4）超纯水：18.2M。5）石英砂：国药集团化学试剂有限公司。2.1.3仪器参数仪器参数具体如表 1 所示。2.2 实验过程2.2.1样品处理在实际进行实验的过程中，首先需要做的就是对样品进行处理。对于土壤样品的采集以及保存来说，相关人员在实际进行处理的过程中，需要严格按照土壤环境监测技术规范（HJ/T166-2004）的相关规定进行处理。在完成样品采集之后，需要对样品进行保存。随后相关工作人员需要在实验室内对玻璃瓶内的土壤以及沉积物样品进行处理，主要是对其进行风干、破碎、研磨以及过筛处理，在实际进行过筛的过程中，需要应用 0.15mm 孔径筛，最后将完成全部处理的样品进行保存2。2.2.2配制标准溶液在实际进行标准溶液配制的过程中，需要在汞标准溶液内逐级加入浓度为 1%的硝酸，起到稀释汞标准溶液的作用，将其稀释为浓度较低的标准溶液，分 别 为 0、50、100、200、300 及 400g/L，同时也需要配置一系列浓度较高的标准溶液，浓度分别为 0、0.5、1、2、3 及 4mg/L。应用不同浓度标准液进行实验，可以保证整体实验的全面性以及精准性，保证测定结果的可靠性，进而为后续的工作提供强有力的数据支持。李娜：采用催化热解-冷原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中的总汞研究参数数值干燥温度以及时间200（10s）分解温度以及时间700（140s）催化时间600汞齐化加热温度以及时间900（12s）载气流量100mL/min检测波长253.7nm28第 36 卷2.3 测定过程2.3.1标准曲线测定在实际进行实验的过程中，应用 5E-HG72321测汞仪进行测定，5E-HG72321 测汞仪的应用具有一定的优势和作用，其内部设定了 2 个具有独立性的吸收池，因此在实际测定的过程中，可以得到 2个单独的吸收峰，且吸收峰之间具有一定的差异性。可以针对不同浓度范围内的标准溶液进行测定，这主要是因为 2 个吸收峰的灵敏度不同，进而保证测定的完整性以及全面性。工作人员在实际开展工作的过程中，需要应用 5E-HG72321 测汞仪进行测定，工作人员需要应用微量移液器将标准溶液按照由低到高的顺序分别进行测定，标准溶液滴定量为100L。在实际测定的过程中，对于仪器设定的温度以及时间等提出了一定的要求，具体如表2所示。2.3.2样品测定在实际测定的过程中，工作人员需要根据实际情况对 5E-HG72321 测汞仪进行调整，保证其满足本次测定需求（具体如表 3 所示）。首先，需要进行空白试验，将其作为对比，得到吸光值，当其保持稳定，且低于 0.003 时，随后工作人员需要应用天平，取 0.1g 样品，并将其放置于镍舟之中，最后放入 5E-HG72321 测汞仪中进行测定。2.4 结果分析2.4.1绘制标准曲线实际针对总汞含量进行测定的过程中，会产生一定的数据参数，工作人员需要对数据参数进行整理和统计，并以全面的数据参数为基础绘制标准曲线。在实际进行标准曲线绘制的过程中，可以 X 轴设定为汞含量，Y 轴设定为响应峰高，对低浓度以及高浓度标准溶液测定结果进行整理，绘制标准曲线。对于低浓度标注溶液曲线来说，y=0.01411x+0.003817，其相关系数为 0.999；对于高浓度标注溶液曲线来说，y=0.0008806x+0.005985，其相关系数为 0.998。根据土壤和沉积物总汞的测定 催化热解-冷原子吸收分光光度法（HJ923-2017），相关系数符合整体质量控制的要求。2.4.2方法检出限在实际测定的过程中，需要进行空白试验，对于空白试验来说，可以将浓度 1%的硝酸作为空白试验的样品，并重复进行 8 次测定，其响应峰高之间存在一定的差异性，汞含量分别为 5.1、5.0、4.9、5.0、5.0、4.9、4.9 以及 5.0ng。随后需要对其进行计算，计算公式为 MDL=t（m-1,0.99）*S。在实际进行计算的过程中，可以将 0.1g 样品作为测定浓度结果展开计算，按照上述方法进行计算得出方法检出限 MDL 为 0.222244g/kg。2.4.3选择样品取样量在实际开展试验的过程中，对于样品取样量的选择来说，相关工作人员首先将其取样量控制在0.10.5g 的范围内，随后按照顺序和规定开展试验。相关工作人员针对试验结果进行整理和总结，并黑 龙 江 环 境 通 报表 2 标准溶液测定参数要求表 3 土壤以及沉积物样品测定参数要求进样量/L最高开始温度/干燥灰化时间/min干燥灰化温度/吹扫时间/s100200320060010020026506001002001650600进样量/g最高开始温度/干燥灰化时间/min干燥灰化温度/吹扫时间/s0.12001200600.12002650600.120016506029第 4 期进行分析探究，发现当样品取样量为 0.1g（精确到0.0001g）时为最佳。如果样品取样量过多，会导致样品内汞无法进行彻底稀释，最终造成汞含量测定数值不准确，其数值与实际数值相比比较低，同时由于取样量过多，也会对催化管以及齐化管造成不良影响，导致其出现损坏等情况，降低整体应用年限；而如果取样量过少，会导致称量样品误差提升，降低整体测定结果的精准性以及可靠性。2.4.4正确度以及精密性实验在实际实验的过程中，采用高（GSS-29）、中（GSS-7）、低（GSS-18）3 个不同浓度的土壤有证标准物质进行 6 次重复测定试验，并对测定结果进行统计和分析研究，发现其均在标准值的不确定度的范围之内。数值在允许误差范围之内，满足测定要求，由此可见此种方法进行测定准确性更高。2.4.5对比实验当前在实际针对土壤以及沉淀物内总汞含量进行测定的过程中，通常会应用 土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定 原子荧光法 第 1 部分：土壤中总汞的测定（GB/T 22105.1-2008）进行测定，进而得到土壤标准物质和实际土壤样品内汞的含量，将其此种方法与催化热解-冷原子吸收分光光度法的测定结果进行对比，具体如表 4 所示。从表 4 的数据中可以看出，二者之间虽然存在一定的误差，但是误差李娜：采用催化热解-冷原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中的总汞研究表 4 不同测定方法测定结果对比较小，没有明显性差异。2.4.6质量保证以及质量控制1）实验室空白：在实际测定的过程中，需要保证每一批样品中至少存在一个实验室空白，并贯穿于实验的全过程中，且只有保证空白值的量小于检出限时的数值，才能被认为测定实验结果有效。2）开机校准：在实际绘制标准曲线的过程中，需要保证绘制过程中的规定要求，保证函数检测范围的全面性以及完整性，进而保证标准曲线的精准性以及可靠性。对于测量值来说，允许误差上下不超过 10%，这样才能保证标准曲线的可应用性。3）标准曲线：在实际绘制标准曲线的过程中，当仪器刚投入使用或者是更换零部件时，需要重新绘制标准曲线，进而保证标准曲线绘制的精准性以及科学性。4）样品舟：在实际进行样品测定之前，工作人员需要对样品舟进行空白检验，这样做的主要目的是保证样品舟汞的本底数值低于检出限的数值，如果本底数值大于检出限的数值，就需要对样品舟进行处理，保证符合标准后，再重新进行本底测量3。样品标准值/（gkg-1）GSS-7/（gkg-1）GSS-29/（gkg-1）催化热解-冷原子吸收分光光度法 GSS-7:616GSS-29:1502065.5144原子荧光法61140相对偏差/%/3.51.43结语综上所述，汞以不同的形式存在于自然界之中，其对生态环境造成了一定的影响，针对此情况，需要对汞含量进行测定，进而制定相应的解决措施。在实际针对土壤以及沉积物内汞含量进行测定的过程中，可以应用催化热解-冷原子吸收分光光度法。本方法在实际应用的过程中，操作更加简单，且在实验之前不需要对样品进行预处理，直接进行测定即可，优化了整体测定流程，节约时间，其准确度相对来说比较高，因此值得被推广应用。参考文献：1李凡露,饶丽丽,胡玉婷.催化热解-冷原子吸收分光光度法测定污泥中的汞含量 J.江西化工,2022,38(6):50-54.2邢培哲,李雪,章剑扬,等.电热蒸发-催化热解-原子吸收法直接测定茶叶中镉 J.中国食物与营养,2021,27(1):24-29.3黄旭敏.直接测汞仪测定土壤和沉积物中总汞的方法验证分析 J.江西化工,2022,38(1):56-60.