论文部分内容阅读
摘要:由于汞的蓄积性以及原子荧光检测方法灵敏度高的特性,在原子荧光仪的使用过程中,汞的污染现象非常普遍,经常会产生管路的污染,如顺序注射系统,氢化物发生器,气液分离器,和炉芯的污染等。一旦造成了污染,就会严重地影响检测结果的准确性。文中结合海光AFS-9531原子荧光仪在污水监测中的工作实践,谈一谈在日常使用中如何判断、避免仪器的污染,以及受污染后的解决方法。
关键词:原子荧光仪;污水检测;汞污染;判断;避免;解决
一、原子荧光仪的工作原理及工作条件选择
1. Hg的检测原理
污水中的Hg多采用氢化物- 原子荧光光谱法作检测。样品由注射泵模块泵入经酸化的水样和还原剂,经混合反应块混合反应,反应混合物进入气液分离器,废液由泵管排出,氢化汞在氩氢火焰中形成基态原子,基态原子受空心阴极灯光源的激发,产生原子荧光,与溶液中的汞的含量呈正比的关系[1]。
2.如何选择适合的检测仪器条件
2.1 Hg的灯电流和负高压以及炉高的选择:
一般推荐灯电流20-40mA,负高压 230V--- 290V,但使用者对电流电压的设定原则应以空白的荧光强度值不超过800,同时,通过调整灯电流和负高压使曲线第一点的荧光强度在200左右为最佳。由于增加电流造成的噪音会比增加负高压的大,所以一般能采用增加负高压就解决问题的时候,尽量采用低电流,预热时间1小时,延迟时间和读数时间的选择一定要让峰形完整地出现,空白判别值:4--6。
炉高一般原子荧光检测推荐在8mm左右,做Hg时,应适当降低炉子,选择在10mm左右。
2.2 要严格控制实验室的湿度、温度,它们对氢化反应影响很大。温度过高、过低,都会使稳定性变差,湿度过大,会引起散射干扰造成荧光猝灭导致荧光信号降低。所以,仪器室内温度在15--25 ℃,湿度低于50%为宜。
二、仪器中汞的污染途径及危害
1. 文献[2]表明,汞具有蓄积性,原子荧光检测法具有灵敏度高的特点。在测定过程中,仪器不可避免地从进样针、泵管、混合反应块一直污染至炉芯,特别是未知的污水样品检测中,汞的含量可能会很高,仪器使用者没有对水样进行稀釋或者稀释的倍数不够,清洗不及时,反复几次就已经造成了污染,这一直是让原子荧光仪使用者最为头痛的问题。
2. 此外,文献[3]表明污染还会来源于试剂,包括纯水、酸、还原剂的选择、使用及保存,器皿不洁净、氩气不纯、空气污染等,新装修的实验室,对Hg 测定影响很大。
3.汞污染的危害
仪器一旦造成了污染,就会严重地影响了检测的准确性,使水样的测定值偏高。
而汞属于一类污染物,排放标准很严格,如广东省水污染物排放的地方标准
(DB44/26-2001)为0.005mg/L,国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)为0.001mg/L,由此可见,水样的测定值稍有偏差,都很容易造成样品超标,从而引起监测机构和企业之间的争端。因此,作为检测机构,必须及时发现污染以及预防和清洁原子荧光仪。
三、如何识别污染
汞污染大多时候并不能靠单纯做出一条标准曲线来判断,需要通过多种方式来确认。
1. 同步做质控样是控制检测质量的一种有效手段,但是如果工作曲线和质控样品的浓度值都较高,而检测样品的值也有正负浮动范围,那即使检测结果稍微偏高,也不一定能马上识别出来,所以最好尽量把有证标准物质稀释成较低的浓度用以检测判断。
2.同时,做一系列纯水加酸的样(空白),无污染时的空白值波动不大,检出限低,受污染时的空白值变动大,检出限也明显增大,所以建议使用原子荧光仪的检测人员根据使用频率定期做检出限的测定试验,作横向对比。
3. 另外,多次重测同一样品也是一种很好的测试手段,发生污染时,会出现荧光强度不稳定,相对误差非常大的情况,甚至基线会出现漂移。
4.加标回收是普遍采用的一种的方式,在没有合适的标准物质时,常用加入被测元素的纯溶液到样品中进行回收试验,但文献[4]表明该方法也有其局限性,只适用于系统误差随浓度而变化的状态。
四、如何预防污染及污染后的清洗和处理
1.尽量选择低浓度标准系列,浓度值不宜过高,一般在5mg/L以下,高浓度样品要进行稀释。
2.防止容器污染,在实验过程中的器具,要用20%的硝酸溶液浸泡,洗净,烘干。
3. 正确使用试剂
3.1 纯水:要采用新鲜的纯水,水放置越久,受污染程度越高。
3.2 酸:载流盐酸对汞的测定影响非常大,在选择盐酸的时候一定要采用优级纯,并注意看瓶身上标出物质的成分会不会对汞的测定造成干扰,如发现空白荧光值比以往高出许多时,可在纯水中加入不同浓度的酸做空白测试,如果随着酸浓度的增加荧光响应值升高较大,应首先考虑酸是否已被污染,并更换酸。
3.3 硼氢化钾必须在微碱性的条件下配置,把其溶于氢氧化钠(1%)溶液中,置放于清洁的瓶子,需现用现配。
4.每次实验后必须清洗管路,先用载流和还原剂清洗,将管路中残留的汞经氢化带走,再用纯水反复清洗管路内的酸、碱,最后进空气,排空管路,有条件可定期更换管路。必要时,可采用5%的高锰酸钾溶液来清洗管路,把载流和还原剂都换成高锰酸钾,运行仪器,在不同的酸碱度条件下,高锰酸钾对汞的吸收反应不同,即使在中性和碱性的环境下生成的MnO2对Hg也有吸附作用,但事后必须用纯水把管道清洗干净。
5 .定期把气液分离器和炉芯拆下来,用30%的硝酸溶液浸泡,纯水洗干净,晾干安装回原位即可。
五、小结
(1)采用原子荧光仪测定污水中的汞,仪器非常容易受污染,从而影响检测结果的准确性,使用者必须及时发现和处理污染。
(2)选择适当的检测条件,通过质控样,空白值,低浓度平行样,加标回收等方法来判断仪器是否污染。
(3)要通过控制浓度,器具的清洁度,试剂的选择和清洗管路气液分离器及炉芯来预防和消除汞的污染。
参考文献:
[1]刘明钟.原子荧光应用手册[Z].北京吉天仪器有限公司. 2007,04.
[2]杨晶晶,张毅,沈君璐.原子荧光法测汞含量过程中汞污染预防措施[J]. 上海计量测试,2013,4:39-41.
[3]纪久成,王德友.原子荧光法测汞空白影响因素及解决办法[J]. 东北水利水电,2013,8:59-60.
[4]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会. 水和废水监测分析方法(第四版)(增补版)[M]. 第四版. 北京:中国环境科学出版社,2002.
关键词:原子荧光仪;污水检测;汞污染;判断;避免;解决
一、原子荧光仪的工作原理及工作条件选择
1. Hg的检测原理
污水中的Hg多采用氢化物- 原子荧光光谱法作检测。样品由注射泵模块泵入经酸化的水样和还原剂,经混合反应块混合反应,反应混合物进入气液分离器,废液由泵管排出,氢化汞在氩氢火焰中形成基态原子,基态原子受空心阴极灯光源的激发,产生原子荧光,与溶液中的汞的含量呈正比的关系[1]。
2.如何选择适合的检测仪器条件
2.1 Hg的灯电流和负高压以及炉高的选择:
一般推荐灯电流20-40mA,负高压 230V--- 290V,但使用者对电流电压的设定原则应以空白的荧光强度值不超过800,同时,通过调整灯电流和负高压使曲线第一点的荧光强度在200左右为最佳。由于增加电流造成的噪音会比增加负高压的大,所以一般能采用增加负高压就解决问题的时候,尽量采用低电流,预热时间1小时,延迟时间和读数时间的选择一定要让峰形完整地出现,空白判别值:4--6。
炉高一般原子荧光检测推荐在8mm左右,做Hg时,应适当降低炉子,选择在10mm左右。
2.2 要严格控制实验室的湿度、温度,它们对氢化反应影响很大。温度过高、过低,都会使稳定性变差,湿度过大,会引起散射干扰造成荧光猝灭导致荧光信号降低。所以,仪器室内温度在15--25 ℃,湿度低于50%为宜。
二、仪器中汞的污染途径及危害
1. 文献[2]表明,汞具有蓄积性,原子荧光检测法具有灵敏度高的特点。在测定过程中,仪器不可避免地从进样针、泵管、混合反应块一直污染至炉芯,特别是未知的污水样品检测中,汞的含量可能会很高,仪器使用者没有对水样进行稀釋或者稀释的倍数不够,清洗不及时,反复几次就已经造成了污染,这一直是让原子荧光仪使用者最为头痛的问题。
2. 此外,文献[3]表明污染还会来源于试剂,包括纯水、酸、还原剂的选择、使用及保存,器皿不洁净、氩气不纯、空气污染等,新装修的实验室,对Hg 测定影响很大。
3.汞污染的危害
仪器一旦造成了污染,就会严重地影响了检测的准确性,使水样的测定值偏高。
而汞属于一类污染物,排放标准很严格,如广东省水污染物排放的地方标准
(DB44/26-2001)为0.005mg/L,国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)为0.001mg/L,由此可见,水样的测定值稍有偏差,都很容易造成样品超标,从而引起监测机构和企业之间的争端。因此,作为检测机构,必须及时发现污染以及预防和清洁原子荧光仪。
三、如何识别污染
汞污染大多时候并不能靠单纯做出一条标准曲线来判断,需要通过多种方式来确认。
1. 同步做质控样是控制检测质量的一种有效手段,但是如果工作曲线和质控样品的浓度值都较高,而检测样品的值也有正负浮动范围,那即使检测结果稍微偏高,也不一定能马上识别出来,所以最好尽量把有证标准物质稀释成较低的浓度用以检测判断。
2.同时,做一系列纯水加酸的样(空白),无污染时的空白值波动不大,检出限低,受污染时的空白值变动大,检出限也明显增大,所以建议使用原子荧光仪的检测人员根据使用频率定期做检出限的测定试验,作横向对比。
3. 另外,多次重测同一样品也是一种很好的测试手段,发生污染时,会出现荧光强度不稳定,相对误差非常大的情况,甚至基线会出现漂移。
4.加标回收是普遍采用的一种的方式,在没有合适的标准物质时,常用加入被测元素的纯溶液到样品中进行回收试验,但文献[4]表明该方法也有其局限性,只适用于系统误差随浓度而变化的状态。
四、如何预防污染及污染后的清洗和处理
1.尽量选择低浓度标准系列,浓度值不宜过高,一般在5mg/L以下,高浓度样品要进行稀释。
2.防止容器污染,在实验过程中的器具,要用20%的硝酸溶液浸泡,洗净,烘干。
3. 正确使用试剂
3.1 纯水:要采用新鲜的纯水,水放置越久,受污染程度越高。
3.2 酸:载流盐酸对汞的测定影响非常大,在选择盐酸的时候一定要采用优级纯,并注意看瓶身上标出物质的成分会不会对汞的测定造成干扰,如发现空白荧光值比以往高出许多时,可在纯水中加入不同浓度的酸做空白测试,如果随着酸浓度的增加荧光响应值升高较大,应首先考虑酸是否已被污染,并更换酸。
3.3 硼氢化钾必须在微碱性的条件下配置,把其溶于氢氧化钠(1%)溶液中,置放于清洁的瓶子,需现用现配。
4.每次实验后必须清洗管路,先用载流和还原剂清洗,将管路中残留的汞经氢化带走,再用纯水反复清洗管路内的酸、碱,最后进空气,排空管路,有条件可定期更换管路。必要时,可采用5%的高锰酸钾溶液来清洗管路,把载流和还原剂都换成高锰酸钾,运行仪器,在不同的酸碱度条件下,高锰酸钾对汞的吸收反应不同,即使在中性和碱性的环境下生成的MnO2对Hg也有吸附作用,但事后必须用纯水把管道清洗干净。
5 .定期把气液分离器和炉芯拆下来,用30%的硝酸溶液浸泡,纯水洗干净,晾干安装回原位即可。
五、小结
(1)采用原子荧光仪测定污水中的汞,仪器非常容易受污染,从而影响检测结果的准确性,使用者必须及时发现和处理污染。
(2)选择适当的检测条件,通过质控样,空白值,低浓度平行样,加标回收等方法来判断仪器是否污染。
(3)要通过控制浓度,器具的清洁度,试剂的选择和清洗管路气液分离器及炉芯来预防和消除汞的污染。
参考文献:
[1]刘明钟.原子荧光应用手册[Z].北京吉天仪器有限公司. 2007,04.
[2]杨晶晶,张毅,沈君璐.原子荧光法测汞含量过程中汞污染预防措施[J]. 上海计量测试,2013,4:39-41.
[3]纪久成,王德友.原子荧光法测汞空白影响因素及解决办法[J]. 东北水利水电,2013,8:59-60.
[4]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会. 水和废水监测分析方法(第四版)(增补版)[M]. 第四版. 北京:中国环境科学出版社,2002.