土壤中汞含量的检测方法研究

　　1 概述

　　随着工业的飞速发展，汞的用途越来越广泛，从而使得大量的汞进入环境。汞对消化道有腐蚀作用，对肾脏，毛细血管均有损害作用。急性中毒多半由误服升汞引起，有消化道腐蚀所致的症状，吸收后产生肾脏损害而致尿闭和毛细血管损害而引起血浆损失，甚至发生休克，能和病原微生物呼吸酶中的硫氢基结合而抑制其生活力，最后使其窒息而致死。汞可以通过不同途径进入土壤环境，并经过复杂的物理、化学反应，大部分以各种形态滞留在土壤中，残留在土壤的汞又随着雨水迁移，造成地表水和地下水的污染。同时，汞还能通过作物可食部分积累进入食物链，汞通过土壤-植物-牲畜-人，最终对人体健康构成危害。

　　人类的生产活动对金属汞分布有着显著影响。工业电子制造或工业电器产品中汞获得广泛应用。像如今气态汞仍用于制造日光灯，产品的破损与淘汰，给环境与人类健康构成严重威胁，故其防治已成为越来越严峻的问题；为了防止环境污染造，所以采用一定技术手段，土壤中汞含量的检测方法研究显得十分重要。

　　2 土壤中汞含量的常见检测方法概述

　　土壤中汞含量的常见检测方法较多，常用的有冷原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法，电感耦合等离子体发射光谱法等。相关国家标准有G B/T 22105.2-2008、NY/T1121.10-2006、HJ680-2013，当前分析技术难点在于分析过程污染；传统的清洗方法有硝酸浸泡法、重铬酸钾清洗法，高锰酸钾法该方法氧化性高，且效果不明显，且某些试剂对人体可能致癌风险。

　　3 土壤中汞含量的检测方法研究

　　本土壤中汞含量的检测方法采用的试剂均为分析纯或分析纯以上，水均为蒸馏水或去离子水；采用的玻璃器皿均用体积分数50％HNO3浸泡24小时以上再用蒸馏水冲洗干净并烘干，以下实施例中如无特殊说明，试剂和仪器均采用市售品种并按照说明书操作，土壤中汞含量的常见检测方法包括以下步骤：

　　a）采用10％～50％氯化亚锡或盐酸羟胺清洗比色管，直接还原离子态汞金属；

　　b）去离子水清洗比色管中过剩氯化亚锡或盐酸羟胺；

　　c）浓度为20～50％的浓硝酸完全氧化残留汞；

　　d）去离子水洗净比色管；

　　e）在比色管中加入称取0.2500g自然阴干样品并加入王水；

　　f）高温100±5℃水浴N小时冷却定容，其中N≥2；

　　g）采用原子荧光光谱仪测定。

　　其中王水包括盐酸和硝酸的混合物，盐酸和硝酸配比为3：1。

　　土壤中汞含量的常见检测方法的具体操作细节如下：

　　1、土壤的制备

　　1.1材料

　　蒸馏水或去离子水，浓硝酸ρ（HNO3）＝1.42g/ml；优级纯、氢氟酸ρ（HF）＝1.49g/ml；100目尼龙筛、玛瑙研体、玻璃容量瓶或相关容器；

　　1.2土壤制备

　　采集样品依据国家采样规范进行采样，进入实验室后自然阴干。样品经过四分法，最后采集约500g样品进行玛瑙研体研磨，过100目尼龙筛得到待测土壤样品；称取10～50g样品于105℃左右烘箱进行烘干计算含水率，两次冷却后重量不得超过1％。

　　2、比色管的处理。

　　a）采用10％～50％氯化亚锡或盐酸羟胺10ml清洗比色管3次；

　　b）去离子水清洗比色管3次清洗过剩氯化亚锡或盐酸羟胺；

　　c）置于通风橱加入2ml浓硝酸完全氧化比色管中残留汞；

　　d）去离子水洗净比色管三次。

　　3、样本的消解

　　取0.1～0.5g（精确到0.0001g）于比色管中，加入新配置王水（1：3HNO3/Hcl）水浴消解2小时，之后冷却定容待测。

　　4、仪器与耗材

　　4.1仪器和材料

　　海光AF-9700型注射泵式原子荧光光谱仪；干净的50ml玻璃容量瓶9个，1000mg/L汞标液。

　　4.2实验步骤

　　4.2.1曲线的绘制

　　母液绘制：移取汞标液（1000mg/L）2ml至50ml玻璃容量瓶中，获得20mg/L汞；从20mg/L汞吸取2.5ml定容至50ml获得1mg/L汞，从1mg/L汞移取1ml定容至50ml得多汞母液20ug/L。

　　标准点绘制，从母液中移取0ml、1ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml、2.5ml至50ml玻璃容量瓶中，用移液枪移取2ml GR级别盐酸酸定容至刻度获得0ug/L、0.4ug/L、0.8ug/L、1.2ug/L、1.8ug/L、2.0ug/L汞标液。

　　4.3测定

　　开启原子荧光光谱仪预热30min，氩气调整至800ml/min，载气调整至300ml/min；所述元素含量的测定公式为：

　　式中：ρ-待测液体样品中元素浓度（ug/L）；

　　V-试剂定容的体积（ml）；

　　m-称取试样的重量（g）；

　　f-试样中水分的含量（％）；

　　5 土壤中汞含量的检测方法进一步研究

　　在本土壤中汞含量的检测方法，质量控制保证作为技术研究核心：

　　1）空白试验，每批样品至少做1个实验室空白，所测元素的空白值不得超过方法测定下限。若超出则须找原因，重新分析直至合格后才能分析样品。

　　2）每批样品分许均须绘制校准曲线，校准曲线的相关系数应大于或等于0.995。每分析50个样品须用一个校准曲线的中间点浓度标准溶液进行校准核查。其测定结果与最近一次校准曲线浓度的相对偏差应小于或等于10％。否则重新绘制曲线。

　　3）准确度控制，对样品进行全量测定时每批样品需要带有证标准物质，其测定结果应在给出不确定度范围内，对样品进行加标控制准确度，其加标回收率范围应在80％～120％之间。

　　5 结论

　　汞污染是一个全球性的污染问题，直接关系到人类的健康和发展，其中土壤汞的污染与人类的生产生活密不可分，更应受到人们的关注和重视。汞及其化合物进入土壤的途径有很多种，要想控制污染问题，首先，应进一步定量分析土壤中汞的形态，研究治理区域土壤的理化性质，摸清土壤环境对土壤中汞形态转化规律的影响，从而采取有效的方法来干预和控制土壤汞的迁移转化的速率；其次，在采取防治措施的同时，还要兼顾经济效益和环境效益两个方面。最后，还可以采取控制源头，加快研究新型清洁材料，积极探索新型的修复技术等措施。

　　本土壤中汞含量的检测方法可大大提高分析准确度，同时采用精确度的技术手段，大大减少试剂消耗，减少试剂使用，减少分析测试人员的健康风险，此检测方法成本低，能耗小，准确度高，效率高，前景广阔。