测土壤汞的数值直接测汞仪使用结果

当今社会越来越重视大气中的汞污染问题。许多工厂排放大量的汞到工厂所在地。这些汞必须被测定，土地必须得到补救。 可以用直接测汞仪精确而快速地完成对土壤中的汞含量的测定。该仪器不需对样品进行湿化学处理或前处理。当若干重的部分样品放入仪器中，不到当今社会越来越重视大气中的汞污染问题。许多工厂排放大量的汞到工厂所在地。这些汞必须被测定，土地必须得到补救。

可以用直接测汞仪精确而快速地完成对土壤中的汞含量的测定。该仪器不需对样品进行湿化学处理或前处理。当若干重的部分样品放入仪器中，不到5分钟就可以完成分析。直接测定汞含量，采用一体化的热分解、接触反应转换、融合、和原子吸收光谱测量的分析顺序，EPA 7473方法描述了该过程，这种方法适合于实验室和野外测量分析。

介绍
汞污染是一种严重危害人类健康的世界重大问题。汞是易挥发元素，能够流动到距离汞源数公里以外的地方。当汞冲入湖泊和河流中时，它转化成了甲基汞――汞zui具毒害的形式。

许许多多公司通过副产品泄漏大量的汞进入工厂所在地。同时，汞能够从破裂的温度计和监控过程的记步器中流入土壤中。它可以粘在员工的鞋底而传播到很大的一个范围。污染的土壤是被挖出和清理，还是被当作危险废品处理掉，要视污染的程度而论。

EPA 7473方法发展应用于快速测定固体和液体样品的汞含量，它使用热分解、接触反应转换、融合和原子吸收光谱测量的一体化的测试顺序。这种方法适合实验室和野外测量分析，它为费力的经典湿化学分析方法和冷原子吸收方法提供了一种替换方法。一套配合这中一体化技术使用的仪器形成了一个简洁的包裹。

汞的直接测定有许多好处。不用湿化学处理可以减少消耗、系统误差和在样品处理过程中的由于汞的挥发而造成的设备损坏。直接测定方法在样品放入设备大约5分钟后就会给出结果。样品中的汞含量在0.5 ng到600 ng的这么宽泛的范围都能很容易地被测定。

DMA-80直接测汞仪

在野外配备这个设备可以减少由于不当的样品的存储而造成的系统误差。在野外直接对汞进行分析，尽快的补救和清理措施，可以使样品数据更加精确。通过为原位管理提供即时信息，原位分析会极大影响补救措施的动力学和经济学。

EPA 7473方法着重于测定在土壤、沉淀物、底部沉积物、淤泥状材料和液体废物以及地下水中的汞含量。EPA 7473方法包含的相同仪器能用来测定非常规的，其他样品体系中的汞含量。

系统设计
直接测汞仪使以下程序一体化：热分解、接触反应转换、融合和原子吸收光谱测量。有控制的加热被用于首先干燥，然后热分解石英管中的样品。持续的氧气或空气流将分解产物通过一个能捕获卤素、氮、硫的氧化物的热催化剂床。所有的汞的种类只剩下了氧化汞，被反应气体带到了一个混汞器，在那里汞被选择性地留下。当不含汞的蒸汽和分解产品被清出系统后（用不间断的气流），混汞器迅速加热，释放汞蒸汽到固定波长原子吸收分光光度计的单光束。吸收在253.7 nm 被测定，这与汞含量成函数关系。

氧气作为运载气体。但是，在许多应用中，也有使用空气的。当对易燃样品做分析的时候，空气必须用来抑制容器中样品的燃烧。即使氧气没有用做常规运载气体，氧气流还是要定时地提供以恢复催化剂的全部功效。

DMA-80示意图

干扰
单波长的分光光度计没有或只有较少其他元素干扰，对汞很敏感和准确。但是，在处理大量汞时，一种高背景或明显的汞效应会发生。大剂量的汞会污染催化剂或压倒混汞器，zui终导致后续样品处理时，系统中会有残留汞和高分析信号。

这种效应可以消除或者至少减少。操作者需要经常使其在动力范围内保持良好状态。需要经常进行延长分解时间的空白分析来清除系统中残留的汞，特别是在两次分析之间的样品的汞含量都是高浓度时。这种效应可以通过将样品分批分析消除，将样品组合起来，顺次测量大约相同数量级的样品的汞含量。

仪器使用
产自Milestone Srl. （Via Fatebenefrali 1/5, Sorisole,Italy）的包含500 μL的镍样品槽的直接测汞仪（DMA-80）用来做这项工作。这个仪器可以配置用来处理单个样品，也可以使用自动取样器。瓶装的大约65 psi压强的氧气按每分钟200 mL的速率被运到设备中。仪器提供两个汞测定的范围：0－40 ng 和40－600 ng。每个范围都是独立校准的，从而优化整个动态区域的反应。

标准
使用新鲜的含1,000 ppm Hg溶液的10 % HNO3 NIST示踪储备液制备校正标准。1 ppm和10 ppm汞溶液制备需要定量转换并加入10 % HNO3稀释溶液。

校正
在整个动力学范围内，对仪器的校正很容易地伴随着处理一系列相同汞含量的样品（逐渐增加体积）时进行。处理包括0, 10, 20, 30 和 40 μL 每 1 ppm汞的校准试样在0－40 ng范围内校准仪器。每个标准样品都使用了以下参数：在160 °C下的干燥时间调整到体积（μL） * 0.7秒，样品分解时间为2分30秒。校正使用单一模式来避免汞的挥发。

样品 
San Joaquin 土壤 （SRM 2709）用来作为测试的样品。正在运行或关闭的天然气公司、军事区、工业区都被要求检测其土壤汞含量。根据不同的污染程度，施行不同的土壤清理补救措施。

实验
样品槽上放大约0.085 g样品。下列仪器参数在处理样品时要使用到：干燥时间在160 °C为10秒，分解时间为2分30秒。

结果
结果总结在表2中。除了San Joaquin Soil （SRM 2709）以外的下列标准参考材料都已测试过：Buffalo River Sediment （SRM 2704）,Montana Highly Contaminated Soil （SRM 2710）, 和 Montana Soil （SRM 2711），图1对结果和验证值进行了比较和总结。

表1. 土壤分析的数据

样品重量
 Hg （ppm）
 
0.084
 1.378
 
0.086
 1.404
 
0.089
 1.406
 
0.086
 1.404
 
0.093
 1.424
 

  表2. 结果总结

Hg （ppm）
 RSD
 
1.40 ± 0.02 ppm
 1.06 %
 

                                图1. 使用土壤 SRMs的结果总结

讨论和结论
直接测汞仪能成功地处理土壤样品。每个样品总的分析时间不超过5分钟，包括称重样品放入容器的时间。

使用标准参考材料得到的的结果非常符合这些材料的验证值。

这是一个理想的用于野外的直接测汞仪。由于它有好的电源解决办法，有一个很结实的放设备和分析天平的台子，这个直接测汞仪可以很方便地被用于原位评价采集到的鱼类组织。