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土壤中汞含量的检测方法研究

北极星环境监测网  来源:《基层建设》  作者:许萍 程远等  2020/1/7 16:53:06  我要投稿  

北极星环境监测网讯:摘要:汞是一种对人体和高等生物具有很强毒性的金属污染物,具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性,环境中任何形式的汞均可在一定条件下转化为剧毒的甲基汞,汞的污染问题就己引起世人的高度重视。近年来,随着城市化进程的不断加快和工业化水平的迅速发展,人类生产生活活动所致的汞及其化合物污染日趋严重并再度成为全球环境热点问题之一。本文提供了一种土壤汞检测技术改进方法,它使用还原性清洗方法可有效彻底减少处理时对人体的伤害,大大减少试剂对环境的污染,试剂消耗少,大大提高汞分析的效率。

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:

1.jpg

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。

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。


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