2019年12

月

原子荧光光谱检测水样中汞

孙璐（山东道恩钛业有限公司，山东龙口265700）

摘要：文章主要探讨了原子荧光光谱法测定工业生产水样中汞含量，通过对酸及其用量、盐酸羟胺的用量、还原剂浓度以及载液

浓度等不同原子荧光光谱测定条件影响因素的考察，得到最优测定条件，以最优条件应用于工业用水的实际检测，其相对标准偏差在0.5%～2.0%之间，加标回收率在96.1%～104.2%，所得结论显示利用原子荧光光谱法测定工业生产水样中汞含量的方法不仅操作简便快捷，且准确度与精密度较高，具有广阔的工业应用前景。关键词：原子荧光光谱；检测；水样；汞含量

汞（Hg ）在日常生活中属于常见的具有较强毒性的重金属，因环境汞污染通过各种途径进入人体，对人们健康有较大的毒害，依据环保部门要求，水样中汞的含量已经成为了必检项[1]。本文采用断续流动原子荧光光谱仪测定工业用水中的汞含量，检测原理为利用还原剂将水中的汞还原成原子态的汞，再利用汞空心阴极灯，将基态汞激发至高能态，去活化回到基态时，发出特制波长，通过荧光强度的检测，来测定汞的含量[2]。通过对不同测定条件的优化，实验研究表明，该方法能够满足快速准确的检测工业生产系统水样中的汞含量。

1实验原理分析

1.1仪器与试剂材料

需准备汞高性能阴极灯、IFE-8800型原子荧光光谱仪；重铬酸钾溶液（0.5g/L ）：将0.25g 重铬酸钾标准样品溶解于475mL 水中，加入25mL 。硼氢化钾溶液（1g/L ）：称取1.25g 氢氧化钠置于250mL 容量瓶中，加入0.25g 硼氢化钾，用蒸馏水定容至250mL ，混匀（现用现配）。高锰酸钾溶液（50g/L ）；盐酸羟胺溶液（10g/L ）。盐酸载液（5%）；盐酸（ρ=1.19g/mL ）；（ρ=1.42g/mL ）。

汞标准溶液（1.00μg/mL ）：在1L 容量瓶中放置1.00mL 汞标

准贮存溶液(1.00mg/mL)，用重铬酸钾（红矾钾）溶液稀释至刻度，充分摇匀以备用。汞标准溶液（10.00μg/L ）：移取1.00mL 汞标准贮存溶液（1.00mg/mL ）于100mL 容量瓶中，加入10mL 重铬酸钾溶液，以水定容，摇匀，备用。

1.2分析方法

1.2.1原子荧光光谱仪工作条件

原子荧光光谱仪工作条件如下表1所示。

表1仪器工作条件

波长/

nm 254

灯电流/m A 30

负高压/

V 270

载气流量/(m L/m in)

400

屏蔽气流量/(m L/m in)800

原子化器高度/m m

8

1.2.2绘制工作曲线

逐次取0.50mL 、1.00mL 、2.00mL 、3.00mL 、4.00mL 的Hg 标准溶液，放入容量为20mL 的比色管中，然后放入HNO 3、少量蒸馏水、KMnO 4溶液，搅拌均匀，置于沸水浴中加热消解1H 后，再轻

微摇动并开盖将气体放出，等慢慢冷却，在加入盐酸羟胺（分子式为HONH 3Cl ）溶液的同时不停摇动，直至比色管中的溶液过多的KMnO 4溶液正好褪色且过量两滴，用蒸馏水定容至20mL ，混合均匀，待测。依据测定结果在原子荧光光谱仪上绘制工作曲线。

1.2.3样品分析

移取适量工业用水样品于10mL 比色管中，加入2mL ，并滴入1滴KMnO 4溶液，直到水样呈紫红色且维持15min 颜色不变，混合均匀再置于沸水浴中加热消解1H ，期间摇动2次左右且将其盖打开放出气体。若颜色不能维持15min 时间则需要再补充滴入一定量的KMnO 4溶液，再依次进行上述步奏；等待溶液冷却后，在摇动均匀的同时加入盐酸羟胺（分子式为HONH 3Cl ）溶液，直至管中的溶液过多的KMnO 4溶液正好褪色

且依然过量两滴，接下来再用蒸馏水定容至10mL ，混合均匀等待检测。按照表1的原子荧光光谱仪的工作条件，载液选用HCl 溶液，还原剂用用KBH 4溶液，选定254nm 波长部位来测定样品中的荧光强度，最后将工作曲线绘制好且对应的汞浓度计

算出。

2实验结果与分析

2.1酸及其用量的选择

本文考察了和硫酸对汞含量测定的影响，按实验的方法分别将浓H 2SO 4溶液0.20mL 、浓HNO 3溶液0.40mL 加入其中，分别测定标准空白样品中汞的荧光强度，实验结果表明，加入浓硫酸后标准空白荧光强度明显高于加入浓后的荧光强度，为了减少空白荧光影响，最终样品的消解试剂用最为合适。

本实验考察汞的含量测定所受HNO 3的用量的影响。做法

是将不同量的加入到工业用水样品、空白样品中作比较且

测定其荧光强度，实用结果显示，两受测样品的汞含量荧光强度并不受加入量多少的影响，因此本实验选用2mL HNO 3以确保待测试液中的酸性条件。

2.2盐酸羟胺用量的选择

根据实验方法，观察实验不同用量盐酸羟胺溶液对汞含量的影响，测定汞工荧光强度，记录溶液的褪色情况，结果表明，盐酸羟胺加入量在2滴时为浅紫色，第4滴时颜色基本褪去，但

40

2019年12

月

荧光强度较低，到6～16滴时溶液无色并且荧光强度基本不变，处于稳定状况，因此，此次实验选取盐酸羟胺加入量，控制在使溶液紫色褪去并过量2滴。

2.3合理选取还原剂及浓度

汞的荧光信号主要受到铜及砷等易还原物在液相及气相时对其产生的影响，为了规避影响，实验选取还原剂为低浓度硼氢化钾溶液。降低还原能力的同时，也大大减少了反应产生的氢气对汞蒸气浓度的稀释[3]。本实验测定选取KBH 4不同的浓度对汞标准溶液的荧光强度的影响，当KBH 4浓度为1.0g/L 时荧光强度较为稳定。故后续试验选择1.0g/L 的硼氢化钾作为还原剂测定汞含量。

2.4载液浓度的选择

本实验在载液浓度的选择上，考察载液不同浓度对汞荧光强度的影响（选取2%、5%、10%、20%的载液浓度进行实验），结果显示不同浓度的载液浓度在测定汞含量的荧光强度时，均无影响，故后续实验盐酸载液浓度选为5%即可。

2.5检出限及样品分析

在上述最优实验测定条件下，连续测试了20组载流空白溶液（5%盐酸载液），其标准偏差为0.00029μg/L 。以标准偏差的3.14倍计算，其仪器检出限为0.001μg/L ，得到仪器的测定下限

（4倍检出限）为0.004μg/L 。

应用此实验方法分别测定了5组不同的工业用水样品，并对每个工业水样重复测定11次，其重复测定的相对标准偏差（RSD ）在0.5%～2.0%，其测定结果显示，此方法测试精密度比较高，且对其加入的标样汞溶液进行加标回收试验，实验所测定的加标回收率在96.1%～104.2%的范围，准确度较高，实验结果见下表2。按照实验根据对汞含量应用测定数据结果，显示该方法获得高精密度，所得准确性较高，因此较为合适应用于实际工业水体样品中汞含量的测定。

表2样品加标回收率

样品12345

测定值/

(μg/L)20.4128.6232.335.7718.13

加标量/(μg/L)202030520

加标测定值/(μg/L)

39.6248.1162.6810.9937.98

加标回收率/%96.197.4101.2104.299.3

3结语

文章通过原子荧光光谱法测定工业生产系统水样中汞含量，该方法试验过程操作相对简单，且具有响应快、精密度高、分辨率高、节省试剂等优点，能快速有效地检测水样中的汞元素含量。

参考文献：

[1]徐广华.环境应急监测技术与实用[M].北京:中国环境科

学出版社,2012:35-36．

作者简介：孙璐（1988-），山东龙口人，女，汉族，本科，助理工程师，主要从事钛白粉生产用水及废水的检测工作。

铁钼法制甲醛生产中影

响吸收效率的因素

房海霞

张智德（蓝山屯河能源有限公司，

昌吉831800）

摘要：本装置采用D.B.Western ，INC 甲醛生产技术，通过反应器中的铁-钼催化剂使甲醇氧化生成甲醛和水，从反应器出来富含甲醛的气体从吸收塔底部进入，被顶部进入的工艺水吸收形成甲醛产品。甲醛产品实际上就是力求趋于平衡的可溶性低聚物的混合体。在吸收过程中吸收塔的设计、温度、PH 值、填料层循环量大小等因素对吸收效率有一定的影响。关键词：甲醛；吸收塔温度；填料层循环量

甲醛生产过程的吸收原理是从反应器出来的富含甲醛的气体从吸收塔的底部进入并被工艺水吸收形成液体甲醛产品，来自反应器的气体在吸收塔内也被吸收液化，甲醛溶液产品实际上就是力求趋于平衡的可溶性低聚物的混合体。

文章主要是由于自原始开车以来，吸收塔吸收效率一直不能达到性能指标的原因进行分析研究，根据实际生产过程中的数据记录，经分析和研究找出吸收过程的重要影响因素，并对各个原因逐个探讨总结，找出一些合理的控制措施及改进的方法，最后得出结论。

1分析研究

装置运行了几年后，发现反应产生甲醛气的吸收效率一直不高，影响公司的消耗，通过多方检查及改造，主要有以下几个方面的因素制约了吸收效率：①吸收塔的中温控制；②pH 值；③吸收塔的装填形式；④流速控制；⑤工艺操作。我们分别对以上四个方面讨论研究，具体如下。1.1吸收塔的中温控制改造

装置运行期间吸收塔中部温度一直处于不受控状态，导致塔顶温度偏高，甲醛气不能完全被吸收，进入尾气处理系统焚烧，造成浪费。甲醛装置吸收塔的填料2、4段填料用循环水冷却控制中温。经过我公司各专业讨论分析，中部仪表安装位置不合理且一支热电偶只用于控制调节使用，不能完全检测出塔中实际显示温度，造成循环水调整不及时，气相温度不满足吸收温度，甲醛气没有充分被吸收。通过对安装位置及双枝偶的改造，吸收塔中温显示正常，循环水调整及时，吸收塔中部温度控制在58±1℃度，塔顶温度≤30℃时吸收效果较好，单耗低，收率高。1.2pH 值

甲醛溶液整体显酸性，加碱的主要目的是促进吸收提高吸收效率和预防产生聚合甲醛、调节PH 抑制腐蚀。通过技术方提供的技术数据和实际生产数据得出吸收塔底部甲醛溶液pH 值应保持在4.0～4.3，塔顶部甲醛溶液pH 值应保持在9.0～9.5。1.3吸收塔的装填形式

吸收塔的装填形式及装填量跟吸收的效果的大小有一定关系。根据技术方提供的资料，对于吸收塔填料3、4、5、6、7段采用金属网规整填料，1、2段相对高浓度甲醛溶液采用拉西环散装填料，再配用特效液体分布器，则可以获得较大的比表面

(下转第63页)

41下载本文