原子荧光光度计检测汞的精密度和检出限

余志明

0 前言

原子荧光光谱分析是20世纪60年代中期提出并发展起来的新型光谱分析技术，它具有原子吸收和原子发射光谱两种技术的优势，并克服了其某些方面的缺点，具有分析灵敏度高、干扰少、线性范围宽、可多元素同时分析等特点，是一种优良的痕量分析技术。

砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗、汞、镉、锌等元素的含量是环境保护、卫生防疫等部门的必检项目，用原子吸收法检测这些吸收波长处于紫外区的元素，其灵敏度、检出限、重现性等都无法满足越来越高的质量控制要求。

当这些元素与合适的还原剂如硼氢化钾等发生反应时，砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等可形成气态氢化物，汞可生成气态原子态汞，镉、锌可生成气态组分，这就是氢化物发生进样的原理基础。

经过国内分析测试研究人员的不断努力，目前氢化物发生—原子荧光技术已成为食品卫生、饮用水、矿泉水中重金属检测的国家标准推荐方法，并已成为国内众多分析测试实验室的常规测试仪器。

在酸性介质中，汞被硼氢化钾或硼氢化钠还原成原子态汞，由载气（氩气）带入原子化器中，在特制汞空心阴极灯照射下，基态汞原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与汞含量成正比。

1 相关仪器及试剂

1.1 仪器

双道原子荧光光度计AFS-810

仪器参数设置见表1。

表1 仪器条件参数

1.2 试剂的配制

1.2.1 标准溶液的配制

Hg标准储备液为1mg/mL。

标准使用液：移取Hg标准储备液（1mg/mL）按照10倍的体积关系（最大不可超过100倍）逐级稀释至Hg=0.01 μg/mL，用 5%（V∶V）HNO3－0.05%K2Cr2O7作为定容介质储备。

标准系列的配制见表2。

表2 标准溶液的配制

1.2.2 还原剂的配制

先称取5gKOH（分析纯），用去离子水溶解后定容至1000mL，再称取0.5g硼氢化钾加入其中，溶解后摇匀（现用现配）。

1.2.3 载流液的配制[2%HNO3（V∶V）]

量取20mL浓硝酸（优级纯），用去离子水定容至1000mL。

2 实验过程及结果

2.1 精密度的测定

设定好仪器，将测量方法设定为Statistics，稳定20min后开始测定，连续用载流液进样，待读数稳定后，连续用标准空白溶液进样11次，其荧光值及相对标准偏差见表3：

2.2 检出限的测定

连续用空白标准溶液进样11次，再进标准系列，绘制标准曲线，曲线方程为：I=1672.4591*C－22.4115，相关系数为0.9992，其荧光值见表4：以上的纯净水。

（3）在盐酸、硝酸等酸中常含有杂质（砷、汞、铅等），因此实验中必须采用较高纯度的酸。在实验之前必须认真挑选，可将待使用的酸按标准空白的酸度在仪器上进行测试，选用荧光强度值较低的酸。如果空白值过高，将影响工作曲线的线性、方法的检出限和测量的准确度。

表3 标准空白溶液的荧光值及相对标准偏差

（4）硼氢化钾溶液中含有一定量的氢氧化钾，以保证该溶液的稳定性。氢氧化钾的浓度过低不能有效地防止硼氢化钾分解，浓度过高则会影响氧化还原反应的总体酸度。配制好的硼氢化钾溶液应避免阳光照射，以免引起还原剂分解产

表4 空白标准溶液的荧光值及检出限

3 结论

（1）仪器要求汞的检出限（DL）小于0.002μg/L，相对标准偏差（RSD）小于1.0%。测量结果汞的检出限（DL） 为0.0017μg/L，相对标准偏差（RSD）0.99%，满足仪器要求。

（2）检出限不但与仪器的灵敏度有关，还与仪器的稳定性（噪声）有关，提高仪器的灵敏度、降低噪声是降低检出限，提高性噪比的有效手段。检出限与水的纯度、酸的纯度、硼氢化钾溶液浓度、玻璃器皿污染程度等也有关。

（3）精密度与硼氢化钾溶液中氢氧化钾的浓度有关，同时硼氢化钾溶液应避免阳光照射，应现用现配，以保证该溶液的稳定性。

4 结果讨论

（1）因为Hg的灵敏度非常高，故需特别注意来自各方面的污染，尤其是玻璃器皿污染，所用玻璃器皿均应经20%HNO3（V∶V）浸泡24h，用去离子水冲洗干净后再用。

（2）配制溶液所用水的纯度，尽量使用阻值在18兆欧生较多的气泡，影响测定的精密度。特别应该注意的是配制时，要先把氢氧化钾溶解于水中，然后再将硼氢化钾加入氢氧化钾溶液中。

（5）硼氢化钾溶液浓度越低，测汞灵敏度越高，同时还可大大降低各种干扰。因为汞并不生成氢化物，它仅需要被还原成气态的汞，并由载气带到原子化器中进行原子化，故不需要过多的硼氢化钾，过多的硼氢化钾产生的氢气反而会稀释汞的浓度，所以汞需要较低的硼氢化钾浓度。

5 使用仪器注意事项

（1）当气温低及湿度大时，Hg灯不易起辉，可以用两种方法解决：开机状态下，用绸布反复摩擦灯外壳表面，使其起辉；开机状态下，用随机配备的点火器，对灯的前半部放电，使其起辉。

（2）Hg灯需要预热约20分钟，以降低灯漂移产生的测量误差。可采用大电流预热，小电流测量。

（3）调节光路的原则：要使灯的光斑照射在原子化器的石英炉芯的中心正上方；要使灯的光斑与 光电倍增管透镜的中心点在一个水平面上。

（4）在进行测试时，要先开气瓶，以防止液体倒罐，腐蚀气路系统。

（5）在测试结束后，一定要在空白溶液杯和还原剂容器内加入蒸馏水，运行仪器清洗管道。关闭载气，并打开压块，放松泵管。