熒光光譜法測定植物中的總汞

1、礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)?研究簡報(bào)?Bulletin of Mineralogy ,Petrology and GeochemistryVol. 25 No. 3 July 2006硝酸水浴消解2冷原子熒光光譜法測定植物中的總汞鄭 偉1,2馮新斌，李廣輝,2，李仲根,21.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽5500022.中國科學(xué)院 研究生院，北京1000391994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2009 China Academic Jo

2、urnal Electronic Publishing House. All rights reserved. 中圖分類號(hào)：P599文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)：1007 22802 (2006) 0320285 2031994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 雙層聚乙烯袋內(nèi)待用。硅膠連接管和特制的聚四氟:浸泡在

3、洗滌劑水中一段時(shí)間，置于超凈工作臺(tái)上吹干 。汞是有毒的重金屬元素，汞污染問題已經(jīng)引起全 世界的關(guān)注1 ,2。植物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中汞的重要輸 入與輸出途徑3 ,4,通過根系吸收土壤中的汞，通過葉 片與大氣進(jìn)行汞交換。植物位于食物鏈的最底層，它 對(duì)汞的富集作用威脅著人類與動(dòng)物的健康與安全。植物總汞的測定是陸地生態(tài)系統(tǒng)中汞分析的一項(xiàng)重要內(nèi) 容。目前國內(nèi)常用的測定植物總汞的方法為直接加熱 酸消解法,包括 HNO32H2SC42V2O5 法59、HNO32 HCIO4 法10和 HNO32H2SC42HCIO4 法11。然而,這 些方法消解過程中試劑加入比例調(diào)配操作繁瑣。本文 在前人試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，改HN

4、O32H2SO混合酸水浴一 次消解為HNO3水浴一次消解，降低了取樣量，簡化了 操作步驟。1實(shí)驗(yàn)方法1. 1儀器與試劑儀器:Tekran v 2500冷原子熒光測汞儀(檢出 限< 0. 1 pg Hg) , Tekran v 2505標(biāo)準(zhǔn)汞蒸氣源TM(Tekran Inc. Toronto ) ; NANOp ure lamondUV超純 水系統(tǒng)(18. 2 MQ ? cm) (Barnstead Ther2 molyne , Dubuque) ; TL9000系列色譜數(shù)據(jù)工作站 (TEL EH EL ECTRON ICS CO. , L TD 北京);可控 溫的水浴鍋；金捕汞管、sod

5、a2lime干燥管(自制)。試劑：超純 HNO3 ;Standard Solution Inorganic 2 +Mercury (Hg ) (10. 0 ug/mL as Hg ,10 % HCl) (CEBAM Analytical , Inc.);純氮?dú)?高 純氬氣;BrCl溶液(10. 8 g/L):在通風(fēng)櫥中將 1. 08 g KBr (純度 >99 % ,A. C. S. reage nt)溶在 125 mL 濃 HCl (GR)中，磁力攪拌1 h ,并在攪拌狀態(tài)下緩慢加 入 1. 52 g KBrO 3 (純度 >99.8 % ,A. C. S. rea2 gent)

6、，溶液由淡黃色轉(zhuǎn)變?yōu)槌燃t色，再攪拌1 h后裝瓶，存放于冰箱內(nèi)；SnCl2溶液(200 g/L):稱取 20 g氯化亞錫(SnCl2 ? 2H2O ,AR)溶解在10 mL濃 HCl (GR)中，待完全溶解(微熱助溶)后定容至100 mL，再用純氮以350- 400 mL/ min的流速吹脫溶 液10h以上，除去溶液中的汞；NH2OH ? HCl溶液 (250 g/L) :將 25 g 鹽酸羥銨(NH2OH ? HCl ,AR)溶解 在超純水中并定容至約100 mL ,滴加1.0 mL SnC2溶 液(200 g/L)，再用純氮以350400 mL/ min的流速吹 脫溶液10h以上，除去溶液中

7、的汞。1.2 準(zhǔn)備工作植物樣品依次經(jīng)洗滌劑水、自來水、超純水沖洗，室溫下自然風(fēng)干，用微型植物碎樣機(jī)粉碎至120目，封裝入聚乙烯袋待測金捕汞管的凈化參見文獻(xiàn)12;玻璃制品的超凈處理：先后經(jīng)洗滌劑水 t自來水t超純水沖洗，在 馬沸爐中于400500 C下加熱1 h,冷卻后包裹于乙烯塞子的超凈處理刷凈后用超純水沖洗1.3樣品消解步驟如下:1)稱取0.10.2 g(精確至0.0001g)1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2009 China Academic J

8、ournal Electronic Publishing House. All rights reserved. 收稿日期:2006204216收到,06222改回基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40273041)第一作者簡介：鄭偉(1978 ，女,博士研究生，專業(yè)方向：汞環(huán)境地球化學(xué).E2mail: zheng2wei2119 163. com.1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)287樣品于25 mL比色管中，加入5 mL超純HNO 3

9、;2） 用保鮮膜蓋住比色管,在通風(fēng)櫥內(nèi)水?。?5 C）3h;3） 比色管中加入少許超純水和 0. 5 mL BrCI，搖勻；4）用 超純水定容至體積接近刻度，加蓋，放置24 h以上，使 BrCl充分將各形態(tài) Hg氧化為Hg2+ ;5）加入200 400讓NH2OH ? HCl去除游離態(tài)鹵素，超純水定容至 25 mL ,搖勻；6）澄清后取上清液0.21.0 mL力口入氣 泡瓶中進(jìn)行預(yù)富集。1.4樣品分析在氣泡瓶中加入80 mL超純水、0.4 mL HCl（GR） 和3 mL SnC2溶液，按氮?dú)馄縏防護(hù)性金捕汞管（除去 載氣中含帶的痕量汞）氣泡瓶Tsod2lime干燥管宀 金捕汞管順序連接預(yù)富集

10、系統(tǒng)13,純氮以350400 mL/ min的流速吹脫溶液30 min，循環(huán)測定氣泡瓶 空白值至低于5 pg。用微量進(jìn)樣槍取一定體積的消解 上清液于氣泡瓶中，以350400 mL/ min流速通純氮 30 min還原的汞蒸氣被吹出，經(jīng)sod2lime干燥管除去 水蒸氣后預(yù)富集到金捕汞管中，并在分析系統(tǒng)中利用 兩次金汞齊U冷原子熒光光譜法測定汞9。在對(duì)每批樣品分析的前與后，用微量注射器在分 析系統(tǒng)手工注入 10、20、30、40、50讓 取自Tekran v 2505的飽和汞蒸氣，用前后所有注射結(jié)果制作的回歸 曲線作為實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。1.5結(jié)果計(jì)算植物總汞含量的計(jì)算公式為：總汞（THg ）

11、（mg/ kg） = （ As - AB）記二F XW XV X1000。式中:as為樣品峰面積；AB為試樣空白峰面積；F為峰 面積/pg汞（由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求出）;W為樣品質(zhì)量（g）;25為比色管容積（mL） ;V為消解液取樣量 L） ;1000 為濃度單位換算系數(shù)。2檢測質(zhì)量2.1標(biāo)準(zhǔn)工作曲線在本實(shí)驗(yàn)條件下，標(biāo)準(zhǔn)汞蒸氣絕對(duì)量在02000 pg范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線呈線性關(guān)系 ，經(jīng)回歸分 析，相關(guān)系數(shù)r > 0.999。2.2檢出限基于試樣空白值3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差，計(jì)算得出本方法 的絕對(duì)檢出限為556.2 pg ,按取0.1 g樣品進(jìn)行測定， 則檢出濃度為0.006mg/ kg。而大多數(shù)植物的自

12、然含 汞量為0.0010.100 mg/ kg5，說明該方法的測定過 程幾乎不影響植物樣品的測量，具有較高的靈敏度。2.3準(zhǔn)確度不同種類植物樣品的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)（表1），平均回 收率為103.5 %，表明該方法準(zhǔn)確度高。1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)2871994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)28

13、7表1加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品號(hào)植物種類采樣點(diǎn)未加標(biāo)/ pg力口標(biāo)量/ pg加標(biāo)后/ pg回收率/ %1苔蘚中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所大院778.9400.01196.1104.32貴陽黔靈公園604.5400.01058.4108.93響葉楊葉片中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所大院272.9200.0473. 5100.34梧桐葉片貴陽黔靈公園111.8100.0212. 3100.52.4精密度3.91 %，表明該方法有良好的重現(xiàn)性。同一樣品的兩組平行消解分析（表2），精密度為表2 平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品號(hào)植物種類采樣點(diǎn)第1組第2組平均值精密度1苔蘚貴州省教育廳大院0.2720. 2720.2720. 102

14、苔蘚貴陽黔靈公園0.1960. 2030.1992. 383梧桐葉片貴陽花溪郊區(qū)0.1240. 1220.1231. 134梧桐葉片貴陽黔靈公園0.0620. 0730. 06812.01平均值3. 91注:第 1組、第2組及平均值為mg/kg ;精密度用變異系數(shù)表示為%3結(jié) 論硝酸水浴一次消解與BrCI氧化2SnC2還原2汞的 預(yù)富集2冷原子熒光光譜測定法能準(zhǔn)確測定植物中的 總汞，操作簡單，樣品可進(jìn)行批量消解，測定快速，能滿 足低汞含量植物樣品分析的需要。實(shí)驗(yàn)過程中需要注意以下幾點(diǎn)：1)應(yīng)在超凈實(shí)驗(yàn) 室內(nèi)進(jìn)行。測汞儀排出的廢氣用活性炭吸附，用空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣，戴一次性手套操作。2)加入NH2

15、OH ? HCI溶液后不能放置太久，應(yīng)盡快進(jìn)行預(yù)富集與分析。 3)預(yù)富集過程中消解液取樣量應(yīng)視樣品的含汞水平而 定。4)樣品可以直接進(jìn)行預(yù)富集，每個(gè)氣泡瓶分析20.-? |l個(gè)樣品后補(bǔ)充SnC2溶液。參考文獻(xiàn)(References)1234 ReaA W，Keeler GJ，Scherbatskoy T. The depositionof mercury in throughfall and litterfall in the lake champlain watershed: A shorG term studyJ . Atmospheric Environment , 1996, 30(1

16、9) : 3257 - 3263.5 李俊芳.南寧市郊區(qū)土壤中汞污染狀況調(diào)查J.廣西農(nóng)業(yè)生物科 學(xué),1999, 18(1) : 80 - 83.6 劉汝海，王啟超，呂憲國，麻壯偉，方鳳滿.小興安嶺泥炭蘚沼澤 生態(tài)系統(tǒng)中的汞J.環(huán)境科學(xué),2002,23(4) : 102- 106.7 李志博，王啟超.長春市主要木本植物汞的污染特征J .中國科 學(xué)院研究生院學(xué)報(bào),2003, 20(4) : 477- 481.8 牟樹森，青長樂.酸沉降區(qū)作物對(duì)汞的積累及其影響因素的研究J .重慶環(huán)境科學(xué),1997, 19(1) : 5- 10.9 劉德紹，郭莉萍，青長樂.蔬菜對(duì)大氣汞和土壤吸收的研究J .重 慶環(huán)境

17、科學(xué),2002, 24(6) : 23 - 25.10 何蓉,張學(xué)星，周筑,施瑩，邵金平.幾種城市綠化樹種葉片中鉛 砷鉻鎘汞元素的含量特征J .西部林業(yè)科學(xué)，2005, 34(3) : 11 -24.11 陳學(xué)澤，龍春海,張新民.樹葉中鋅、鎘、汞的含量與環(huán)境質(zhì)量之Olmez I , Ames M R. Atm ospheric mercury : how much do we real2 間的關(guān)系J.中南林學(xué)院學(xué)報(bào),2002,22(2) : 77- 79.ly know ?J . PureandApplied Chemistry , 1997,69 (1) : 35 - 40.12 鄭偉，馮新

18、斌,朱詠煊,王少鋒.兩次金汞齊2冷原子熒光光譜法測Fitzgerald W F , Engstrom D R , Manson R P, etal . The casefor at2 定大氣中的痕量氣態(tài)總汞J .地球與環(huán)境,2005,33(1) : 84- mosphericmercury contamination in remote areasJ. Environmental88.Scienceand Technology , 1998, 32 (1) : 1- 7.13 李仲根，馮新斌，何天容，閆海魚,Liang Lian.王水水浴消解2冷原Lindberg S E, Hanson PJ , Meyers T P, Kim K H. Air/ surfa