專利名稱：基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學(xué)中的元素形態(tài)分析技術(shù)領(lǐng)域，特別的是涉及基于介質(zhì)阻擋放 電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方法。
背景技術(shù)：
目前，汞的形態(tài)分析方法主要是利用色譜聯(lián)用技術(shù)，通常是將高效液相色譜、氣相 色譜及毛細(xì)管電泳與高靈敏度的檢測(cè)儀器聯(lián)用。色譜聯(lián)用技術(shù)可以提供汞形態(tài)的全部信 息，但是它們具有費(fèi)時(shí)、儀器昂貴及樣品處理程序復(fù)雜的缺點(diǎn)。非色譜方法由于具有耗時(shí)少、廉價(jià)及易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，是色譜方法的很好的替代 方法。汞的非色譜形態(tài)分析技術(shù)主要有萃取、衍生、原子化等方式。萃取需要采用大量的有 機(jī)溶劑，衍生需要更換還原劑或采用不同濃度的還原劑。這兩種方法具有廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，但 是難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。原子化是極具前景的汞形態(tài)分析技術(shù)，它是基于汞的衍生物的不同原 子化溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)汞的形態(tài)分析。通過與低濃度的NaBH4或KBH4反應(yīng)，Hg2+被還原為Hg°，而 CH3Hg+生成CH3HgH。在室溫下，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)汞的測(cè)定；高溫時(shí)，CH3HgH被原子化，實(shí)現(xiàn)總汞的測(cè) 定；甲基汞的濃度由二者的差值算得。該方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但是其靈敏度受溫度的影響， 在低溫時(shí)的靈敏度高于高溫時(shí)的靈敏度。最近，微等離子體裝置被用作原子化器，其具有體積小、低功耗、低氣體消耗及廉 價(jià)、易于制作的特點(diǎn)。由于該原子化器是低溫原子化器(< 70°C )，因此不存在高溫原子化 器所具有的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提出一種利用非色譜方法連續(xù)測(cè)定 無(wú)機(jī)汞和總汞的方法，利用小型、低溫的介質(zhì)阻擋放電原子化器實(shí)現(xiàn)了有機(jī)汞的原子化，并 實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)汞和總汞快速、連續(xù)的測(cè)定。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的解決方案為基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子 化器的非色譜汞形態(tài)分析方法，其特征在于利用還原劑將樣品中的無(wú)機(jī)汞還原為Hg°，而 有機(jī)汞生成有機(jī)汞氫化物，在介質(zhì)阻擋放電原子化器不放電時(shí)，進(jìn)行無(wú)機(jī)汞的測(cè)定得到無(wú) 機(jī)汞的濃度；在介質(zhì)阻擋放電原子化器放電時(shí)，有機(jī)汞氫化物被原子化，進(jìn)行總汞的測(cè)定， 得到總汞的濃度；有機(jī)汞的濃度為總汞的濃度與無(wú)機(jī)汞的濃度之間的差值。按上述方案，所述的還原劑為濃度為0. 01-0. 05% (m/v)的NaBH4或KBH4。按上述方案，所述的有機(jī)汞為甲基汞、乙基汞和苯基汞中的任意一種或幾種的混
I=I O按上述方案，所述的介質(zhì)阻擋放電原子化器為平行板式結(jié)構(gòu)或同心圓式結(jié)構(gòu)，具 有兩個(gè)平行電極及兩層絕緣介質(zhì)層，絕緣介質(zhì)層位于兩個(gè)平行電極之間，兩層絕緣介質(zhì)層 之間的距離為lmm-5mm ；兩個(gè)平行電極與高壓高頻電源相連，其電壓為220V-10000V，頻率 為 50Hz-50MHz。
按上述方案，所述的樣品在載流帶動(dòng)下與還原劑混合，產(chǎn)生的有機(jī)汞氫化物與載 氣混合后經(jīng)過分離，有機(jī)汞氫化物被載氣帶入到介質(zhì)阻擋放電原子化器進(jìn)行原子化。按上述方 案，所述的載流為HCl，所述的載氣為Ar，載氣流速為40_100mL mirT1。按上述方案，所述的絕緣介質(zhì)層材料為普通玻璃、耐熱玻璃、石英和陶瓷中的任意一種。按上述方案，所述的樣品為水樣、魚樣或其它生物組織。本發(fā)明的有益效果在于本方法測(cè)定簡(jiǎn)單快速，一分鐘測(cè)定一個(gè)樣品，而且具有氣 體消耗少(40-100mL mirT1)，功耗低(彡20W)的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是非色譜汞形態(tài)分析裝置圖；圖2是連續(xù)測(cè)定無(wú)機(jī)汞和總汞示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。如圖1所示，原子吸收光譜儀由空心陰極燈1、介質(zhì)阻擋放電原子化器4、單色器2 和檢測(cè)器3組成。介質(zhì)阻擋放電原子化器4采用平行板式結(jié)構(gòu)，被置于原子吸收光譜儀的 光路上，即空心陰極燈1與單色器2之間。流動(dòng)注射分析儀被用來(lái)引入載流5和還原劑溶 液6，載流為HC1，還原劑溶液為硼氫化鈉或硼氫化鉀。第一步，用500yL的采樣環(huán)7進(jìn)樣； 第二步，閥轉(zhuǎn)到注射位置，將樣品引入到載流中；樣品在載流帶動(dòng)下與硼氫化鈉混合，反應(yīng) 產(chǎn)生有機(jī)汞氫化物。產(chǎn)生的有機(jī)汞氫化物與載氣8混合后進(jìn)入氣液分離器9，所述的載氣為 Ar，載氣流速為40-100mL mirT1，此時(shí)，有機(jī)汞氫化物與液體分離，廢液經(jīng)廢液出口 10排出， 有機(jī)汞氫化物被載氣帶入到介質(zhì)阻擋放電原子化器進(jìn)行原子化，然后由檢測(cè)器3檢測(cè)。本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)汞和總汞的快速、連續(xù)測(cè)定，其實(shí)施方式如下利用 0.01% (m/v)的NaBH4作為還原劑，Hg2+被還原劑還原為Hg°，而CH3Hg+被還原為CH3HgH ；利 用原子吸收光譜儀，在介質(zhì)阻擋放電原子化器不放電時(shí)，CH3HgH不能被檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg2+的 測(cè)定，在介質(zhì)阻擋放電原子化器放電時(shí)，CH3HgH被原子化，實(shí)現(xiàn)對(duì)總汞的測(cè)定，甲基汞的濃 度由二者的差值算得。圖2給出了連續(xù)測(cè)定無(wú)機(jī)汞和總汞的示意圖?？梢钥闯觯?分鐘 內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)汞和總汞的連續(xù)測(cè)定。下面舉幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步說明。實(shí)施例1介質(zhì)阻擋放電原子化器采用平行板式結(jié)構(gòu)，其采用電源為220V，20KHz的臭氧發(fā) 生電源(5W)；以普通玻璃為絕緣介質(zhì)(阻擋介質(zhì))，其厚度為1mm，兩絕緣介質(zhì)之間的距離 為1mm。以0. 01% (m/v) NaBH4為還原劑；(ν/ν)的HCl為載流；Ar為載氣，載氣流速為 eOmLmirT1。信號(hào)用原子吸收檢測(cè)，利用建立的方法對(duì)采集的湖水進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。其具 體方法是利用還原劑NaBH4將無(wú)機(jī)汞還原為Hg°，而有機(jī)汞如甲基汞生成有機(jī)汞氫化物，在 介質(zhì)阻擋放電原子化器不放電時(shí)，進(jìn)行無(wú)機(jī)汞的測(cè)定得到無(wú)機(jī)汞的濃度；在介質(zhì)阻擋放電 原子化器放電時(shí)，有機(jī)汞氫化物被原子化，進(jìn)行總汞的測(cè)定，得到總汞的濃度；甲基汞的濃度為總汞的濃度與無(wú)機(jī)汞的濃度之間的差值。無(wú)機(jī)汞和甲基汞的回收率結(jié)果見表1。表1無(wú)機(jī)汞和甲基汞的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn) 實(shí)施例2介質(zhì)阻擋放電原子化器采用平行板式結(jié)構(gòu)。電源為220V，20KHz的臭氧發(fā)生電源 (7W)；以普通玻璃為絕緣介質(zhì)(阻擋介質(zhì))，其厚度為1mm，兩絕緣介質(zhì)之間的距離為2mm。 以0. 01 % (m/v)NaBH4為還原劑；1 % (ν/ν)的HCl為載流；Ar為載氣，載氣流速為IOOmL mirT1。信號(hào)用原子吸收檢測(cè)，利用建立的方法對(duì)魚樣進(jìn)行分析，類似實(shí)施例1。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW10029，采自廣西的5種魚樣進(jìn)行測(cè)定，無(wú)機(jī)汞和甲基汞的測(cè)定結(jié)果見表2。表2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及魚樣中無(wú)機(jī)汞和甲基汞的測(cè)定
標(biāo)準(zhǔn)值，Mg g·1測(cè)定值，pgg—1
_CH3Hg+_Hg^_CH3Hg+_Hg2+
GBWl 00290.84±0.03 0.01 ±0.030.845±0.020N.D.
帶魚--0.279±0.0210.018 士 0.003
墨魚--0.179±0.0040.013±0.002
海蝦--0.177 士0.0090.007±0.002
章魚--0.062±0.0070.011±0.002
魷魚--0.597士0.0090.062士 0.004
N.D.=未檢出_實(shí)施例3介質(zhì)阻擋放電原子化器采用平行板式結(jié)構(gòu)。以石英為絕緣介質(zhì)(阻擋介質(zhì))，其 厚度為2mm，兩絕緣介質(zhì)之間的距離為3mm。電源采用10000V，30KHz。以0.01% (m/v) KBH4 為還原劑；(ν/ν)的HCl為載流；Ar為載氣，載氣流速為50mL mirT1。信號(hào)用原子吸收測(cè)定，對(duì)乙基汞進(jìn)行測(cè)定，具體方法同實(shí)施例1，其線性范圍為5-lOOng mr1。實(shí)施例4介質(zhì)阻擋放電原子化器采用平行 板式結(jié)構(gòu)。以陶瓷為絕緣介質(zhì)(阻擋介質(zhì))，其 厚度為4mm，兩絕緣介質(zhì)之間距離為5mm。電源采用220V，50MHz。以0. 01% (m/v)KBH4為 還原劑；(ν/ν)的HCl為載流；Ar為載氣，載氣流速為IOOmL mirT1。信號(hào)用原子吸收測(cè) 定，對(duì)苯基汞進(jìn)行測(cè)定，具體方法同實(shí)施例1，其線性范圍為5-lOOng mL—1。
權(quán)利要求
基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方法，其特征在于利用還原劑將樣品中的無(wú)機(jī)汞還原為Hg0，而有機(jī)汞生成有機(jī)汞氫化物，在介質(zhì)阻擋放電原子化器不放電時(shí)，進(jìn)行無(wú)機(jī)汞的測(cè)定得到無(wú)機(jī)汞的濃度；在介質(zhì)阻擋放電原子化器放電時(shí)，有機(jī)汞氫化物被原子化，進(jìn)行總汞的測(cè)定，得到總汞的濃度；有機(jī)汞的濃度為總汞的濃度與無(wú)機(jī)汞的濃度之間的差值。
2.按權(quán)利要求1所述的基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方法，其 特征在于所述的還原劑為濃度為0. 01-0. 05% (m/v)的NaBH4或KBH4。
3.按權(quán)利要求1或2所述的基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方 法，其特征在于所述的有機(jī)汞為甲基汞、乙基汞和苯基汞中的任意一種或幾種的混合。
4.按權(quán)利要求1或2所述的基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析 方法，其特征在于所述的介質(zhì)阻擋放電原子化器為平行板式結(jié)構(gòu)或同心圓式結(jié)構(gòu)，具有 兩個(gè)平行電極及兩層絕緣介質(zhì)層，絕緣介質(zhì)層位于兩個(gè)平行電極之間，兩層絕緣介質(zhì)層之 間的距離為lmm-5mm ；兩個(gè)平行電極與高壓高頻電源相連，其電壓為220V-10000V，頻率為 50Hz-50MHzo
5.按權(quán)利要求1所述的基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方法，其 特征在于所述的樣品在載流帶動(dòng)下與還原劑混合，產(chǎn)生的有機(jī)汞氫化物與載氣混合后經(jīng) 過分離，有機(jī)汞氫化物被載氣帶入到介質(zhì)阻擋放電原子化器進(jìn)行原子化。
6.按權(quán)利要求5所述的基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方法，其 特征在于所述的載流為HC1，所述的載氣為Ar，載氣流速為40-100mL mirT1。
7.按權(quán)利要求1或5所述的基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方 法，其特征在于所述的絕緣介質(zhì)層材料為普通玻璃、耐熱玻璃、石英和陶瓷中的任意一種。
8.按權(quán)利要求1或5所述的基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方 法，其特征在于所述的樣品為水樣、魚樣或其它生物組織。
全文摘要
本發(fā)明屬于分析化學(xué)中的元素形態(tài)分析技術(shù)領(lǐng)域，特別的是涉及基于介質(zhì)阻擋放電低溫原子化器的非色譜汞形態(tài)分析方法，利用還原劑將樣品中的無(wú)機(jī)汞還原為Hg0，而有機(jī)汞生成有機(jī)汞氫化物，在介質(zhì)阻擋放電原子化器不放電時(shí)，進(jìn)行無(wú)機(jī)汞的測(cè)定得到無(wú)機(jī)汞的濃度；在介質(zhì)阻擋放電原子化器放電時(shí)，有機(jī)汞氫化物被原子化，進(jìn)行總汞的測(cè)定，得到總汞的濃度；有機(jī)汞的濃度為總汞的濃度與無(wú)機(jī)汞的濃度之間的差值。本發(fā)明的有益效果在于本方法測(cè)定簡(jiǎn)單快速，一分鐘測(cè)定一個(gè)樣品，而且具有氣體消耗少(40-100mL min-1)，功耗低(≤20W)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/31GK101865832SQ20101018130
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者劉志付, 朱振利, 鄭洪濤 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)