土壤中汞含量的檢測方法研究

　　1 概述

　　隨著工業的飛速發展，汞的用途越來越廣泛，從而使得大量的汞進入環境。汞對消化道有腐蝕作用，對腎臟，毛細血管均有損害作用。急性中毒多半由誤服升汞引起，有消化道腐蝕所致的癥狀，吸收后產生腎臟損害而致尿閉和毛細血管損害而引起血漿損失，甚至發生休克，能和病原微生物呼吸酶中的硫氫基結合而抑制其生活力，最后使其窒息而致死。汞可以通過不同途徑進入土壤環境，并經過復雜的物理、化學反應，大部分以各種形態滯留在土壤中，殘留在土壤的汞又隨著雨水遷移，造成地表水和地下水的污染。同時，汞還能通過作物可食部分積累進入食物鏈，汞通過土壤-植物-牲畜-人，最終對人體健康構成危害。

　　人類的生產活動對金屬汞分布有著顯著影響。工業電子制造或工業電器產品中汞獲得廣泛應用。像如今氣態汞仍用于制造日光燈，產品的破損與淘汰，給環境與人類健康構成嚴重威脅，故其防治已成為越來越嚴峻的問題；為了防止環境污染造，所以采用一定技術手段，土壤中汞含量的檢測方法研究顯得十分重要。

　　2 土壤中汞含量的常見檢測方法概述

　　土壤中汞含量的常見檢測方法較多，常用的有冷原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法，電感耦合等離子體發射光譜法等。相關國家標準有G B/T 22105.2-2008、NY/T1121.10-2006、HJ680-2013，當前分析技術難點在于分析過程污染；傳統的清洗方法有硝酸浸泡法、重鉻酸鉀清洗法，高錳酸鉀法該方法氧化性高，且效果不明顯，且某些試劑對人體可能致癌風險。

　　3 土壤中汞含量的檢測方法研究

　　本土壤中汞含量的檢測方法采用的試劑均為分析純或分析純以上，水均為蒸餾水或去離子水；采用的玻璃器皿均用體積分數50％HNO3浸泡24小時以上再用蒸餾水沖洗干凈并烘干，以下實施例中如無特殊說明，試劑和儀器均采用市售品種并按照說明書操作，土壤中汞含量的常見檢測方法包括以下步驟：

　　a）采用10％～50％氯化亞錫或鹽酸羥胺清洗比色管，直接還原離子態汞金屬；

　　b）去離子水清洗比色管中過剩氯化亞錫或鹽酸羥胺；

　　c）濃度為20～50％的濃硝酸完全氧化殘留汞；

　　d）去離子水洗凈比色管；

　　e）在比色管中加入稱取0.2500g自然陰干樣品并加入王水；

　　f）高溫100±5℃水浴N小時冷卻定容，其中N≥2；

　　g）采用原子熒光光譜儀測定。

　　其中王水包括鹽酸和硝酸的混合物，鹽酸和硝酸配比為3：1。

　　土壤中汞含量的常見檢測方法的具體操作細節如下：

　　1、土壤的制備

　　1.1材料

　　蒸餾水或去離子水，濃硝酸ρ（HNO3）＝1.42g/ml；優級純、氫氟酸ρ（HF）＝1.49g/ml；100目尼龍篩、瑪瑙研體、玻璃容量瓶或相關容器；

　　1.2土壤制備

　　采集樣品依據國家采樣規范進行采樣，進入實驗室后自然陰干。樣品經過四分法，最后采集約500g樣品進行瑪瑙研體研磨，過100目尼龍篩得到待測土壤樣品；稱取10～50g樣品于105℃左右烘箱進行烘干計算含水率，兩次冷卻后重量不得超過1％。

　　2、比色管的處理。

　　a）采用10％～50％氯化亞錫或鹽酸羥胺10ml清洗比色管3次；

　　b）去離子水清洗比色管3次清洗過剩氯化亞錫或鹽酸羥胺；

　　c）置于通風櫥加入2ml濃硝酸完全氧化比色管中殘留汞；

　　d）去離子水洗凈比色管三次。

　　3、樣本的消解

　　取0.1～0.5g（精確到0.0001g）于比色管中，加入新配置王水（1：3HNO3/Hcl）水浴消解2小時，之后冷卻定容待測。

　　4、儀器與耗材

　　4.1儀器和材料

　　海光AF-9700型注射泵式原子熒光光譜儀；干凈的50ml玻璃容量瓶9個，1000mg/L汞標液。

　　4.2實驗步驟

　　4.2.1曲線的繪制

　　母液繪制：移取汞標液（1000mg/L）2ml至50ml玻璃容量瓶中，獲得20mg/L汞；從20mg/L汞吸取2.5ml定容至50ml獲得1mg/L汞，從1mg/L汞移取1ml定容至50ml得多汞母液20ug/L。

　　標準點繪制，從母液中移取0ml、1ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml、2.5ml至50ml玻璃容量瓶中，用移液槍移取2ml GR級別鹽酸酸定容至刻度獲得0ug/L、0.4ug/L、0.8ug/L、1.2ug/L、1.8ug/L、2.0ug/L汞標液。

　　4.3測定

　　開啟原子熒光光譜儀預熱30min，氬氣調整至800ml/min，載氣調整至300ml/min；所述元素含量的測定公式為：

　　式中：ρ-待測液體樣品中元素濃度（ug/L）；

　　V-試劑定容的體積（ml）；

　　m-稱取試樣的重量（g）；

　　f-試樣中水分的含量（％）；

　　5 土壤中汞含量的檢測方法進一步研究

　　在本土壤中汞含量的檢測方法，質量控制保證作為技術研究核心：

　　1）空白試驗，每批樣品至少做1個實驗室空白，所測元素的空白值不得超過方法測定下限。若超出則須找原因，重新分析直至合格后才能分析樣品。

　　2）每批樣品分許均須繪制校準曲線，校準曲線的相關系數應大于或等于0.995。每分析50個樣品須用一個校準曲線的中間點濃度標準溶液進行校準核查。其測定結果與最近一次校準曲線濃度的相對偏差應小于或等于10％。否則重新繪制曲線。

　　3）準確度控制，對樣品進行全量測定時每批樣品需要帶有證標準物質，其測定結果應在給出不確定度范圍內，對樣品進行加標控制準確度，其加標回收率范圍應在80％～120％之間。

　　5 結論

　　汞污染是一個全球性的污染問題，直接關系到人類的健康和發展，其中土壤汞的污染與人類的生產生活密不可分，更應受到人們的關注和重視。汞及其化合物進入土壤的途徑有很多種，要想控制污染問題，首先，應進一步定量分析土壤中汞的形態，研究治理區域土壤的理化性質，摸清土壤環境對土壤中汞形態轉化規律的影響，從而采取有效的方法來干預和控制土壤汞的遷移轉化的速率；其次，在采取防治措施的同時，還要兼顧經濟效益和環境效益兩個方面。最后，還可以采取控制源頭，加快研究新型清潔材料，積極探索新型的修復技術等措施。

　　本土壤中汞含量的檢測方法可大大提高分析準確度，同時采用精確度的技術手段，大大減少試劑消耗，減少試劑使用，減少分析測試人員的健康風險，此檢測方法成本低，能耗小，準確度高，效率高，前景廣闊。