测汞仪|冷原子荧光测汞仪|测汞仪的工作原理与应用|使用方法及注意事项

汞是我国实施废水排放总量控制的基本指标，随着工业化的持续推进，排放到环境内部的汞数量快速增加，如今水、土壤以及大气内部的汞数量逐年增加，已经威胁到人类的长久发展。

如今，世界卫生组织已经将汞作为首要考虑的环境污染物质，我国也将汞作为一个限量指标纳入相关卫生标准，并将其作为饮用水质量检测的一个重要项目。近年来，我国对于水的质量安全越来越重视，并下决心做好这项工作，保证水资源的安全与人们的身体健康。

冷原子荧光测汞仪在吸收国外先进技术的同时，结合国内的实际，致力于冷原子荧光测汞仪的研究、设计、制造已历20余年，产品遍及全国。冷原子荧光测汞仪为痕量汞分析专用仪器，特别适用于环境监测、卫生防疫、食品检验、计量测试、水文地质和科学研究等部门各类样品中痕量和超痕量汞的分析测定。经性能测试结果表明，本仪器灵敏度高，稳定性好、记忆效应小、数字显示直观、结果自动计算打印，因此操作方便，测定快速。可精确测定水、大气、化妆品、食品、矿物、生物和人体组织等样品中的微量汞。适用于环境监测、食品卫生、自来水、质量监督检验、石油化工等部门。

由光源低压汞灯发射出的253.7nm波长的激发光，通过透镜聚焦，照射在常温下气化的试样中汞原子蒸气上，基态汞原子被激发跃迁到高能态，然后去激发返回到基态时而辐射出与激发光相同波长的共振荧光，此荧光经透镜聚焦于检测器光电倍增管的光阴极上，光电流经放大，其模拟信号经微机处理转换成数字信号被测量，当汞浓度很低时，荧光强度与试样中汞浓度呈线性关系，因此可用于汞的定量分析。

低压汞灯发出253.7nm谱线，照射到被测样品生成的汞蒸汽上，汞原子辐射出荧火，由光电倍增管转换成电信号，经放大、A/D转换后由单片机进行数据处理、LED显示、打印出测试结果。

仪器采用过量的氯化亚锡与样品中的充分反应,其反应式如下:

HgCl2+snCl2=SnCl2+Hg(

测汞仪是一种高灵敏度的测汞用的原子吸收光谱仪器，产品具有性能稳定、使用灵活、可靠性高、维护简便等优点。用户对于测汞仪的使用知识需要进行了解，今天我们主要来介绍一下测汞仪的工作原理及应用，希望可以帮助到大家。

测汞仪(mercury vapourmeter，mercury vapour analyzer)是一种高灵敏度的测汞用的原子吸收光谱的仪器。在一些金属矿床上方空气中的汞异常往往低到几至几十纳克/立方米。原有各种测汞的方法无法发现此种微弱异常。近年来研究成功的测汞仪，其灵敏度可以达到l纳克/立方米。

它是利用汞蒸气能强烈吸收253.7纳米谱线的特性而设计的。仪器主要包括发射253.7纳米谱线的汞灯，气体吸收室及光电放大和测量等装置。进入吸收室的气体样品，如含有微迹的汞，则通过吸收室的光线会因部分被汞吸收而减弱。根据光线减弱的程度可以测出气体中的汞含量。由于二氧化硫及许多稀有气体在253.7nm附近对谱线有显著的吸收，因而产生严重的干扰。

根据消除干扰方法的不同而分成多种类型的测汞仪，例如：

①利用贵金属捕集器使汞被截留，使干扰气体逸去;

②使样品气流分成两股，将一股中的汞事先移除，然后比较同一光源通过两个吸收室时的输出;

③利用压致展宽效应，将通过吸收室后的光线分成两股，一股再通过饱和汞蒸气室，然后测量两股透出光线强度的比值;

④利用“塞曼效应”，比较在光源上施加磁场与不加磁场时，通过吸收室的光线强度的比值。根据实用上的要求，已制成了装在汽车及飞机上进行连续测定汞的仪器，以及能就地进行测定的轻便背包式的测汞仪等。

测汞仪基于元素汞在室温下，不加热的条件下，就可挥发成汞蒸气，并对波长253.7nm的紫外线具有强烈的吸收作用，在一定的范围内，汞的浓度和吸收值成正比，符合比尔定律。应用冷原子吸收原理，采用朗伯一比耳定律，在翻泡瓶中加入氧化型水样，插入管芯，在管芯上

测汞仪是一种高灵敏度的测汞用的原子吸收光谱的仪器。在一些金属矿床上方空气中的汞异常往往低到几至几十纳克/立方米。原有各种测汞的方法无法发现此种微弱异常。近年来研究成功的测汞仪，其灵敏度可以达到l纳克/立方米。它是利用汞蒸气能强烈吸收253.7纳米谱线的特性而设计的。

(1)在干燥管内装入干燥剂(变色硅胶，颗粒大于3mm)

(2)连接好气路，进气管道应尽量短，若要回收排出废气中的汞，可在仪器的排气口接一只回收管，内装碘化活性碳(混合物)，Z终的排气口应通至室外。

(3)准备0.1ug/mL汞标准液，亚锡溶液和蒸馏水。

(4)在样品溶液中加入适量的硫酸和高锰酸钾溶液进行消解，使样品中各种形态的汞转变为离子态汞，以备测定(该项工作视分析操作规程而定)。

(5)其它工具:吸耳球、O.5mL移液管(校准过)、10mL注射针筒、烧杯等。

(1)打开电源开关，数字表点亮，汞灯指示灯也同时点亮，5秒后自动熄灭。

(2)接上抽气泵，调节流量阀使流量稳定在1.2L/min。

(3)仪器预热一段时间后(约20-30分钟)，调节调零电位器使数字显示000。

(4)按下保持常规钮，使仪器处于保持状态，保持指示灯点亮。Zda显示数值被保持，此时复零钮起作用，按一下复零钮，保持数值被复原位，松开保持常规钮恢复到常规状态。

a、改变流量

b、干燥剂种类改变

c、环境温度距上次线性校正有较大变化。

d、测量中发现线性不良。

e、测量浓度不在上次线性校正范围内。

1.调节调零电位器使数字显示0 0 0，按下保持常规钮；

2.打开翻泡瓶盖，用移液管在瓶内加入0.3ml浓度为0.1ug/m1的汞标液；

3.再加入8ml蒸馏水，2ml 10%氯化亚锡溶液，随即盖好翻泡瓶；

4.载气将瓶内的汞蒸汽带

目前测汞的常用方法有氢化物发生原子荧光法、冷原子吸收法、双硫腙分光光度法、色谱法等。这些方法需要大量化学试剂，且样品处理耗时长。测汞仪无需进行样品前处理直接对样品进行测试，无试剂污染，具有取样量少、灵敏度高、精密度好、省时简便等优点，在液态和固态物质汞含量测定方面应用越来越广泛，如食品、奶粉、饮用水、化妆品及土壤和煤中汞含量的测定等。

目前还没有专门针对测汞仪计量校准的相关规程。JJG 548-2004测汞仪检定规程主要适用于冷原子吸收及冷原子荧光测汞仪的计量，而JJG 694-2009原子吸收分光光度计检定规程适用于火焰原子化法和石墨炉原子化原子吸收分光光度计的计量。本文根据测汞仪的原理，对其计量校准方法、校准项目及技术指标进行了探讨。

汞原子蒸气对波长253.7 nm的共振线具有强烈的特征吸收，遵循朗伯比耳定律，在一定浓度范围内，其吸收光度与汞含量成正比。测汞仪是将称好的样品放入样品舟内，仪器将样品自动送进热解炉。样品经加热干燥后被高温氧化分解，含汞产物被还原为汞原子，其它含卤素及氮硫的氧化物等分解产物被催化床捕获。汞蒸气由载气带入释放炉，而后被齐化器进行收集，其它不含汞的蒸气和分解产物由气流带出系统。随后迅速加热齐化器释放出汞，载气将汞蒸气带入具单波长原子吸收分光光度计的吸收池中，在253.7 nm的波长下测量汞的吸收。图1为某公司生产的直接测汞仪的结构示意图。

                                    图1 直接测汞仪结构示意图

由图1所示，测汞仪主要由自动进样器、分解炉、催化炉、释放炉(齐化器)、汞灯、吸收池、检测器、数据处理系统等组成。

汞对人们生存环境造成的污染极难清除，自然净化、日晒雨淋、杂草丛生都不能根除污染土壤中的汞，由于它在常温下易蒸发，遇冷吸附在墙壁上，液体状时黏度小、流动性大，因此，会形成二次污染源。大面积土壤中的汞污染侵入水体，水生生物、垦田稻米进入食物链。若不及时检测到含汞食物及汞污染场所，会对人造成累积中毒，损伤神经系统及组织器管。监测地表水和工业排放污水中汞的含量，检查食品中是否有微量汞存在，检验化妆品中汞含量是否超标等都离不开测汞仪器。

它的理论原理是以郎伯一比尔定律为基础，汞灯源射出的特征谱线在穿过吸收池内的汞蒸汽时，被汞原子吸收，光强度减弱的差值(A2-Ai)，被光电管接收转换为电信号的差值(E2-Ei)。郎伯一比尔定律适用范围是低浓度测量，这类仪器监测汞含量在ng/mL范围内，有较好的响应值和线性。

它的机理属原子发光类型，光致发光，被测的汞蒸汽必须要用高纯氮气作气体动力源，将样品汞蒸汽推至原子池内并流出。基态汞原子被汞光源激发至高能级，但不稳定，返回至基态时，辐射出荧光，以球面状向周围发射。根据数学统计的原则，认为各方向的辐射能均衡，光电倍增管是平面接收，只接收某一方向辐射来的汞原子荧光，接收荧光的光电管与汞灯源成90。直角，光学陷井吸收汞光源多余的入射光，原子荧光随浓度的增加，它的荧光强度增大到某一限度后会下降，如图1所示。浓度太高，原子荧光产生自吸收。

配制10%的氯化亚锡100ml(称109氯化亚锡用10ml优质纯盐酸溶解，加去离子水至100ml)。配制高锰酸钾溶液(吸收废汞蒸汽)，用三通阀控制汞蒸汽的流向，每一次测量取值结束后，将三通阀开向高锰酸钾池内，吸收废汞至仪器显示O.OOOA吸光度。

(1)线性溶液分别盛在5个瓶中，加入不同浓度液体，测出不同的吸光度值；

(2)用100mg/ml的汞标液，分别取0.

汞及其化合物的特有性质，在科研和生产领域得到广泛应用，但也带来了环境污染，并对生物造成了危害，因此汞的监测得到国家很大的重视，并规定了空气中汞蒸汽浓度在居住区不得超过0.0003mg/m3，工业生产区不得超过0.01mg/m3，生活饮用水含汞量不超过1ug/L(1ppb)。近年来由于此项工作的不断发展，微量汞的分析方法也在不断改进，对测汞仪的全性能要求也就越来越高。鉴于目前冷原子吸收法仍为一种主要的测汞手段，该仪器极大地改善了漂移和噪声，提高了灵敏度和精确度，并具有数值保持功能。由于技术水平有限，使用的过程中难免会出现故障，以下是工程师对您的几点建议：

只需点击维护向导内各部件对应的按钮，然后点击对话框内的Maintenance按钮，根据提示即可进行该部件的维护。参照说明手册进行操作，维护完成后部件使用剩余次数和维护时间应复位。

仪器配备两种样品舟：镍舟和石英舟。循环加热和纯氧接触会严重损坏样品舟。具有腐蚀性的化学物质也会损坏样品舟并使其寿命缩短。

2.1 样品舟的使用

不能使用未经马弗炉加热净化的样品舟。样品舟出厂时汞含量很低，但是为了获得Z佳性能，每次使用前需对样品舟进行再次净化。将马弗炉温度升至800℃。将样品舟放入干净的石英罐内(PN318-00125)。将石英罐放入马弗炉中加热15min以上，取出冷却。

2.2 样品舟的更换

样品舟被腐蚀或磨损时需进行更换。自动进样器不能顺利加载变形的样品舟，所以不能使用变形的样品舟。如果样品舟出现孔洞则应立即废弃。

2.3 残损样品舟的判断

(1)检查样品舟底面是否光滑平整。将有问题的样品舟放置在平面上，样品舟不用支撑就应保持稳定，如果样品舟倾斜角度超过5°，则可能导致自动进样器不能正常装载。

(2)检查样品舟是否变形。使用一个新的样品舟作为测试夹具，将新的样品舟放入旧舟，两舟之间空隙不应超过3m