Обзор стандарта GB/T 17136-1997
GB/T 17136-1997 «Качество почвы. Определение общего содержания ртути. Метод холодной атомно-абсорбционной спектрофотометрии» является важным стандартным методом в области экологического мониторинга Китая для определения общего содержания ртути в почве. Стандарт применим для определения общего содержания ртути в различных типах почвенных проб и характеризуется высокой чувствительностью, простотой выполнения и малым влиянием помех.
Метод холодной атомно-абсорбционной спектрофотометрии основан на принципе поглощения атомами ртути характеристической линии 253,7 нм; количественный анализ содержания ртути проводится путем измерения величины поглощения. Данный метод имеет низкий предел обнаружения и может удовлетворять потребностям фонового мониторинга почв и оценки загрязнения.
Принцип метода и область применения
Основной принцип
После кислотного разложения почвенной пробы содержащаяся в ней ртуть переходит в двухвалентные ионы ртути. В кислой среде с помощью хлорида олова(II) двухвалентная ртуть восстанавливается до металлической ртути, затем газом-носителем пары ртути подаются в кювету холодного атомно-абсорбционного спектрофотометра.
Атомы ртути дают характеристическое поглощение ультрафиолетового света с длиной волны 253,7 нм, интенсивность поглощения пропорциональна концентрации ртути, на основании чего проводится количественное определение. В этом методе не требуется нагреваемый атомизатор, поэтому технология называется «холодной атомной».
Область применения и предел обнаружения
- Применим для определения общего содержания ртути в почве, донных отложениях и аналогичных твердых пробах.
- Предел обнаружения метода обычно составляет 0,005 мг/кг, нижний предел определения — 0,02 мг/кг.
- Диапазон измерений обычно составляет 0,02–2,0 мг/кг; пробы с высокой концентрацией можно разбавить перед измерением.
Оборудование и реактивы
Основное оборудование
- Холодный атомно-абсорбционный спектрофотометр: оснащен источником света 253,7 нм, кюветой поглощения и системой регистрации.
- Устройство восстановления ртути: включает реакционный сосуд, газовую линию и систему контроля газа-носителя.
- Оборудование для разложения: электрическая плита, водяная баня или микроволновая система разложения.
- Аналитические весы: точность 0,0001 г.
Основные реактивы
- Азотная кислота (высокой чистоты), соляная кислота (высокой чистоты), серная кислота (высокой чистоты).
- Раствор хлорида олова(II) (10%): растворить 10 г хлорида олова(II) в 100 мл соляной кислоты, готовить непосредственно перед использованием.
- Стандартный раствор ртути: готовят из хлорида ртути(II), последовательным разбавлением доводят до требуемой концентрации.
- Раствор перманганата калия, раствор гидроксиламина гидрохлорида и др.
Этапы анализа
Подготовка проб
- Почвенную пробу высушить на воздухе, измельчить, просеять через нейлоновое сито 100 меш, перемешать.
- Взвесить 0,5–2,0 г пробы (с точностью до 0,0001 г) в пробирку для разложения.
- Добавить соответствующее количество смеси азотной и соляной кислот, оставить на ночь или разлагать при нагревании.
- После полного разложения охладить, довести до метки, дать отстояться или центрифугировать и взять надосадочную жидкость.
Проведение измерений
- Подключить холодный атомно-абсорбционный спектрофотометр, прогреть 30 минут.
- Установить параметры прибора: длина волны 253,7 нм, расход газа-носителя 1,0–1,5 л/мин.
- Отобрать соответствующее количество раствора после разложения в реакционный сосуд, добавить раствор хлорида олова(II), немедленно плотно закрыть.
- Записать пик поглощения, измерить высоту или площадь пика.
- Одновременно выполнить холостой опыт и построить стандартную кривую.
Построение стандартной кривой
Приготовить стандартную серию растворов ртути с концентрациями 0, 0,01, 0,02, 0,05, 0,10, 0,20 мг/л и измерить оптическую плотность в соответствии с процедурой измерения проб. Построить стандартную кривую зависимости оптической плотности от концентрации ртути, рассчитать уравнение регрессии.
Ключевые параметры и оптимизация условий
| Параметр | Рекомендуемое значение | Примечание |
|---|---|---|
| Длина волны | 253,7 нм | Характеристическая линия поглощения ртути |
| Расход газа-носителя | 1,0–1,5 л/мин | Азот или аргон |
| Концентрация хлорида олова(II) | 10% | Восстановитель, готовить непосредственно перед использованием |
| Кислотность | 5%–10% HNO3 | Обеспечивает эффективность восстановления |
| Температура реакции | Комнатная | Избегать высокой температуры во избежание улетучивания ртути |
Устранение помех и меры предосторожности
Распространенные помехи
- Летучие органические соединения: могут создавать фоновое поглощение, необходимо устранять путем холостой коррекции или предварительной обработки.
- Сульфиды: образуют осадок с ртутью, влияя на восстановление; можно добавить перманганат калия для окисления.
- Галогены: мешают поглощению, можно устранить гидроксиламина гидрохлоридом.
Ключевые моменты выполнения
- Вся посуда должна быть выдержана в азотной кислоте во избежание загрязнения ртутью.
- В процессе разложения следует избегать слишком высокой температуры, чтобы предотвратить потери ртути.
- Раствор хлорида олова(II) необходимо готовить свежим; при длительном хранении он теряет эффективность.
- При измерении поддерживать герметичность газовой линии, предотвращать утечку паров ртути.
Расчет и представление результатов
Содержание общего содержания ртути в почве (мг/кг) рассчитывают по формуле:
ω(Hg) = (c × V) / (m × 1000)
- c: концентрация ртути, найденная по стандартной кривой (мг/л)
- V: объем доведенного до метки раствора после разложения (мл)
- m: масса взятой пробы (г)
Результат представляют с двумя значащими цифрами и указывают в пересчете на сухую массу.
Контроль качества и обеспечение качества
- Для каждой партии проб выполнять не менее двух холостых опытов; значение холостого опыта должно быть ниже предела обнаружения.
- Для контроля точности использовать сертифицированные стандартные образцы; степень извлечения должна составлять 90%–110%.
- На каждые 10 проб вставлять одну параллельную пробу; относительное расхождение должно быть менее 10%.
- Коэффициент корреляции стандартной кривой должен быть ≥0,999.