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原子荧光技术在水环境汞含量检测中的运用

2025-04-22 47 上传者：管理员

摘要：随着经济发展步伐的不断加快，生态环境问题也日益暴露，并逐渐成为阻碍经济高质量发展的关键因素。解决生态环境污染问题是全球各国关注的重要课题和努力的主要方向。若水体环境受到严重污染、破坏，便会严重影响自然环境和人类生活环境，甚至危及生物的生存安全和健康。鉴于此，本文将基于水环境中汞含量的检测工作，在概念、工作流程概述以及采样方法分析的基础上，运用原子荧光技术，重点探究水环境中检测汞含量的有效策略，希望能为行业内的检测人员提供参考，从而在最大程度上发挥原子荧光技术在水环境汞含量检测中的作用。

关键词：
原子荧光技术
水环境
环境保护
采样检测
金属污染
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水是生命之源,一旦水环境受到严重污染,水环境中的金属污染元素就会通过自然水循环,经由降雨或被人类饮用等途径进入人体内,造成人体器官､功能损坏,危及人们的人身安全;同时,也会影响水体环境中植物､动物､微生物的生存｡若水环境中金属汞的含量超标,将对生物和自然环境造成直接影响｡原子荧光技术在水环境汞含量检测中的应用,能辅助相关人员对水体环境各元素的含量进行全面掌握,并对此进行相应处理｡

1、原子荧光技术概述

原子荧光技术,即根据自由原子能吸收光源辐射的特征,根据荧光强度,判断汞含量的一种检测技术｡自由原子的外界电子层不稳定,容易发生在低能态､高能态两种状态下跃迁的情况,并会在能态跃迁的过程中释放一定的能量,产生共振荧光｡检测人员使用光电倍增管接收共振荧光,并将其转化为电信号,以计算机为载体,直观地获取计算机软件中的电信号,据此判断荧光强度[1]｡共振荧光的强度与环境中金属汞的含量成正比,检测人员能依据荧光强度,计算汞含量的具体数值｡含量,即非共振荧光､敏化荧光｡

2、原子荧光技术在水环境中汞含量检测的工作流程

在水环境汞含量检测中应用原子荧光技术,需要检测人员遵循工作原理,从前期准备､实验检测和结果分析三个环节入手,依据工作流程开展各项工作,严格规范检测行为｡

2.1前期仪器､试剂准备

实验仪器､试剂是原子荧光技术用于检测水环境汞含量的重要工具｡在实验开始之前,检测人员要做好仪器､试剂准备工作,选择符合国家标准的试剂,满足汞含量检测的仪器条件｡

一方面,根据金属汞的化学性质,选择能引起其产生实验反应的试剂,采用精密的检测仪器､设备,创建能满足样本汞含量检测需求的实验室环境,满足汞含量检测的物质需求｡例如,在仪器方面,配备AFS-8230型双道氢化物-原子荧光光度计､元素灯;在试剂方面,配齐盐酸､2%盐酸溶液､硼氢化钠､硝酸､100mg/L的汞标准贮备液､10.0μg/L的汞标准使用液､超纯水､100g/L的盐酸羟胺溶液,且明确规定每种试剂的使用要求,如10.0μg/L的汞标准使用液在使用前应使用15%的硝酸溶液对其进行逐级稀释｡

另一方面,将仪器调试为可使用原子荧光技术检测汞含量的状态,满足仪器条件｡例如,汞灯的电流为30mA､负高压为270V;原子化器的高度为10mm,载气流量为400L/min;屏蔽气的流量为1000mL/min｡

总之,在检测人员正式对从水环境中抽取样本的汞含量进行检测之前,检测人员要根据其采用原子荧光技术检测样本汞含量的需求,满足最基本的试剂､仪器条件,确保样本实验能有序､准确进行[2]｡

2.2多次实验,保证精密度达到标准

从水环境中抽取含汞样本,将5.00mL的样本倒入10mL的比色管中,并向其中加入1mL的盐酸-硝酸溶液,摇晃均匀之后,将比色管放置于沸水浴中持续加热1h｡按照步骤对样本进行处理之后,依次配置标准系列样本,根据计算机软件显示的电信号,测定相对应的原子荧光强度,将其作为纵坐标,并将汞含量作为横坐标,依次绘制标准曲线｡

为了保证测量结果的准确性,检测人员须严格按照步骤,对待测定的水样重复进行15次检测,根据每次结果计算标准偏差,从而提升检测结果的准确性｡

2.3结果分析､讨论与总结

在15次重复检测实验后,检测人员获得15个结果,并对结果进行整理､计算,将实验得到的水样汞含量结果与国家水质卫生标准进行对比,看水样中的汞含量是否超标｡在国家水质卫生标准中,生活饮用水的汞元素含量应≤0.001mg/L,企业､工厂排放的废水中汞元素的含量应≤0.015mg/L[3]｡检测人员对照国家水质汞元素含量标准,在保证偏差在合理范围内,明确水样的汞含量｡

3、水环境中汞含量采样方法

原子荧光技术在水环境汞含量检测工作中的应用,需要检测人员按照步骤选取水环境中的样本,将其制备成可用于检测的样本溶液;量取一定量的水样,将其转移到相应的检测仪器中;连接计算机软件,根据荧光强度,判断水样汞含量｡从水环境中抽取水样,是原子荧光技术应用的重要前提｡检测人员除了使用采样设备,如试管等,采集一定量的水样,还可借助仪器设备,对水环境进行动态监测､数据实时分析｡

水环境中汞含量的采样方法较为简单,检测人员需要重点关注采样的安全性,做好自我保护工作,预防污染｡首先,检测人员选用一次性的取样容器,并对使用后被污染的容器进行妥善处理,还要使用长度适宜的绳子､化工手套｡例如,使用陶瓷杯子抽取水样,用绳子连接杯子,戴好化工手套,连着绳子,将杯子下放到水中,将盛好水的杯子拉上来,取得样本｡其次,在取得水样的基础上,检测人员使用试剂制备可用于试验检测的样本试液,使用原子荧光增强管､计算机软件,根据软件显示的电信号,明确原子荧光强度,并据此计算水样中的汞含量｡最后,在取样和检测之后,检测人员要对抽样､实验使用的工具进行妥善处理,重点处理被污染的容器,并对溶液进行回收处理,避免因实验检测导致新的污染｡

除了在水环境内抽取水样,还可借助计算机､现代设备､智能仪器等工具,实现对水环境的在线监测｡检测人员使用采样装置,连接智能化处理系统､计算机平台,将实时监测的水样数据､监测数据等直接发送到计算机平台或检测人员的手机,借助现代设备､数据平台实现对水环境汞含量的实时监测,从而及时掌握水环境中汞含量的变化情况｡

4、原子荧光技术在水环境中检测汞含量的策略

原子荧光技术在检测水环境中汞含量中的应用,具有较强的准确性,能够辅助检测人员准确掌握水环境中汞元素的浓度,为其制定和实施后续工作计划提供准确的信息,提升污染防治的有效性｡检测人员需要根据原子荧光技术的检测原理､汞元素的性质,从材料准备､行为规范､结果研究等多个方面入手,指导后续科学､合理地开展相关工作｡

4.1抽取水样,进行水样预处理

采用原子荧光技术检测汞含量的目标水样,多为生活､企业､工厂排出的废水｡但是这类水样在进行检测之前,需要对抽取的水样进行预处理,让抽取的水样达到可检测的标准,从而将其放置于相应的试管､仪器中[4]｡对生活､生产废水进行预处理的方式存在明显的不同｡

例如,在对生活废水进行预处理时,检测人员从目标水环境中选取50mL的生活废水样本,将其放到容量为100mL的锥形瓶中,并添加5mL的盐酸-硝酸溶液;将完全混合的溶液放在电热板上加热,直到溶液的表面冒出白烟,将其从电热板上取下来进行冷却,溶液冷却即完成对水样的预处理;将冷却完全的溶液转移到容量瓶中,将其摇匀,为后续检测做准备｡又如,对工厂废水中的汞元素浓度进行检测之前,检测人员需要从废水中抽取样本,并添加一定量的硝酸-高氯酸混合溶液､盐酸溶液,对工业废水样品进行预处理｡如果所选取的水样存在悬浮颗粒物,检测人员在对其进行溶液混合预处理之前,还要提前将颗粒物过滤､去除,如采取滤膜过滤方法｡对海水进行水样预处理与对生活污水､工业废水的处理则存在较大的不同性,对后两者的水样消解预处理,须添加配置好的液体消解剂,而对海水样品进行消解处理采取的则是热消解法,将含量为10mL的海水样品放在容量为25mL的比色管中,加入浓硫酸､过硫酸钾,并将其摇晃均匀,将比色管放在维持100℃的沸水中,持续进行15min的沸水浴｡此外,若水环境中的汞以有机汞､无机汞的形式存在,则在水样预处理时可以选择溴化剂对水样进行消解处理,为后续原子荧光技术应用检测汞含量做好准备｡

4.2行为约束,提升检测规范性

检测人员的专业能力､个人素质､态度和职业责任感等均是影响其检测过程和结果的关键因素｡检测人员不合理的水样选取､预处理和检测行为,不仅会直接导致检测结果不准确,致使检测偏差较大,甚至会降低检测过程的安全性,危及检测人员的人身安全｡例如,检测人员在选取水样时未按照要求佩戴化工手套,双手直接接触工业废水,若废水中的汞含量超标,则很容易经由皮肤进入身体,影响身体器官功能和健康｡因此,检测机构要加强监测人员安全教育,通过定期开展的专业培训和常态化安全教育,建立安全管理制度,从人为因素角度入手,提升技术操作､水样检测等行为的规范性,避免因检测人员不合理､不合规操作而引起各种各样的问题｡检测机构针对原子荧光技术的应用原理､汞元素的性质､操作流程等,要建立完善的工作条例､管理制度,在为检测人员指明工作方向的同时,还能约束､规范检测人员的操作行为｡

4.3技术应用,实现数据在线监测

检测人员采用原子荧光技术,根据金属汞原子最外层电子层不稳定性释放能量并产生共振荧光的原理,测定水环境中汞元素的含量,除了针对不同来源､类型水环境选取的样品进行预处理,为水样检测做准备,并建立完善管理制度､工作条例,从人为因素的角度入手,确保水环境汞含量检测后续各项工作有序开展,还可在现代技术的支持下,借助监测仪器､设备,实现对水样的在线､实时监测,发挥现代技术在水环境汞含量检测中的作用[5]｡

5、结语

原子荧光技术在水环境中汞含量检测中的应用,具有较强的可行性和有效性｡检测人员需要严格依据工作流程,抽取样本､预处理､配制试剂､设备检测､数据分析､结果计算､讨论研究,并在现代技术的支持下,将在线监测系统与原子荧光技术融合应用,从整体上提高水环境汞元素含量检测效率与水平､检测结果的准确度｡

参考文献:

[1]应夏芬,王时杰.基于原子荧光光谱法的水环境汞含量检测技术研究[J].皮革制作与环保科技,2023,4(14):14-15,21.

[2]董耀红.原子荧光技术在水环境中检测汞含量的运用探讨[J].清洗世界,2022,38(9):43-45.

[3]孟令峰,左小利.原子荧光技术应用在水环境中检测汞含量的研究[J].节能与环保,2021(5):82-83.

[4]孙颖.浅谈原子荧光技术在水环境检测中的应用[J].中国资源综合利用,2019,37(9):181-183.

[5]李娜.试论原子荧光技术及其在水环境检测中的应用[J].资源节约与环保,2018(8):44.

文章来源:陈韵,高瑶,方瑾.原子荧光技术在水环境汞含量检测中的运用[J].黑龙江环境通报,2025,38(04):141-143.