汞 汞(Mercury,Hydrargyrum)是一種 過(guò)渡金屬 元素,別名水銀,位于 元素周期表 的第6周期、第IIB族,屬于ds區(qū)元素,化學(xué)符號(hào)為Hg,原子量為200.59,原子序數(shù)為80 ,是一種無(wú)明顯氣味的銀白色的液體,也是常溫常壓下唯一以液態(tài)存在的金屬。汞可溶于 氧化性酸 ,比如 硝酸 和熱的 濃硫酸 ,但與 稀硫酸 、 鹽酸 、堿等都不反應(yīng)。汞的密度較大,蒸氣壓也較低,因此可用于制作氣壓計(jì) 。
基本信息
物理性質(zhì)
水溶性
可溶于硝酸和熱的濃硫酸,但與稀硫酸、鹽酸、堿等都不反應(yīng)
原子性質(zhì)
汞是一種有強(qiáng)烈神經(jīng)毒性的元素 ,其單質(zhì)以及多種化合物都有不同程度的毒性,會(huì)造成慢性中毒。在水生環(huán)境中由于微生物的作用,汞會(huì)轉(zhuǎn)化為 甲基汞 ,這使得汞更易在食物鏈中產(chǎn)生生物放大作用,因此,人類日常飲食攝入新鮮海洋食物會(huì)引起極高的飲食汞暴露,增加 汞中毒 風(fēng)險(xiǎn) 。1956年發(fā)生在日本的“水俁病”就是汞中毒的一種,汞中毒會(huì)破壞人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng) 。 金屬汞具有 還原性 ,氧化態(tài)有+2和+1兩種表現(xiàn)形式。汞是一種惰性金屬,與氧氣化合較慢,但與硫在混合研磨的情況下就會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)毒的 硫化汞 (HgS),該反應(yīng)可以用于處理灑落的汞 。 汞作為一種重要的金屬,在人們的日常生活中應(yīng)用廣泛,最常見的就是 水銀溫度計(jì) 。此外,汞還廣泛地應(yīng)用在農(nóng)業(yè),工業(yè) ,醫(yī)學(xué) 等方面。汞的多種化合物還可作為工業(yè)合成中的催化劑使用 。
發(fā)現(xiàn)歷史 人類在古代就發(fā)現(xiàn)了汞,公元前1-4世紀(jì),歐洲的書中就記載了用 辰砂 (HgS)制作汞的方法。汞元素符號(hào)Hg則來(lái)自于拉丁語(yǔ)“hydrargyrum”,它由“hydra”水和“argyrum”銀組成,意為“像水那樣的銀” 。汞的英文名為Mercury,是根據(jù) 羅馬神話 中的神“Mercurius”這個(gè)單詞而來(lái)的。人們?cè)诠?500年的埃及墓中發(fā)現(xiàn)了水銀的存在 。在前500年左右,汞被用來(lái)和其他金屬一起生產(chǎn)汞齊。古希臘人將它用在墨水中,古羅馬人將它加入化妝品。煉金術(shù)士 認(rèn)為世界上所有的物質(zhì)都是由水銀組成的,假如他們能將汞固體化,汞就會(huì)變化為金 。 中國(guó)發(fā)現(xiàn)并運(yùn)用汞的歷史也很久遠(yuǎn)?!?/span>史記 》中有記載:“巴寡婦清,其先得丹穴,而擅其利數(shù)世 ?!暗ぱā奔?/span>汞礦 ,可以知道戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已經(jīng)存在了采汞的礦業(yè)。又有記載 秦始皇 陵墓中有大量水銀。根據(jù)大量出土文物的檢測(cè)表明,春秋末期戰(zhàn)國(guó)初期已有用汞齊鎏金的技術(shù)。等到明朝宋應(yīng)星在撰寫《 天工開物 》時(shí),對(duì)冶煉汞的方法等有大量的記載,并且配有附圖 。清朝康熙年間田雯所撰寫的《 黔書 》中記載了貴州提煉水銀的方法:“灶有大小,鍋也是這樣的。大的可以容砂二十升,將其分為十層,其中的八層中,將陳汞灰布在稃粃布上面。處理的時(shí)候用勺子,中間凹陷四周凸起。蓋上鍋,加熱,揉鹽泥,涂在它周圍的縫隙中。就這樣進(jìn)行鍛造??偣惨粫円购笾瞥晒?;滴滴懸珠,十分燦爛明耀,都保留在釜的內(nèi)部?!边@種提煉汞的方法多地都有采用。 天工開物中附圖,將導(dǎo)管在天鍋上方引出,將水銀蒸氣導(dǎo)入旁邊的容器中,冷卻凝結(jié)成水銀
分布情況
汞的分布 汞在自然界中分布廣泛,但含量極少,在 地殼 中的含量為8.3x10??% ,在自然界表現(xiàn)為自然元素或汞的離子化合物兩種形式,主要以化合物辰砂(HgS)的形式存在,少部分以游離態(tài)的形式存在,具有強(qiáng)烈的親硫性和親銅性 。 已發(fā)現(xiàn)的汞礦物或含汞礦物有二十多種,其中汞的 硫化物 占到了 絕大部分,其次是少量的自然汞、硒化物、碲化物、硫鹽、鹵化物及氧化物等。常見的礦物有自然汞、辰砂、 黑辰砂 、 甘汞 、綠汞、 橙紅石 等。其中,作為工業(yè)礦物原料,其有開采價(jià)值的主要是辰砂、黑辰砂。在冶煉含汞礦物時(shí),辰砂富礦石可以直接投入爐冶煉,但其他大多數(shù)的汞礦床含汞量較低,開采得到的礦石需要采用選礦方法,將所得礦石富集成精礦才能進(jìn)行冶煉 。
遷移與轉(zhuǎn)化 汞在常溫下即可蒸發(fā)。全球大氣中的汞可能來(lái)自人類活動(dòng)或自然過(guò)程,氣態(tài)汞進(jìn)入大氣后會(huì)通過(guò)大氣的傳播而遍布全球 。根據(jù)報(bào)道,人為汞排放量占空氣中氣態(tài)汞總量的33%-40%,其中兩個(gè)最大的排放源為燃煤發(fā)電廠和 氯堿廠 ,但是隨著近年來(lái)氯堿工業(yè)的生產(chǎn)工藝改造,氯堿廠的排放量已經(jīng)大大減少。采礦業(yè)也是大氣中氣態(tài)汞的主要來(lái)源之一,采礦過(guò)程中大約有1/4開采總量的汞會(huì)以氣態(tài)汞的形式進(jìn)入大氣循環(huán)。自然界氣態(tài)汞釋放量中>50%來(lái)源于海洋中汞的蒸發(fā),另外還包括火山活動(dòng)、森林大火或 生物循環(huán) 等 。 汞元素有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性,但不同狀態(tài)的汞有著巨大的毒性差異,各種價(jià)態(tài)的汞在人體內(nèi)的積累是產(chǎn)生毒害作用的主要途徑 ,而不同種類的汞化物的生物積累能力有顯著差異 。
甲基汞可以被 硅藻 或其他浮游生物吸收入體內(nèi)并可以有效地參與生物組織的生長(zhǎng),因此很容易通過(guò)食物鏈進(jìn)行積累和傳播 。這些不同汞化合物的吸收和應(yīng)用機(jī)制,使甲基汞成為最容易生物積累的品種。通過(guò)食物鏈的傳播和積累 ,甲基汞占生物體內(nèi)總汞含量從食物鏈底端的浮游植物體內(nèi)的15%,浮游動(dòng)物體內(nèi)的30%,上升到食物鏈頂端魚類體內(nèi)的95%。同時(shí),人類攝入汞的主要來(lái)源是食用被汞污染的魚類,這使得控制水中的甲基汞濃度變得尤為重要 。 汞在自然界中形態(tài)轉(zhuǎn)化的主要路徑分為化學(xué)反應(yīng)途徑和生物反應(yīng)途徑。汞的化學(xué)轉(zhuǎn)化路徑包括通過(guò)光催化反應(yīng)、化學(xué) 氧化還原反應(yīng) 在不同價(jià)態(tài)、不同化合態(tài)汞之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。生物反應(yīng)途徑中需要生物體內(nèi) 催化酶 的參與和調(diào)節(jié)。以微生物為媒介進(jìn)行的汞形態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程中,任何可能影響到微生物生長(zhǎng)速度、菌群數(shù)量和種類分布的因素都將對(duì)甲基化反應(yīng)的可能性和進(jìn)程產(chǎn)生影響。具體的可能轉(zhuǎn)化路徑概括如下 : 轉(zhuǎn)化過(guò)程
途徑
原理
Hg(II)
生物
甲基維生素B12以SRB為主體通過(guò)乙?;?CoA路徑的轉(zhuǎn)甲基反應(yīng):
以及SRB的非乙酰基-CoA路徑:SRB與 甲烷菌 共同完成的甲基化反應(yīng) 化學(xué)
腐殖酸、富里酸的甲基化反應(yīng):羧酸和甲基錫、砷、鉛化合物的甲基化
CH3Hg(I)
去甲基化反應(yīng)
生物
mer-基因組催化的還原去甲基化反應(yīng)生成CH? and Hgo;未知機(jī)理的氧化去甲基化反應(yīng)生成CO?和Hg2?
化學(xué)
200~400 nm 光輻射催化光解作用
Hg(II)
生物
汞還原菌作用;藻類通過(guò)未明確反應(yīng)機(jī)理在生長(zhǎng)過(guò)程中還原反應(yīng)
化學(xué)
光化學(xué)還原:無(wú)光條件黑暗中通過(guò)有機(jī)和無(wú)機(jī)的自由基還原反應(yīng)
Hg(0)
氧化反應(yīng)
生物
通過(guò)微生物,植物或動(dòng)物體內(nèi)的氫過(guò)氧化酶催化氧化
化學(xué)
光催化氧化反應(yīng):不同氧化劑和自由基氧化反應(yīng);鹽堿條件下和氧氣發(fā)生反應(yīng)
汞形態(tài)轉(zhuǎn)化路徑總結(jié)表
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 汞是唯一一種在常溫(25 ℃)常壓下以液態(tài)形式存在的金屬,熔點(diǎn)為-38.83℃,沸點(diǎn)為356.73℃,密度為13579.04 kg/m3,有著良好的導(dǎo)電性。汞在常溫下會(huì)揮發(fā)出汞蒸氣,有劇毒。天然的汞是由其七種 同位素 組成的混合物 。 汞齊具有劇毒,但相比于汞單質(zhì),汞齊中所含有的穩(wěn)定的金屬鍵使得汞無(wú)法揮發(fā)成為汞蒸氣。比如當(dāng)前廣泛采用的銀汞齊補(bǔ)牙材料,已被證明雖然在使用過(guò)程中會(huì)緩慢釋放汞蒸氣,但表現(xiàn)并無(wú)明顯毒性。受觀測(cè)的兒童汞齊充填者的尿汞水平較對(duì)照高,但是仍在正常范圍之內(nèi) 。
液態(tài) 汞在常溫下表現(xiàn)為液態(tài),其原因大致如下。汞的6s軌道很穩(wěn)定,激發(fā)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同族元素 鎘 和 鋅 的相應(yīng)激發(fā)能。按照一般周期規(guī)律,能量間隔應(yīng)隨主量子數(shù)的增加而減小,因此,從鎘到汞能量間隔的增加顯得尤其突兀,這里可以再次看到正是相對(duì)論收縮效應(yīng)致使全滿的6s2殼層安然穩(wěn)定,于是汞的6s26p能量間隔驟增。只要得不到所需的激發(fā)能,具有惰性6s2殼層的汞原子之間就無(wú)法形成強(qiáng)鍵。基態(tài)汞僅靠 范德華力 相互維系,所以金屬汞在常溫下呈液態(tài) 。
化學(xué)性質(zhì) 汞可以溶解于硝酸和熱的濃硫酸,分別生成 硝酸汞 Hg(NO?)?和 硫酸汞 HgSO? 。 3Hg+8HNO?→3Hg(NO?)?+2NO+4H?O
Hg+2H?SO?→HgSO?+SO?+2H?O
當(dāng)汞過(guò)量時(shí)會(huì)生成亞汞鹽 。
Hg+Hg(NO?)?→Hg?(NO?)?
汞的 化合價(jià) 為+1、+2,相比較同族的鋅和鎘活躍性較低,不能從酸溶液中置換出氫氣 。 汞可以和氧氣在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng),生成氧化汞 。
2Hg+O?→2HgO(加熱)
汞與硫在常溫下即可發(fā)生反應(yīng),該反應(yīng)常被用來(lái)處理灑落的汞 。
Hg+S→HgS(研磨)
汞還可以與其他強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng),比如Cl? 。
Hg+Cl?→HgCl?(加熱)
二價(jià)汞的含氧酸鹽。如硫酸鹽、硝酸鹽和過(guò)氧酸鹽都是離子化合物,在溶液中完全電離,但其硫化物和鹵化物等都是 共價(jià)化合物 ,與水、空氣、稀酸和稀堿都不發(fā)生反應(yīng) 。
同位素 汞有七種穩(wěn)定同位素:汞196、汞198、汞199、汞200、汞201、汞202、汞204。天然汞為這七種同位素的混合物 。
同位素測(cè)定時(shí)使用標(biāo)樣-樣品交叉測(cè)定法(Standard-Sample Braketing,SSB)進(jìn)行質(zhì)量分餾校正,主要原理如下:通過(guò)測(cè)量2次已知標(biāo)準(zhǔn),中間夾一次待測(cè)樣品。假定已知標(biāo)準(zhǔn)和待測(cè)樣品的儀器質(zhì)量分餾一樣,用已知標(biāo)準(zhǔn)(NIST SRM3133)來(lái)進(jìn)行儀器的樣品質(zhì)量分餾校正 。為保證同位素測(cè)試的準(zhǔn)確度和精度,地質(zhì)樣品汞同位素通常還會(huì)使用UM-Aladén作為第二標(biāo)準(zhǔn) ,穿插于樣品中進(jìn)行同樣的同位素測(cè)試。MC-ICP-MS分析汞同位素的精度可達(dá)±0.1‰(2σ) 。
生產(chǎn)方法 汞的制備主要分為火法和濕法,其中以火法為主,濕法為次 。
在自然界中,汞多以化合物的形式存在,汞親 銅 和 硫 ,因此汞大部分以 硫化汞 (朱砂)的形式分布。在古代人們就已經(jīng)掌握了朱砂提汞的方法,即在空氣中煅燒,收集蒸發(fā)的汞蒸氣并冷凝既得金屬汞,這也就是火法煉汞 。
火法 火法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本也較低,主要包含兩個(gè)主要過(guò)程,汞礦石的揮發(fā)熔燒和汞蒸氣的冷凝。此外,也可采用 生石灰 來(lái)起到固硫的作用 。 HgS(s)+O?(g)→Hg(g)+SO?(g)(650-750℃)
4HgS(s)+4CaO(s)→4Hg(g)+3CaS(s)+CaSO?(s)(加熱)
濕法 濕法制汞時(shí),我們則要采用25%的Na?S和NaOH的混合水溶液浸取硫化汞精礦,這種方式浸出率能達(dá)到99.95%。然后采用隔膜電解,陽(yáng)極使用 石墨 ,陰極用汞,最終得到的汞的純度可以達(dá)到99.99%以上 。 HgS(s)+Na?S(aq)→Na?HgS?(aq)(加熱)
應(yīng)用領(lǐng)域 汞作為一種重要的金屬元素,在工業(yè)、醫(yī)藥等方面有著廣泛的應(yīng)用。
冶金 冶金中采用混汞法提取金 。另外,冶金中也常采用汞齊法提取金、銀等金屬 。混汞法提取金的過(guò)程主要是把汞齊置于燒煤爐子的鑄鐵管狀蒸餾器中進(jìn)行 蒸餾 ,連接水冷冷凝器使得蒸出的汞得到收集,同時(shí),海綿狀的黃金則會(huì)附著于蒸餾圓管的內(nèi)壁 。汞齊法的主要流程是,將水與汞混合,開動(dòng)電碾,粉碎礦石的同時(shí)使得金與汞生成汞齊。隨后,細(xì)小的金粒、化合態(tài)金等則會(huì)流入沉降池。一段時(shí)間后提取出汞齊,經(jīng)處理可以得到極高純度的黃金。而汞則可以重復(fù)利用,重復(fù)提取剩余礦砂中的黃金 。
儀器 在電器和儀器工業(yè)上,汞經(jīng)常被用來(lái)制作 汞蒸氣燈 、 氣壓計(jì) 、汞鹽干電池、 擴(kuò)散泵 、水銀開關(guān)等多種物理儀器。汞還經(jīng)常被用在溫度計(jì)中,尤其是在測(cè)量高溫的溫度計(jì)中,有相當(dāng)一部分就是水銀溫度計(jì) 。
醫(yī)藥 汞的合金和化合物可用于制作補(bǔ)牙材料。但由于汞是一種有毒金屬,因此近些年,汞及其化合物在醫(yī)藥工業(yè)的使用量大大下降 ,大多數(shù)國(guó)家都不再使用汞,而去尋找汞的替代品,以避免汞的毒害作用 。
其他工業(yè) 汞可以用于制作殺蟲劑、防腐劑,但這種藥品,容易在滿足本身用途時(shí)對(duì)周圍環(huán)境造成污染,以至于影響人的身體健康 。汞蒸氣燈采用氣態(tài)汞作為原料,氣態(tài)汞也用于制造日光燈,但由于廢棄的燈容易被隨意丟棄,破損后燈內(nèi)的汞逸出會(huì)造成大量的環(huán)境污染進(jìn)而影響人體健康,這些以汞為原材料的燈也逐漸被市場(chǎng)拋棄,工廠也不再生產(chǎn) 。汞用于制造 液體鏡面望遠(yuǎn)鏡 ,科學(xué)家們很早就采用液態(tài)汞作為反射液體 。汞的無(wú)機(jī)化合物可用作顏料 、涂料等,用于繪畫、化妝品和印刷業(yè)等方面 ,2022年前后比如美國(guó)的明尼蘇達(dá)州等地已經(jīng)開始禁止向化妝品中添加汞元素,盡管汞可以讓化妝品的美白等效果更好,但是長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致汞元素從皮膚進(jìn)入人體,超出人體中汞元素的正常含量,對(duì)人體的生命健康有著不可估量的破壞作用 。
安全事宜
危害 汞是一種有強(qiáng)烈神經(jīng)毒性的元素,其單質(zhì)以及多種化合物都有不同程度的毒性,會(huì)對(duì)環(huán)境,動(dòng)植物,人體等造成巨大的傷害,因而需要正確的防范措施 。
短時(shí)間內(nèi)人體吸入大量汞蒸氣會(huì)引發(fā)急性中毒,中毒者會(huì)出現(xiàn)頭暈、乏力、頭疼、睡眠障礙、發(fā)熱、手指震顫等全身癥狀。會(huì)出現(xiàn)明顯的口腔炎癥,還可能會(huì)有著食欲不振、惡心,腹瀉等癥狀。嚴(yán)重者可發(fā)生 化學(xué)性肺炎 。可引起腎臟損傷 。
急救措施
皮膚接觸 快速脫去受到污染的衣服,用大量的流動(dòng)清水進(jìn)行清洗 。
眼睛接觸 提起眼瞼,用大量的流動(dòng)清水或者生理鹽水進(jìn)行清洗,同時(shí)迅速就醫(yī) 。
吸入 迅速離開現(xiàn)場(chǎng),到新鮮空氣處,避免再次吸入受污染的空氣,保持自身呼吸道的暢通。如若感覺到呼吸道受阻,需要及時(shí)輸氧;若呼吸有停止的跡象,要快速進(jìn)行人工呼吸。及時(shí)就醫(yī) 。
食入 快速用大量清水漱口,并飲入大量 牛奶 或蛋清,迅速就醫(yī) 。
消防風(fēng)險(xiǎn) 汞與 疊氮化物 、 乙炔 或者 氨 反應(yīng)會(huì)生成有爆炸性的化合物,與乙烯、氯、 三氮甲烷 、碳化鈉接觸會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)。燃燒或爆炸后會(huì)生成有劇毒的化合物HgO,對(duì)人們的生命健康造成威脅,同時(shí)也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生大量污染 。
消防措施 汞本身不會(huì)燃燒,參與消防的人員必須穿戴過(guò)濾式防毒面具或者 隔離式呼吸器 、并且穿著全身的防火防毒服,在火源的上風(fēng)向進(jìn)行滅火,并盡可能的將貯存有汞的容器移至空曠地帶,避免發(fā)生二次爆炸等危險(xiǎn)情況,盡可能避免生命財(cái)產(chǎn)的進(jìn)一步損失 。
汞的泄漏處理與防治措施
泄露緊急處理措施 迅速撤離泄漏污染區(qū)的人員至安全區(qū),并及時(shí)進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入,避免污染范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。建議應(yīng)急處理人員佩戴 自給正壓式呼吸器 ,穿全身防火防毒服,盡可能切斷泄源 。
小量泄漏:轉(zhuǎn)移回收。可用多 硫化鈣 或過(guò)量的 硫磷 處理 。 大量泄漏:構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。收集回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置 。
處置操作 在處理汞時(shí)應(yīng)當(dāng)密閉操作,并提供充分的局部排風(fēng),采取降溫措施。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過(guò)濾式防毒面具(全面罩),戴化學(xué)安全防護(hù) 眼鏡,穿膠布防毒衣,戴 橡膠手套 。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。防止蒸氣泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與酸類接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物,應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理 。
貯存操作 將汞儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房,遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò)30℃。同時(shí)應(yīng)與易(可)燃物、酸類等分開存放,切忌混儲(chǔ),盡可能減少安全隱患。另外,儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料,以便出現(xiàn)泄漏等事故時(shí)可以及時(shí)處置,減少人員和財(cái)產(chǎn)的損失 。
接觸防護(hù) 空氣中的汞含量超標(biāo)時(shí),必須佩戴自吸過(guò)濾式防毒面具。出現(xiàn)緊急情況搶救或者撤離時(shí),應(yīng)當(dāng)佩戴空氣呼吸器。應(yīng)注意佩戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡,且穿著膠布防毒衣,佩戴橡膠手套。另外,工作現(xiàn)場(chǎng)禁止喝水、吃飯和吸煙。工作完畢后,要對(duì)身體和衣服進(jìn)行徹底的清洗,并將被污染的衣物單獨(dú)存放起來(lái),清洗后以備再用,實(shí)行就業(yè)前和定期的身體檢查 。
汞的檢測(cè)方法
預(yù)處理 在具體的檢測(cè)步驟開始之前,對(duì)于樣品的預(yù)處理是必不可少的,它關(guān)系著后面檢測(cè)的精度和準(zhǔn)度。下面是幾種常用的汞檢測(cè)前的樣品預(yù)處理方法 。
1.濕法消除
濕法消除是用酸液或者堿液在一定溫度下,破壞樣品中所含的有機(jī)物或者還原性物質(zhì)的方法。該方法操作簡(jiǎn)單、易自動(dòng)化、效率高,但同時(shí)不密閉的濕法消除環(huán)境會(huì)使得汞揮發(fā)散失,且方法采用的強(qiáng) 氧化劑 在操作時(shí)也對(duì)操作者有著一定的危險(xiǎn)性 。
2.干法消除
干法消除是通過(guò)高溫碳化和灰化除去大量有機(jī)物,然后用酸或者其他溶劑溶解剩余的樣品,并制成試樣溶液,最后使用溶劑 萃取 、掩蔽、沉淀等方法排除其他離子的干擾。該方法試劑用量少,效率高,但汞易揮發(fā),容易造成較大損失且影響結(jié)果測(cè)定的準(zhǔn)確性 。 3.微波消除
微波消除法總結(jié)了上述兩種方法 的優(yōu)缺點(diǎn),具有密閉的容器和 微波 加熱兩個(gè)特點(diǎn),大大減少了樣品的損失,提高了結(jié)果測(cè)定的精度 ,在當(dāng)下對(duì)痕量和超純分析汞的檢測(cè)中有著顯著的優(yōu)勢(shì) 。
氫化物發(fā)生-原子熒光光譜分析法 原子熒光光譜分析法 ,就是利用激發(fā)光源照射含有一定濃度的待測(cè)元素的原子蒸氣,從而使基態(tài)原子躍遷到激發(fā)態(tài),然后去激發(fā)回到較低能態(tài)或基態(tài),發(fā)出原子熒光,測(cè)定其強(qiáng)度即可得到該元素的含量 。 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法基于下列反應(yīng):
NaBH?+3H?O+HCl→H?BO?+NaCl+8H→EHn+H2↑(過(guò)量)
E為可以形成氫化物的元素,m可以等于或不等于n。
反應(yīng)生成的氫化物被引入到特殊設(shè)計(jì)的石英爐中,并在此被原子化,受 空心陰極燈 的光能激發(fā),原子處于基態(tài)的外層電子躍遷到高能級(jí),并在回到低能級(jí)的過(guò)程中以原子熒光的形式輻射出能量,在元素濃度較低的情況下,熒光的強(qiáng)度與原子的濃度成正比。該方法具有操作簡(jiǎn)單,檢出限低,靈敏度高的優(yōu)良技術(shù)特征 。
X射線熒光光譜法 X射線熒光光譜法 ,即讓能量以X射線的形式得到釋放,內(nèi)層電子的能量與相近X射線共同照射汞原子核時(shí),內(nèi)層電子共振吸收X射線的輻射能量后產(chǎn)生躍遷。這種技術(shù)方案可以直接地對(duì)固體進(jìn)行測(cè)定,不需要進(jìn)行吸附汞溶出的技術(shù)步驟,因此具有穩(wěn)定的準(zhǔn)確性、重現(xiàn)性,減少了分析物的洗脫步驟,減少了試劑消耗和對(duì)樣本展開處理的時(shí)間 。
質(zhì)譜法 質(zhì)譜法 是一種簡(jiǎn)單便捷的分析方法,可以對(duì)樣品進(jìn)行精確的定量定性分析。質(zhì)譜法通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)讓帶電粒子按質(zhì)荷比分離后,可以使運(yùn)動(dòng)的離子形成有規(guī)則并可以進(jìn)行檢測(cè)的質(zhì)量譜 。 在20世紀(jì)80年代,專家們針對(duì)于痕量元素及其同位素的分析和應(yīng)用建立了一套新的 檢測(cè)方法,即等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)。這種方法相較于之前的方法選擇 性高、動(dòng)態(tài)范圍寬、干擾少、精密度高、分析速度快,可進(jìn)行多種元素的同時(shí)測(cè)定同時(shí)提供精確的同位素信息。但此種方法尚處于研究當(dāng)中,設(shè)備造價(jià)過(guò)高,樣品預(yù)處理步驟的繁瑣也限制了其自動(dòng)化程度,因此離廣泛應(yīng)用還有不短的距離 。