在线总汞含量测定方法研究.pdf

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化工自动化及仪表
第39卷
在线总汞含量测定方法研究
孙旭辉2史宏波孙墨杰
1.东北电力大学化学工程学院,吉林吉林132012
2.哈尔滨工业大学城市水资源开发利用(北方)国家工程中心,哈尔滨150090
摘研究了水中总汞离子含量的在线测定方法,通过在富集、消解,并在水溶液中显色的方式建
立了总汞含量在线分析装置。利用该装豇测得汞含量的相对误差为6.7%,相对标准偏差为8.4%,可
以满足在线分析精度要求。承的线性范国为5-60pg/L,最低检测下限为1いg/1,由于采用了富集-消
解一双硫腙/乙溶液显色的方式,能够实现对水中总汞含量的在线监测。
关键词求活性炭双硫腙/乙醇溶液在钱监測
中图分类号TQ016文献标识码A文童编号10003932(2012)03-031604
求是一种有毒重金属元素,汞的污染在世界洗机(上海新芝生物技术研究所)、电热鼓风干燥
各地分布较广,对人类危害极大,为了加强对汞污箱(CZX-9070)、电位滴定仪(2DJ4A)、电动搅拌
染的控制和监测,其含量已经成为环境监测中必机(江苏市金坛市江南仪器厂)电加热套(HDM
测项目之一山。目前,实验室测汞的方法有原子250B)、动泵(DL-RDB-A)、光电比色计(582S)
吸收光谱法』、中子活化法”』及双硫腙萃取和活性炭柱(0.5g)。
法等。原子吸收光谱法和中子活化法分析仪器1.2实验试剂
操作复杂、价格昂贵,气化后易造成汞损失,预处
实验所用试剂为:硝酸溶液(0.6mol/L、8,0
理繁冗,不适合用于在线连续监测;双硫腙萃取法mol/L)、盐酸羟胺溶液(100g/L)、高锰酸钾溶液
需要用萃取剂三氯甲烷萃取后才能用分光光度计(50g/)和汞标准溶液(1mgy/L)。其中高锰酸钾
进行测量,有机试剂不但有毒,而且萃取操作也不为优纯级,其它试剂均为分析纯,水为超纯水。双
适于在线连续监测。双硫腙是测定汞离子的高灵硫腙乙醇溶液(0.005g/L)的配制包括A液和B
敏度试剂?,」,但它及其配合物不溶于水,采用表液(A液:称取10g乳化剂-OP,溶于190mL超纯
面活性剂和低毒试剂乙醇来增加其溶解性。
水中;B液:称取1mg双硫腙,取95%乙醇溶液
般情况下,地表水中汞含量很低,难以直接测定,40mL备用,用玻璃棒蘸取少量乙醇溶液于烧杯
常需在测定样品前对样品进行顶分离富集,活性中,研磨至无细小颗粒后,将剩余乙醇溶液金部倒
炭作为一种非极性固体吸附剂,其具有来源广泛、人烧杯中,继续搅拌),B液配好后,加入150mL
制作技术简单、比表面积大以及吸附速度快等特的A液,在超声波清洗机中震荡15~30min后用
点,因此可采用活性炭吸附汞进行富集预处A液定容至200mL
理,同时实现与背景水的分离,并可以根据流动注
3实验原理
射分光光度法原理2?,研制出一种水中总汞含
用活性炭粉末作吸附剂将水样中的汞物质吸
量在线监測装置(。
附到活性炭柱上,再用8mo/L的硝酸溶液洗脱,
笔者拟采用表面活性剂和乙醇做增溶剂,采洗脱后的总汞用高锰酸钾消解,过量的高錳酸钾
用活性炭柱分离、富集水中总求,并结合汞的消解用盐酸羟胺返滴定消除,消解后的总汞离子与双
反应,实现在水相中直接测定汞,并依此建立了在硫腙/乙醇溶液发生显色反应后,形成的配合物在
线连续测汞装置。
495nm处测量其吸光度值,并与标准溶液的吸光
实验筒介
1.1实验仪器
收稿日期:201-1-24(修改)
本次实验所用到的实验仪器包括:超声波清
甚金项目;东北电力大学博士基金( BSJXM-201006)
万方数据
第3期
孙旭辉等.在线总汞含量测定方法研究
度值进行比较,以得到水体中总汞的含量。
通入0.6mol/L的硝酸溶液5mL,为活性炭吸附提
双硫腙为S、N配位体,分子结构式为供适当的酸度,以提高活性炭的吸附率。水样流经
NH-NH. CH
活性炭柱吸附后,打开阀门1,由蠕动泵排出废液。
S=C
,在pH=1时,双硫腙
b.洗脱过程。吸附结束后,打开阀『门2,从
N==N?C6Hs
活性炭柱的另一端(与进样方向相反)通入
与汞离子2:1生成橙色配合物,其反应式为
8mol/L的硝酸溶液(洗脱液)10mL,对活性炭进行
洗脱,控制流速为0.8ml/min
CH1y《H
C.消解过程。洗脱后的溶液流入容积50mL
H--NH?CH
I++2=
的耐酸封闭容器A中。将阀门3打开,通人浓度
50g/L的高锰酸钾溶液5mL,控流速lmL/mino
2实验结果与讨论
启动电加热套加热1h,同时启动电动搅拌机进行
2.1在线总汞含量测定装置的设计
搅拌,将各种价态的有机求和无机汞完全氧化成
由于水中汞含量很低,为提高仪器的分析灵
价汞。用盐酸羟胺溶液返滴定至髙锰酸钾紫色
敏度,本装置利用活性炭柱对汞进行预富集。所消失,以电位滴定仪来监控盐酸羟胺溶液的滴定
用活性炭处理方法为:取孔径为95-74pm的活终点。消解完成后,打开阀门4,此溶液将流入封
性炭,用硝酸(1+2)浸泡24h,水洗至中性后,再闭容器B中
用盐酸(1+2)浸泡24h,再水洗至中性,然后过滤
d.检测过程。打开阀门5,通入5.0mL双硫
经60℃烘干备用
悰乙醇溶液,控制流速为1mIL/min。打开网门6,
用活性炭柱吸附之后,进行洗脱、消解、并加加水到容器B中,定容至100mL。搅拌后,此混合
入显色剂进行检测,其具体流程(图1)如下
溶液经蠕动泵以6mL/min的流速送至光电比色
a.吸附过程。从活性炭柱的一端通人计,在波长495nm处以试剂空白为参比测量双硫
いyL汞水样100oL,流速为5.1mL/min,同时膑一汞配合物溶液的吸光度
硝酸
来样
洗脱液
盐酸
高锰酸钾
电位滴定仪溶液
溶液
废液
液位计
双硫腙乙酧溶液
超纯水
电加热套
电动搅拌机
光电北色计
图1在线测汞装置流程
2.2进样形式、柱寓集方式与进样流速的选择
是当进样流速小于5.1mL/min时吸光度保持不
活性炭柱的放置形式和柱富集、洗脱方向对变,因此笔者选进样流速为5.1mL/min
富集效率有很大的影响,实验证明,活性炭柱横向2.3洗脱液与洗脱流速的选择
放置时富集效果最佳;采用正向富集、反向洗脱的
硝酸、盐酸与低浓度的王水均可以作为洗脱
形式时富集效率较高,而且可以避免柱压随使用液,本实验选择硝酸为洗脱液。洗脱液的浓度与
次数增加而增加的间题。笔者采用定体积进样
流速直接影响洗脱效果,实验表明,当硝酸浓度为
研究了政变进样流速对汞信号的影响,实验结果8mol/L、流速控制在0.8mL/min时洗脱效果最
万方数据