总汞(汞)检测
汞(Hg),俗称水银,是一种具有显著生物毒性和环境持久性的重金属污染物。它在环境中以多种形态存在(如单质汞、无机汞盐、有机汞化合物),并且不同形态的汞具有不同的毒性、迁移性和生物可利用性。其中,甲基汞等有机汞化合物因其极强的神经毒性和生物累积放大效应而备受关注。总汞检测是指对样品中存在的所有形态的汞(包括溶解态、颗粒态、有机和无机形态)进行总量测定,是环境监测(水、土壤、沉积物、大气)、食品安全(水产品、谷物)、职业健康、工业排放控制及临床毒理学等领域至关重要的分析项目。准确测定总汞含量对于评估环境风险、保障人类健康、履行国际公约(如《水俣公约》)以及制定污染控制策略具有重大的现实意义。
检测项目
总汞检测的核心目标是定量分析样品中所有形态汞元素的总含量(通常以 µg/kg, µg/L, ng/g, ng/m³ 等单位表示)。检测项目明确指向“总汞(Total Mercury)”,区别于仅检测特定形态汞(如甲基汞、乙基汞)的分析。样品类型极其广泛,包括但不限于:
- 环境样品: 地表水、地下水、饮用水、废水、海水、土壤、沉积物、污泥、环境空气、废气等。
- 生物样品: 鱼类、贝类等水产品、肉类、谷物、蔬菜、人体/动物组织(如头发、血液、尿液)、生物体液等。
- 工业与消费品: 矿物、矿石、煤、石油产品、化妆品、药品、电子产品废弃物、荧光灯等。
检测仪器
现代总汞检测主要依赖于高灵敏度、高选择性的原子光谱/质谱技术。常用的核心仪器包括:
- 冷原子吸收光谱仪 (Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry, CVAAS): 这是应用最广泛的经典方法。其原理是将样品中各种形态的汞还原为原子态汞蒸气(Hg⁰),汞蒸气对253.7 nm波长的紫外光有特征吸收,通过测量吸光度进行定量。设备相对简单,操作便捷,成本较低,适用于大多数常规检测。
- 冷原子荧光光谱仪 (Cold Vapor Atomic Fluorescence Spectrometry, CVAFS): 在CVAAS基础上发展而来。汞原子蒸气被特定波长的光激发后产生荧光,通过检测荧光强度定量。该方法具有更低的检出限(可达ppt级)和更高的灵敏度,特别适用于超痕量汞分析(如洁净水体、背景值研究)。
- 电感耦合等离子体质谱仪 (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS): 样品被雾化后进入高温等离子体完全原子化和离子化,汞离子 (²⁰²Hg) 被质谱检测器分离并计数。ICP-MS具有极低的检出限、宽线性范围、多元素同时分析能力,并能提供同位素信息。适用于复杂基质样品和高通量分析,是当前最灵敏的总汞检测技术之一。
- 直接测汞仪 (Direct Mercury Analyzer, DMA): 也称为燃烧催化-金汞齐-原子吸收/荧光光谱仪。样品无需复杂前处理,直接高温热解/催化燃烧释放汞,汞蒸气通过金汞齐富集,再热解释放后进入检测器(AAS或AFS)。该方法自动化程度高,样品处理快,避免了湿法消解带来的污染和损失风险,尤其适合固体和生物样品。
此外,样品前处理过程常需配套设备:微波消解系统、高压消解罐、电热板、水浴锅、超声波清洗器等。
检测方法
总汞检测通常包含两个关键步骤:样品前处理和仪器分析。
- 样品前处理: 核心目标是将所有形态的汞完全转化为可测量的二价汞离子 (Hg²⁺),并消除基体干扰。主要方法有:
- 湿法消解: 使用强氧化性酸(如 HNO₃, H₂SO₄, HClO₄)或混合酸体系(如 HNO₃-H₂SO₄, HNO₃-H₂O₂),在常压(电热板)或高压(微波消解仪、高压罐)条件下加热,破坏有机物并将汞转化为 Hg²⁺。适用于大多数固体和生物样品。
- 燃烧/热解法: 如直接测汞仪(DMA)采用的方法,样品在富氧气氛中高温(~750°C)燃烧,汞被释放并催化氧化为 Hg⁰,再经金汞齐捕集-释放测定。
- 碱性消解: 对于某些特定样品(如含有机汞的生物组织),可用 KOH/甲醇等碱性溶液在较低温度下消解。
- 水样处理: 清洁水样可能只需酸化保存。含有机物或悬浮物的水样通常需要强氧化(如 BrCl, KMnO₄-K₂S₂O₈)将各种形态汞氧化为 Hg²⁺,有时也需消解。
- 测定方法:
- 还原气化-原子光谱法 (CVAAS/CVAFS): 将处理好的溶液(含 Hg²⁺)用还原剂(通常是 SnCl₂ 或 NaBH₄)还原为 Hg⁰ 原子蒸气,用载气(如 Ar 或 N₂)将汞蒸气带入吸收池(AAS)或激发池(AFS)进行测定。这是应用最普遍的标准方法。
- ICP-MS法: 将消解液或处理好的溶液直接进样进行ICP-MS分析。通常选择²⁰²Hg同位素进行测定,需注意消除同量异位素干扰(如²⁰²Hg与¹⁸⁶W¹⁶O⁺)。
- 直接测汞法 (DMA): 样品直接放入仪器,自动完成热解-催化-金汞齐捕集-热释放-检测的全过程。
检测标准
为确保检测结果的准确性、可比性和法律效力,总汞检测必须严格遵循国家、行业或国际标准方法。部分重要标准包括:
- 中国国家标准 (GB):
- GB/T 7468-1987《水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》
- GB/T 17136-1997《土壤质量 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》
- GB 5009.17-2021《食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定》 (包含冷原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、液相色谱-原子荧光光谱法等)
- HJ 543-2009《环境空气 汞的测定 巯基棉富集-冷原子荧光分光光度法(暂行)》
- HJ 597-2011《水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》
- HJ 923-2017《土壤和沉积物 总汞的测定 催化热解-冷原子吸收分光光度法》 (即直接测汞法)
- 美国环保署 (EPA) 方法:
- EPA Method 245.1: 水及废水中总汞测定的冷蒸气技术 (CVAAS/CVAFS)。
- EPA Method 7473: 固体和溶液中总汞测定的热分解-汞齐化-原子吸收光谱法 (即直接测汞法)。
- EPA Method 1631: 水中汞测定的氧化、吹扫捕集及冷蒸气原子荧光光谱法 (CVAFS)。
- 国际标准化组织 (ISO):
- ISO 17852:2006《水质 — 汞的测定 — 原子荧光光谱法》
- ISO 12846:2012《水质 — 汞的测定 — 原子吸收光谱法(AAS)联用富集和不富集技术》
注意事项: 汞是极易挥发和易吸附的元素
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日