测量气体中的汞,是近几年广泛开展的一项重要工作。由于没有汞的标准气体,使测量气体中汞不能直接定标。如何间接定标,是仪器生产厂家之外的事。可是,冷原子吸收微分测汞仪将测量气体中汞如何定标,当成应该做的事,主要的麻烦是如何确定汞标准气体的浓度值。以下是具体的定标方法:
一、汞气体标准源的制备
原理:氯化汞在空气中具有一定的挥发性。在密闭的环境中,具有一定的均匀性和稳定性。也容易普及。
1)取20L磨口瓶,在瓶盖上钻φ4.2mm的圆孔;
2)取1g氯化汞,置入称量瓶中,不要称量瓶盖子;
3)将置入称量瓶中的氯化汞和称量瓶一起放入20L磨口瓶底部,盖好瓶盖;
4)放置24小时,称作汞气体标准源。备用。
二、采样器具
1)大气吸收瓶两只(100mL),气体流量计(2L/分),φ4塑料管2m;
2)单位可具备温度计和气压表;
3)干燥管、微型真空泵,也可用测汞仪进气管代替。
三、采样流程
1)吸收液的配制,取200mL容量瓶,先加入一半水,再加入2mL饱和高锰酸钾和2mL硫酸,用水稀释到刻度。摇匀。
2)将φ4塑料管一头插入汞气体标准源备用瓶中;
3)另一头(一般要通过变径)接到干燥管;
4)干燥管(管内有无水氯化钙)的另一头接到大气流量计;
5)大气流量计的另一头接到大气吸收瓶(自己想办法接),称作A瓶,并加入50mL吸收液;
6)在A瓶的另一端,接到另一大气吸收瓶一端,该瓶称作B瓶,并加入50mL吸收液;
7)在B瓶的另一端接到真空泵,或测汞仪的进气端;
注意观察:不要漏气、千万不要接反(动脑筋),先将流量调到最小。
四、采样
1)当采用真空泵时,流量一定要调到最小,采样流量一般在0.4L/分左右,采用测汞仪做真空泵流量可能会小些,控制采样时间,使采样体积在2L,或4L。
2)采样结束后,保存好A样和B样,不要搞混。
五、测量
1)打开测汞仪预热2小时,等待稳定;
2)配制0.16μg/L或0.32μg/L汞标准溶液(不需要测量标准曲线);
3)选择“测量水体中汞”功能;
4)再选择“微分测量”档位;
5)用0.16μg/L或0.32μg/L汞标准溶液单点标定,同时记住峰高(电压值,假若采用直接测量气体中汞含量,将用鼠标滑动到该电压值并点击,键入标准浓度值即完成定标工作);
6)分别测量A瓶和B瓶的浓度值。
六、计算
先计算吸收系数,计算公式:
η=CA/(CA+CB)
式中:
CA--测量A瓶中的浓度值(ng/mL);
CB--测量B瓶中的浓度值(ng/mL);
再计算标干体积:标干体积是指在0摄氏度1个标准大气压下的气体体积:
V0=P1*V1*T2/(T1*P2)=P1*V1*273/((273+℃)*101.325)
式中:
V0--标准状态下空气的体积(升);
P1--采样地点的大气压(兆帕);
V1--采样体积(L);
℃--采样地点温度。
最后再计算标准源中的浓度值(μg/m3),计算公式:
C0=CA/η*VA/V0
式中:
C0--汞气体标准源的浓度值(μg/m3);
CA--测量A瓶中的浓度值(ng/mL);
η--吸收系数;
VA--吸瓶吸收液的体积(mL);
V0--气体采样体积(L)
例如:A、B吸收瓶中各加50mL吸收液,测量A瓶的浓度值是0.31μg/L,测量B瓶的浓度值是0.05μg/L,采样标干体积V0是3.89L(计算略)。计算汞气体标准源的浓度值?
先计算吸收系数:η=CA/(CA+CB)=0.31/(0.31+0.05)=0.861
再代入公式:C0=CA/η*VA/V0=0.31(ng/mL)/0.861*50/3.89=4.63(ng/L)=4.63(μg/m3);
注意:在测量中应先测量空白液中的含汞量。将A、B的测量结果减去空白值。因接入干燥管,可忽略汞标准源中水分的影响。不要采用金属汞做汞气体标准源。否则,浓度太高,而且不太稳定。
七、应用
1)选择“测量水体中汞”功能。测量0.32μg/L汞标液,并定标。退出该功能选择“测量气体中汞”功能,按采样流程采样,在测量注册表中键入采样标准体积(L)和吸收液体积(mL)。直接测量。
2)选择在线测量气体中汞功能。首先用标准源标定。例如测量4.63(μg/m3)汞标准源。定标到4.63。然后取出吸管,测量其他气体。直接读数。
3)有些型号的测汞仪可将各种参数输入到计算机。不必手工计算吸收系数、标干体积,直接显示测量值。采用水体汞标准溶液定标,经计算机换算成汞气体标准。为测气体中汞带来很大方便。