一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法技术

本发明专利技术涉及一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法，包括步骤：将样品放入燃烧熔炉加热，燃烧熔炉升温曲线按照0～3min升至200℃，再经过20min后升至600℃，再经过5min后升至950℃，然后继续维持10分钟；向石英管内通入高纯氧；热解产生的零价汞蒸气跟随高纯氧经由分解熔炉加热；热解产生的零价汞蒸气最后通入收集瓶，通过反王水吸收液水洗后捕集，显著的缩短了树木年轮样品的富集时间，应用冷原子荧光测定富集溶液汞含量，测定精度高，检测限在20pg汞质量，样品用量少，可低至0.1g样品质量。可低至0.1g样品质量。可低至0.1g样品质量。

【技术实现步骤摘要】
一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法


[0001]本专利技术涉及一种检测方法，尤其涉及一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法。

技术介绍

[0002]汞是引人关注的全球污染物，反演大气汞的污染历史是当前的研究热点，相对于其他地质档案，树木年轮法具有分辨率高、连续性强、年轮指标量测精确，能揭示区域性大气重金属组分、沉降的历史变化等诸多优点。然而，当前应用树木年轮反演汞污染历史尚不能全面开展，其主要原因是目前尚无方法准确地测定树木年轮中超低的汞浓度。
[0003]目前对于树木年轮样品汞浓度的检测采用二级管式马弗炉联用富集固体样品中汞的方法(参考Sun,Heimburger et al.2013)。如图1所示，样品1由燃烧熔炉2加热，然后向石英管3内通入高纯氧，热解产生的零价汞蒸气跟随高纯氧经由分解熔炉4加热，最后通入收集瓶6，通过反王水吸收液水洗后捕集。该方法能彻底氧化样品的有机物质，获得的汞富集液基质单一，而且可以通过实验的需求富集预期含量的汞。但二级管式马弗炉联用富集固体样品中汞的方法目前的不足是耗时太长，当前标准的方法中，富集一个样品需要3小时，这对于年轮样品中的汞的测定较为不利，因为一根树芯样品长达100～200年的时间序列即使按照5年左右的分辨率也会产生数十单个样品。因而，二级管式马弗炉联用富集的方法急需缩短样品的富集时间。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法，包括步骤：将样品放入燃烧熔炉加热，燃烧熔炉升温曲线按照0～3min升至200℃，再经过20min后升至600℃，再经过5min后升至950℃，然后继续维持10分钟；向石英管内通入高纯氧；热解产生的零价汞蒸气跟随高纯氧经由分解熔炉加热；最后通入收集瓶，通过反王水吸收液水洗后捕集。
[0005]进一步地，向石英管内通入高纯氧的速率为15ml/min。
[0006]进一步地，所述分解熔炉的加热温度恒定为950℃。
[0007]进一步地，所述样品的用量为80～100mg。
[0008]进一步地，所述反王水为5mL。
[0009]进一步地，所述反王水的配比为v(浓HNO3):v(浓HCl)＝2:1。
[0010]进一步地，所述高纯氧的纯度≥99.995％。
[0011]进一步地，所述燃烧熔炉和所述分解熔炉均采用马弗炉。
[0012]本专利技术的上述技术方案具有如下优点：
[0013]1.缩短了树木年轮样品的富集时间，原有的方法存在耗时太长的问题，富集一个样品需要3小时，本申请提供了氧气流速及升温温度范围的最佳参数条件，在此条件下，富集一个树木年轮样品的时间大约为40分钟，显著的缩短了树木年轮样品的富集时间；
[0014]2.确定树木年轮汞富集时所需的最少样品量，树木年轮样品存在样品量十分少且
汞含量十分低，本申请提供了需要树木年轮汞富集时所需的最少样品量，为使用者在测得准确结果的同时节约了样品量。
附图说明
[0015]图1为二级管式马弗炉联用富集固体样品中汞的结构示意图；
[0016]图2为升温曲线对样品富集回收率结果分析图；
[0017]图3为氧气流速对样品富集回收率结果分析图；
[0018]图4为样品用量对样品富集回收率结果分析图。
[0019]图中：1、样品；2、燃烧熔炉；3、石英管；4、分解熔炉；6、收集瓶。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0021]本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0023]目前对于树木年轮样品汞浓度的检测，主要采用Milestone DMA
‑
80与LUMEX 950+直接测汞仪。其中，DMA
‑
80执行的是US EPA7473环保标准，基本的原理是在仪器的充氧分解炉中使用可控加热(Bushey,Nallana et al.2008)，释放固体和水样中的汞；而LUMEX 950+直接测汞仪采用的是塞曼效应分析汞含量.除了直接测试法外，还可以通过样品消解成液态后，采用Tekran 2500进行检测。
[0024]最近，文献报道了一种采用二级管式马弗炉联用富集固体样品中汞的方法(Sun,Heimburger et al.2013)。该方法的主要原理(如图1所示)，燃烧熔炉2为逐步升温热解炉，分别是25℃～150℃、150℃～600℃和600℃～950℃，升温速率分别为15℃/min、2.5℃/min和15℃/min，通入高纯氧，流速为25ml/min，分解熔炉4为950℃恒温热解炉，热解产生的零价汞蒸气用5mL的反王水吸收液捕集(Fu,Heimburger et al.2014)。该方法能彻底氧化样品的有机物质，获得的汞富集液基质单一，而且可以通过实验的需求富集预期含量的汞。
[0025]对比两种测汞仪，DMA
‑
80的精确度相对比LUMEX 950+(精度在1ng/g)好，但两种测汞仪对于测定小于5ng/g的固体样品均存在显著误差.特别是对于特定区域树木年轮中的低汞浓度(如果<2ng/g)，存在无法准确检测其汞含量的风险(王翠萍等，2010)。目前，采用Tekran 2500测定液态汞的精确度最高，其检测下限在20pg。然而，针对于年轮样品，加酸消解存在如下的不足。一是，树木年轮中的含有大量的木质素，很易造成消解不完全，使得所
测汞含量偏低；二是，消解时大量酸的加入，也会将酸中汞的背景值带入消解样品中，使得结果偏高；三是，整个消解过程复杂，还需在高温下消解，实验危险系数较大，容易引发实验安全问题。
[0026]二级管式马弗炉联用富集的方法目前的不足是耗时太长，当前标准的方法中，富集一个样品需要3小时，这对于年轮样品中的汞的测定较为不利，因为一根树芯样品长达100～200年的时间序列即使按照5年左右的分辨率也会产生数十单个样品。因而，二级管式马弗炉联用富集的方法急需缩短样品的富本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法，其特征在于，包括步骤：将样品放入燃烧熔炉加热，燃烧熔炉升温曲线按照0～3min升至200℃，再经过20min后升至600℃，再经过5min后升至950℃，然后继续维持10分钟；向石英管内通入高纯氧；热解产生的零价汞蒸气跟随高纯氧经由分解熔炉加热；最后通入收集瓶，通过反王水吸收液水洗后捕集。2.如权利要求1所述的一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法，其特征在于，向石英管内通入高纯氧的速率为15ml/min。3.如权利要求1所述的一种高效富集树木年轮中痕量汞的方法，其特征在于，所述分解熔炉的加热温度恒定为950℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，王训，张辉，王定勇，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：