冷原子吸收測(cè)汞儀工作原理

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發(fā)表于 2025-7-7 08:25:18 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

冷原子吸收測(cè)汞儀的工作原理基于汞原子蒸氣對(duì)特定波長紫外光的強(qiáng)吸收特性，其核心流程可分為汞的還原與氣化、紫外吸收檢測(cè)及信號(hào)處理與定量分析三個(gè)關(guān)鍵步驟，具體如下：

一、汞的還原與氣化：將離子態(tài)汞轉(zhuǎn)化為可檢測(cè)的原子態(tài)汞蒸氣

樣品處理
- 液體樣品（如水樣）：在強(qiáng)酸性條件下，通過氧化劑（如高錳酸鉀）將有機(jī)汞和無機(jī)汞統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞離子（Hg2?）。
- 固體樣品（如土壤、沉積物）：需經(jīng)過消解處理（如濕法消解或微波消解），將汞轉(zhuǎn)化為離子態(tài)。
- 氣體樣品（如環(huán)境空氣、廢氣）：采用金膜富集管吸附汞蒸氣，加熱解吸后釋放汞原子，或通過吸收液（如高錳酸鉀溶液）捕集汞后轉(zhuǎn)化為溶液。
化學(xué)還原
向處理后的樣品中加入強(qiáng)還原劑（如氯化亞錫SnCl?或硼氫化鈉NaBH?），在酸性介質(zhì)中將Hg2?還原為單質(zhì)汞（Hg?）：

Hg2++Sn2+→Hg0+Sn4+

單質(zhì)汞在常溫下易揮發(fā)，形成汞蒸氣（Hg?(g)）。

二、紫外吸收檢測(cè)：利用汞蒸氣對(duì)253.7 nm紫外光的特征吸收

光源選擇
采用無臭氧低壓汞燈或氘燈，發(fā)射穩(wěn)定的253.7 nm紫外光（汞原子共振線）。
吸收池設(shè)計(jì)
汞蒸氣進(jìn)入吸收池后，與紫外光發(fā)生相互作用。根據(jù)朗伯-比爾定律，光強(qiáng)衰減與汞蒸氣濃度成正比：

A=ε?c?l

其中，A為吸光度，ε為摩爾吸光系數(shù)（汞在253.7 nm處吸光系數(shù)極高），c為汞濃度，l為光程。

光強(qiáng)檢測(cè)
通過光電倍增管（PMT）或紫外傳感器檢測(cè)透過吸收池的光強(qiáng)變化，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

三、信號(hào)處理與定量分析：通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算汞濃度

信號(hào)轉(zhuǎn)換
電信號(hào)經(jīng)放大、濾波后，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（如單片機(jī)或微機(jī)）轉(zhuǎn)換為吸光度值。
標(biāo)準(zhǔn)曲線法
預(yù)先用已知濃度的汞標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制吸光度-濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)量樣品吸光度后，通過曲線擬合計(jì)算汞濃度。
結(jié)果輸出
儀器直接顯示汞濃度（單位：ng/mL或μg/L），并支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印及傳輸功能。

技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

高靈敏度
汞在253.7 nm處吸光系數(shù)極高，可檢測(cè)低至0.01 ng/mL的汞濃度，滿足痕量分析需求。
抗干擾能力強(qiáng)
無需高溫原子化，避免共存元素干擾，適用于復(fù)雜基質(zhì)樣品（如廢水、土壤）。
操作簡便
樣品前處理簡單，檢測(cè)速度快（單次測(cè)量約5-10分鐘），適合現(xiàn)場(chǎng)或在線監(jiān)測(cè)。
應(yīng)用廣泛
廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)（水質(zhì)、大氣、土壤）、工業(yè)排放檢測(cè)、食品檢驗(yàn)及科研領(lǐng)域。