利用分光光度计分析矿物中汞元素

利用分光光度计分析矿物中汞元素摘要:本文通过酸解硝化反应，通过锌试剂与Hg2+螯合物通过分光光度计来测定矿物中的Hg2+,证明了这种方法是切实可行的。其最佳反应时间为40min;最佳pH值为6.7;最佳反应温度为30C。关键词:矿物汞锌试剂分光光度计Abstract:Throughtheacidsolutionofthenitrationreaction,thezincreagentandofHg2+chelatesusingaspectrophotometertodeterminethemineraltoHg2+,provedthatthismethodisfeasible.Thebestreactiontimeof40min;optimumpHvalueof6.7;thereactiontemperatureis30C.Keywords:zincreagent;Mineralmercury;Spectrophotometer矿物中所含的汞元素会随着矿物的煅烧、提炼而变成气态挥发到空气中,对于汞矿开采，汞合金冶炼，金和银提取，汞整流器,以及真空泵、照明灯、仪表、温度计、补牙汞合金、雷汞、颜料、制药、核反应堆冷却剂和防原子辐射材料等的生产工人来说，矿物中所含的汞的危害是巨大的。同时矿物中气化挥发出来的汞元素会随着大气漂浮，以尘埃形式沉降于土壤、水体中，进一步污染环境，危害人类健康。因此,测定矿物元素中的汞含量是十分必要的。1汞元素在矿物环境中危害汞是煤中的有害元素之一，在燃煤过程中很难控制，燃煤排放的汞被认为是大气汞污染的主要来源［1］是电池、采矿等行业常用的重金属之一，汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体。汞的毒性是积累的，需要很长时间才能表现出来。食物链对于汞有极强的富集能力，淡水鱼和浮游植物对汞的富集倍数为1000,淡水无脊椎动物为100000海洋动物为200000。汞中毒(mercurypoisoning)以慢性为多见，主要发生在生产活动中，长期吸入汞蒸气和汞化合物粉尘所致。以精神-神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状。大剂量汞蒸气吸入或汞化合物摄入即发生急性汞中毒。对汞过敏者，即使局部涂沫汞油基质制剂，亦可发生中毒。急性汞中毒主要表现为全身症状为头痛、头晕、乏力、低度发热、睡眠障碍、情绪激动、易兴奋、胸痛、胸闷、气促、剧烈咳嗽、咳痰、呼吸困难、口腔炎、龈缘可见汞线”口腔粘膜肿胀、糜烂、溃疡、牙齿松动、脱落、恶心、呕吐、食欲不振、腹痛、腹泻或大便带血、肾脏损伤、皮炎、尿汞明显增高。慢性汞中毒可有头昏、头痛、失眠、多梦、记忆力明显减退、全身乏力、局促不安、忧郁、害羞、胆怯、易激动、厌烦、急躁、恐惧、丧失自信心、注意力不集中、思维紊乱、幻觉、幻视、幻听，哭笑无常、心悸、多汗、血压不稳、脸红、皮肤划纹征阳性、性欲减退、阳痿、月经失调、口腔内金属味、齿龈深蓝色的汞线、流涎、口渴、齿龈充血肿胀或溢脓溃疡和疼痛、牙齿松动易脱落、恶心、食欲不振、暧气、腹泻或便秘、震颤、肾脏损害，少数病人眼晶状体出现汞性”晶体炎,亦可有末梢神经炎表现。2已有汞元素分光光度分析方式土壤中总汞测定通常使用冷原子吸收分光光度法，但此方法试液制作耗时长，强氧化性酸用量大，仪器操作复杂，灵敏度、稳定性不高［2］。同时冷原子分光光度计的价格较高，操作复杂，也不适合工业化的矿物材料的汞元素的测定。而普通分光光度计的价格低廉，操作较为简易,且在汞元素的测定中有着多为成熟的应用，因此我们希望能够改进测定方案，将普通分光光度计的测定汞元素的方法应用到矿物元素中来。现如今的主要分光光度法测定汞元素的主要使用的为双硫踪比色法,虽有比较高的准确度，但要使用氯仿或四氯化碳等有毒溶剂，双硫赊本身稳定性差而且萃取比色手续繁［3］。因此我们进一步改进了分光光度法测定汞的方案，使得测定程序大大改善。3矿物中汞元素分光光度分析方式锌试剂是测定Zn2+、Cu2+等金属离子的灵敏显色剂，近期已运用于研究测定生物蛋白质并产生了良好的效果［4］。我们应用锌试剂显示测定汞的含量［5］。3.1仪器材料721型光栅分光光度计。锌试剂(ZCN,分子式C20H15N4O6SNa,分子量462.41的标准溶液。HgCI2标准溶液。⑷混合掩蔽剂:0.5〜1mol/L的NaF、5%磺基水杨酸钠、2%乙二胺各取50mL充分混合,备用。3.2实验步骤称取风干、研磨后的岩石土样0.2g,加入5ml浓硝酸消解30min,过滤后取上清液。用混合掩蔽剂掩蔽掉其他重金属离子。在5ml上清液中加入0.5ml的2X10-4mol/L的锌试剂，定溶到10ml。用汞标准液配置标准曲线,500nm处测定分光光度值。3.3结果讨论pH值对吸收光谱的影响。在图1中,1是ZCN的分光光度吸收图谱,2是ZCN-Hg2+的分光光度吸收图谱。我们可以看到,ZCN的最大吸收峰实在490nm处，而ZCN-Hg2+的最大吸收峰实在550nm处。且溶液颜色由红紫色变为蓝色说明Hg2+与ZCN生成了螯合物。之后，我们固定ZCN的量，变化pH值,范围为：1.70、4.00、5.86、6.40、6.50、6.60、6.70、6.80、6.90,7.00其分光光度值为：0.019、0.200、0.488、0.511、0.520、0.537、0.539、0.52&0.517、0.482,可见其最适pH值为6.7。温度对吸收光谱的影响。从图2我们可以看出，随着温度的增加吸收光谱的值是先变大再变小的，在30C时达到最大值，因此我们推断30C是其最适反应温度。反应时间对吸收光谱的影响。从图3我们可以看出，随着时间的增加，反应体系的吸收光谱是逐渐增大的，并在40min后达到了平衡，所以我们认为最佳反应时间为40min。4结论因此，用锌试剂与Hg2+螯合物通过分光光度计来测定土壤中的Hg2+是切实可行的，其最佳反应时间为40min;最佳pH值为6.7;最佳反应温度为30C。参考文献[1]孙瑛,程学丰.煤中汞及其对环境的危害[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2007,27:44〜46.刘超,童朝明.微波消解氢化物发生原子荧光法测定土壤中的汞.2005,6:18〜20.徐梅丽，项小女,章佩珠，等.用罗丹明6G分光光度测定