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UOP 938-2000 Total Mercury and Mercury species in liquid hydrocarbons

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2024年2月15日发(作者:帖安阳)

UOP Method 938-2000

液烃中的总汞和汞化物

Total Mercury and Mercury species in liquid hydrocarbons

1. 范围

UOP 938-2000 是专门用于测定液态烃中总汞含量的标准方法,采用的仪器为日本仪器株式会社(NIC)生产的测汞仪(SP-3D),适用于测定汞浓度在0.1~10000ng/mL(m/v-ppb)的样品。结果可以转换为质量-ppb。附件给出了烃类中汞形态分析的方法。

其测定原理是:样品在仪器内加热分解,汞蒸气由汞收集器以金一汞齐形态被收集。汞被收集后,金一汞齐被加热,汞被二级收集器二次汞齐化。经过两次金汞齐化后,汞在700℃被释放,汞蒸气由一纯载气带入吸收池,由冷原子吸收光谱检测。气流通过置于原子吸收光谱仪中的吸收池。在253.7nm波长处测量汞共振线的吸收率进行汞的测定。与上述等离子体技术及冷原子荧光光谱法相比,由于该方法将样品中的大量碳化合物燃烧掉,因此无碳化合物的影响,测定的下限较低。另外,由于采用了活性炭收集管连接到系统的出口,避免了向环境中释放任何痕量汞,保证了操作的安全性。该方法无需对样品进行消解和化学前处理,测定每个样品约l5分钟。

2. 方法概述

该方法指定的NIC测汞仪SP-3D型由一台控制器、一台汞原子化器和一台汞检测器组成。样品在仪器内加热分解,汞蒸气由汞收集器以金一汞齐形态被收集。汞收集器的温度为150℃,这是为了防止收集器吸附其他燃烧产物。汞被收集后,金一汞齐被加热,汞被二级收集器二次汞齐化。经过两次金汞齐化后,加热汞收集器,汞在700℃被释放,汞蒸气由一纯载气载人吸收池,由冷原子吸收光谱技术进行检测。

在导入样品之后,从样品分解工艺到汞收集过程,以及计算结果都是由仪器自动完成。

3. 仪器

天平,可读性,0.1mg

坩埚,高温型,50 mL Fisher Scientific公司提供,类别号07-965G,若干

烧瓶,测定容积型,A级,100mL、500mL、1000mL,Fisher Scientific公司提供, 1

类别号分别为10-210-8C、F和G

电炉,全封闭型,120 V,50/60Hz,最高温度1200℃,Fisher Scientific公司提供,类别号10-554-28

测汞仪,NIC,SP-3D型(无替代品),附件如下:

 空气净化器,NIC公司提供,类别号2750-01

 样品船,陶瓷材料,NIC公司提供,类别号2744

 集热管,石英材料,M 160型,NIC公司提供,类别号2704-01

 连杆,样品船用,NIC公司提供,类别号2725-01

 加热管,NIC公司提供,类别号2702

 石脑油进口帽,NIC公司提供,类别号2710-01N

 接头,直径6mm,NIC公司提供,类别号2715-6

 接头,直径8mm,NIC公司提供,类别号2715-8

 汞收集器,载金色谱柱,NIC公司提供,类别号2751

 O形密封圈,NIC公司提供,类别号2733

 纸张,NIC公司提供,类别号2757-02

 打印机,NIC公司提供,类别号2606

 样品容器,样品船和添加剂用,NIC公司提供,型号号SK-1

 药匙,NIC公司提供,类别号2748-02

 样品船支架,NIC公司提供,类别号2709

微型移液管,V3系列,可获得的容量为20~200μL,Baxter Scientific公司提供,类别号P5054-11(用于分析重烃和校准试样)

移液管,测定容积型,A级,1mL、2mL、3mL和10mL,Fisher Scientific公司提供,类别号分别为13-660A、B、E和F

记录仪

注射器,容量为100μL、250μL,Supelco公司提供,类别号分别为2-1498M和2-0784M(用于分析轻烃)

钳子,扁平,圆头,Baxter Scientific公司提供,类别号为E1200-9

洗涤瓶,Nalgene™,容积为500 mL,装低密度聚乙烯,Fisher Scientific公司提供,类别号03-409-17F(用于硝酸清洗所有玻璃仪器)

洗涤瓶,Nalgene™,安全可靠,容积为1000-mL,装丙酮,Fisher Scientific公司提供,类别号03-409-11F

洗涤瓶,Nalgene™,安全可靠,容积为1000-mL,装水,Fisher Scientific公司提供,类别号03-409-11K

2

4. 试剂和材料

无特别说明,所有试剂要符合美国化学学会分析试剂委员会规定的技术要求。

去离子水或蒸馏水

丙酮,Fisher Scientific公司提供,类别号A18-4

添加剂B,NIC公司提供,类别号2754-02

添加剂M,通过混合350g消石灰和500g碳酸钠进行制备,也可以从NIC公司购买,类别号2754-01

消石灰,纯度99.5%,Sigma Chemical公司提供,类别号C7887

L-半胱氨酸,纯度99%,Pfaltz and Bauer公司提供,类别号C33800

氯化汞,HgCl2,纯度99%,Aldrich 化学公司提供,类别号20-377-7

硝酸,浓的,痕量金属级,Fisher Scientific公司提供,类别号A509-212

硝酸,1:1,250mL的浓硝酸和250mL的水在塑料洗涤瓶中即时配制

磷酸盐缓冲剂,pH7.2,Baxter Scientific公司提供,类别号H299-1,一些磷酸盐缓冲剂中含有汞作为防腐剂,缓冲剂必须是无汞的。

移液管末端,可任意使用的,Baxter Scientific公司提供,类别号P5054-27

碳酸钠,纯度99%,Aldrich化学公司提供,类别号22,442-0

称量纸,Fisher Scientific公司提供,类别号09-898-12A

5. 步骤

必须彻底清洁所有玻璃仪器,使用1:1的硝酸冲洗,水清洗,丙酮清洗,然后使用氮气或无油清洁空气吹扫干燥。

5.1 取样

必须以确保代表性取样的方式进行收集样品,单质汞和有机汞是不稳定化合物,会和样品容器壁发生反应。不要使用金属容器收集样品,任何汞化物都可能被金属吸附。样品应该收集在先前酸洗过的容器中,大概需要500 mL样品,然后尽快进行分析。样品储存需要制冷。若样品需要运输到另外的地点进行分析,需要使用密封容器,尽快快速运输。

5.2 调试设备

1、根据制造商的说明书调试设备。

3

2、按下面的顺序打开设备的电源。

 降压变压器

 交流电稳压器

 MA-1控制器

 MD-1检测器

 打印机

 记录仪

3、按表1所示调整分析必备的仪器参数。

表1 操作条件

样品加热炉温度

分解火炉单元温度

汞收集器预热温度

汞收集器温度

载气

载气压力

燃烧系统流量

测量系统流量(原子吸收光谱议,AAS)

记录纸速度

记录满量程

分析时间(取决于加热模式和测量范围)

950℃

850℃

150℃

700℃

干燥、净化过的空气

39kPa

0.5L/min

0.5L/min

5mm/min

1V

5 - 15min

4、观察交流稳压器仪表板,确认交流稳压器通电,且输出电压为100V交流电。

若需要,就调整到准确值

5、使用等量体积的蒸馏水稀释磷酸盐缓冲剂。将稀释后的缓冲剂倒入冷却器左边的1号洗涤瓶内。

 瓶内液面必须高于空气出口10-20mm

6、将测汞仪上边泄漏检测档打到向上。

 该泄压阀现在是关闭的

7、检验气体压力、燃烧系统流量和测量系统流量,使其符合表1中设置的参数。

 若需要,将操作条件调整到准确值

8、关闭所有排出管线。

 每次仅关闭一条排气出口,一次不要全部关闭,否者过高的压力有损仪器

 若有泄漏,参考仪器操作手册进行调试

4

9、将测汞仪上边泄漏检测档打到向下(打开泄压阀),预热整个系统1小时。

 现在整个系统正在运行

5.3 配制L-半胱氨酸溶液和汞标准液

5.3.1 L-半胱氨酸溶液,约10mg/L

1、在称量纸上称取约0.010g/L-半胱氨酸,然后加到接近0.1mg。

2、使用水将称好的L-半胱氨酸定量转移到1000mL的测体积的容量瓶中,使用移液管向容量瓶中加入2mL 浓硝酸,然后用水稀释到刻度线。

 使用L-半胱氨酸时为了防止玻璃仪器内壁沉积汞

5.3.2 汞标准液,约100mg/L

1、在称量纸上称取约0.067g 氯化汞,然后加到接近0.1mg。

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液将称好的氯化汞定量转移到500mL的测体积的容量瓶中。

3、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

4、使用下面的公式计算标准液的汞浓度,达到3为有效数值:

式中 M——氯化汞的质量,g。

0.5——稀释体积,L。

0.739——汞的分子量(200.6)除以氯化汞的分子量(271.5)。

103—— g向mg换算因子。

5.3.3 汞标准液,约10mg/L

1、使用移液管将10 mL的100 mg/L的氯化汞标准液移入100 mL的测体积的容量瓶中;

2、使用10 mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.4 汞标准液,约5mg/L

1、使用移液管将5mL的100mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中;

5

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.5 汞标准液,约1mg/L

1、使用移液管将1mL的100mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中。

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.6 汞标准液,约0.1mg/L

1、使用移液管将10mL的1mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中。

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.7 汞标准液,约0.01mg/L

1、使用移液管将10mL的0.1mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中;

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

3、汞标准液应该保存在阴暗处。标准液最大储存时间如下:

 10mg/L的L-半胱氨酸溶液为6个月

 0.1mg/L及其以上浓度的汞标准液为6个月

5.4 轻烃分析

使用该方法分析含有挥发性物质的样品,比如汽油等。挥发性较弱的烃类,如煤油。柴油和重油使用重烃分析法。

5.4.1 添加剂和样品船的准备

每次分析都应该使用热处理过的添加剂B。

1、将隔焰炉温度设置在700 ± 50℃。

2、将约30g添加剂B加入到坩埚中,并将坩埚置于隔焰炉中。

如果已知样品含有硫化物,除了使用添加剂B之外,还用上添加剂M,就更加合理。 6

向制仪器造商咨询当前的信息和工序

3、将用于分析的样品船置于隔焰炉中。

 通常使用两只样品船进行分析

4、加热样品船和添加剂至少2小时。

5.4.2 空白准备和测量

1、从隔焰炉中取出装有添加剂的坩埚和样品船,并将其置于样品容器内。

 为了防止空气中汞的污染

2、将MA-1控制器置于2模式,依据对样品汞含量的估计为测汞仪选择一测量范围,参见表2。

表2 校准范围和标准液

测量范围,ng

2

20

200

1000

标准液,mg/L

0.01

0.1

1

5

标准液注入体积,μL

50,100,150

50,100,150

50,100,150

50,100,150

3、在不装入样品船的情况下,按下“开始”按钮,进行一次分析。

 该操作时为了排除分析仪中可能存在的任何汞蒸气

 测量结束时,蜂鸣器将会发声

4、从样品容器中移除样品船。如图3所示,向船中加入3 g添加剂B。

 转移样品船时必须使用钳子

5、将一只样品船存放在样品容器内。

6、打开测汞仪的入口罩,将另一只样品船放入燃烧管中,并使用连杆将其置于杆上标示的位置,然后关闭入口罩。

 这将把样品船置于炉子的最热部位

7、按下“菜单”,选择“1”访问校正程序;选择“2”得到“Y=A+空白值”的校正曲线,在仪表(MD-1)盘上输入零,得到汞的空白值。

8、按下“开始”进行分析。

 这是空白值测量

9、分析结束时,从燃烧管中移除样品船,将其置于样品容器中。

10、使用另外一只装有添加剂B的样品船重复步骤6-8。

7

5.4.3 校正

在分析样品期间,推荐美洲校正一次测汞仪。为了生成校正曲线,推荐测量三份汞标准液。参考表2选择合理的测量范围、标准液和标准液注入体积。例如,已知某样品每100μL大约含有1 ng汞,就使用2ng的测量范围、0.01mg/L的汞标准液(库存标准液)。使用50μL、100μL和150μL的0.01mg/L的汞标准液按以下步骤分析校正样品。

1、打开测汞仪入口罩。

2、使用连杆从测汞仪的燃烧管中移除样品船,并将其放入样品容器内。即时从样品容器内移除装有添加剂B的样品船,并将其放在样品船支架上。

3、使用移液管在添加剂B上,添加适量的汞标准液。

 这是第一次校正样品

 表2可以作为测定添加的汞标准液体积的参考

4、将样品船送进燃烧管,使用连杆将其置于杆上标示的位置。

 这将把样品船置于炉子的最热部位

5、关闭入口罩。按下“开始”按钮进行分析,并且在仪表盘上(MD-1)输入标准液中汞的量。

 当分析结束时,在用的样品船应当置于样品容器内进行冷却

 样品船和添加剂可以重复使用

 当步骤4中的冷却时,样品容器内的样品船应该用于下次分析

6、针对第二和第三校正样品重复步骤1~5,在校正样品之间交替使用两只样品船。

7、当所有校正样品分析结束时,按下“菜单”按钮,选择退出校正程序。

 校正样品分析结束后,测汞仪将显示校正曲线的斜率和相关系数(换算系数)

 如果竞争曲线的斜率小于0.7或大于1.3,或者换算系数小于0.95,参考使用手册进行修正

8、从燃烧管中移除装有第三校正样品的样品船,并将其存放在样品容器中。

5.4.4 样品分析

1、从样品容器中移除一只冷却的样品船,如图1所示将其置于燃烧管的入口。如图1所示,使用注射器将100 μL的样品注入到装有添加剂B的样品船底部。

 不熟悉的样品应该在1000ng的规模下过滤

 若已知样品中含有硫化物,除了使用添加剂B之外,还用上添加剂M,就更加合理。向制仪器造商咨询当前的信息和工序

2、如图2所示,将样品船推入燃烧管进口,测量石脑油时用入口罩密封燃烧管。

8

 这种入口罩有一内置的推杆,当前步骤中推杆完全拉出

3、将测汞仪设置到“4”模式,按下“开始”按钮,在仪表板上输入样品的体积。

4、让系统恰好维持5分钟。

 这是为了让样品中含有的轻烃慢慢蒸发

5、当仪器指示5分钟的蒸发时间结束时,使用推杆将样品船完全推入燃烧管,拉出推杆,再次按下“开始”按钮。

6、分析结束后,移除样品船并将其置于样品容器内。使用另外一只样品船开始下一次测量。

7、重复步骤2~7,直到分析完所有样品。

 在一套样品分析开始前和结束后,将标准液作为参考样品进行分析,对于确保设备功能的正常运行十分有益。然而,如果一套样品中样品数量过大,那么参考样品需要检测多次

 必要时,进行重复分析,以增加结果的可靠性

6. 计算

所有计算由计算机完成并自动打印出来,结果保留三位有效数字。在“4”模式下检测挥发性样品,汞含量报告为 ng/mL(m/v-ppb)或mg/mL(m/v-ppm)。通过除以样品密度,可以把结果转化为质量-ppb,或质量-ppm,样品密度使用ASTM Method D

4052或其他方法测定。重烃汞含量检测结果计算为ng/g(质量-ppb)或μg/g(质量-ppm)。

7. 精密度

7.1 重复性

基于两位分析员之一进行的两次分析,在同一实验室都测试两天(8次测试),实验室内计算汞浓度的预计标准偏差(ESD)见表3。不同分析员不同日子在同一实验室进行的两次测试获得结果之间的差值不得多于表3列出的数据。这些数据由UOP 888方法准备。

7.2 再现性

此时,没有足够的数据来计算测试的再现性。

表3 重复性

汞浓度,ng/mL

实验室内预计标准偏差(ESD),ng/mL

9

允许偏差(95%的概率),ng/mL

0.8

47

0.05

0.8

0.2

3

8. 分析时间

包含校正的一次分析时间为1.3 小时,所需要的劳动力时间为1.3小时。

燃燃燃燃燃燃燃燃B燃燃燃燃燃燃

图1 轻烃分析用载添加剂B的样品船

入口罩燃烧管

图2 轻烃分析用载添加剂B和样品的样品船的初始位置

添加剂B添加剂M

图3 轻烃分析时分析空白值用载添加剂B和M的样品船

10

样品添加剂B

图4 轻烃分析用载添加剂B和样品的样品船

第二层添加剂B第一层渗入样品的添加剂B添加剂M

图5 重烃分析用载添加剂B、添加剂M和样品的样品船

引流挡板分液漏斗磁力搅拌器磁力搅拌器控制箱

图A-1 分液漏斗的位置

11

注:

多路阀的转动顺序:A-1 → B-2 → A-3

A-1:样品燃烧及第一次收集汞的工艺

B-2:第二次收集汞的工艺

A-3:汞检测工艺

图6 UOP 938-2000(CVAAS)法分析仪器装配图

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2024年2月15日发(作者:帖安阳)

UOP Method 938-2000

液烃中的总汞和汞化物

Total Mercury and Mercury species in liquid hydrocarbons

1. 范围

UOP 938-2000 是专门用于测定液态烃中总汞含量的标准方法,采用的仪器为日本仪器株式会社(NIC)生产的测汞仪(SP-3D),适用于测定汞浓度在0.1~10000ng/mL(m/v-ppb)的样品。结果可以转换为质量-ppb。附件给出了烃类中汞形态分析的方法。

其测定原理是:样品在仪器内加热分解,汞蒸气由汞收集器以金一汞齐形态被收集。汞被收集后,金一汞齐被加热,汞被二级收集器二次汞齐化。经过两次金汞齐化后,汞在700℃被释放,汞蒸气由一纯载气带入吸收池,由冷原子吸收光谱检测。气流通过置于原子吸收光谱仪中的吸收池。在253.7nm波长处测量汞共振线的吸收率进行汞的测定。与上述等离子体技术及冷原子荧光光谱法相比,由于该方法将样品中的大量碳化合物燃烧掉,因此无碳化合物的影响,测定的下限较低。另外,由于采用了活性炭收集管连接到系统的出口,避免了向环境中释放任何痕量汞,保证了操作的安全性。该方法无需对样品进行消解和化学前处理,测定每个样品约l5分钟。

2. 方法概述

该方法指定的NIC测汞仪SP-3D型由一台控制器、一台汞原子化器和一台汞检测器组成。样品在仪器内加热分解,汞蒸气由汞收集器以金一汞齐形态被收集。汞收集器的温度为150℃,这是为了防止收集器吸附其他燃烧产物。汞被收集后,金一汞齐被加热,汞被二级收集器二次汞齐化。经过两次金汞齐化后,加热汞收集器,汞在700℃被释放,汞蒸气由一纯载气载人吸收池,由冷原子吸收光谱技术进行检测。

在导入样品之后,从样品分解工艺到汞收集过程,以及计算结果都是由仪器自动完成。

3. 仪器

天平,可读性,0.1mg

坩埚,高温型,50 mL Fisher Scientific公司提供,类别号07-965G,若干

烧瓶,测定容积型,A级,100mL、500mL、1000mL,Fisher Scientific公司提供, 1

类别号分别为10-210-8C、F和G

电炉,全封闭型,120 V,50/60Hz,最高温度1200℃,Fisher Scientific公司提供,类别号10-554-28

测汞仪,NIC,SP-3D型(无替代品),附件如下:

 空气净化器,NIC公司提供,类别号2750-01

 样品船,陶瓷材料,NIC公司提供,类别号2744

 集热管,石英材料,M 160型,NIC公司提供,类别号2704-01

 连杆,样品船用,NIC公司提供,类别号2725-01

 加热管,NIC公司提供,类别号2702

 石脑油进口帽,NIC公司提供,类别号2710-01N

 接头,直径6mm,NIC公司提供,类别号2715-6

 接头,直径8mm,NIC公司提供,类别号2715-8

 汞收集器,载金色谱柱,NIC公司提供,类别号2751

 O形密封圈,NIC公司提供,类别号2733

 纸张,NIC公司提供,类别号2757-02

 打印机,NIC公司提供,类别号2606

 样品容器,样品船和添加剂用,NIC公司提供,型号号SK-1

 药匙,NIC公司提供,类别号2748-02

 样品船支架,NIC公司提供,类别号2709

微型移液管,V3系列,可获得的容量为20~200μL,Baxter Scientific公司提供,类别号P5054-11(用于分析重烃和校准试样)

移液管,测定容积型,A级,1mL、2mL、3mL和10mL,Fisher Scientific公司提供,类别号分别为13-660A、B、E和F

记录仪

注射器,容量为100μL、250μL,Supelco公司提供,类别号分别为2-1498M和2-0784M(用于分析轻烃)

钳子,扁平,圆头,Baxter Scientific公司提供,类别号为E1200-9

洗涤瓶,Nalgene™,容积为500 mL,装低密度聚乙烯,Fisher Scientific公司提供,类别号03-409-17F(用于硝酸清洗所有玻璃仪器)

洗涤瓶,Nalgene™,安全可靠,容积为1000-mL,装丙酮,Fisher Scientific公司提供,类别号03-409-11F

洗涤瓶,Nalgene™,安全可靠,容积为1000-mL,装水,Fisher Scientific公司提供,类别号03-409-11K

2

4. 试剂和材料

无特别说明,所有试剂要符合美国化学学会分析试剂委员会规定的技术要求。

去离子水或蒸馏水

丙酮,Fisher Scientific公司提供,类别号A18-4

添加剂B,NIC公司提供,类别号2754-02

添加剂M,通过混合350g消石灰和500g碳酸钠进行制备,也可以从NIC公司购买,类别号2754-01

消石灰,纯度99.5%,Sigma Chemical公司提供,类别号C7887

L-半胱氨酸,纯度99%,Pfaltz and Bauer公司提供,类别号C33800

氯化汞,HgCl2,纯度99%,Aldrich 化学公司提供,类别号20-377-7

硝酸,浓的,痕量金属级,Fisher Scientific公司提供,类别号A509-212

硝酸,1:1,250mL的浓硝酸和250mL的水在塑料洗涤瓶中即时配制

磷酸盐缓冲剂,pH7.2,Baxter Scientific公司提供,类别号H299-1,一些磷酸盐缓冲剂中含有汞作为防腐剂,缓冲剂必须是无汞的。

移液管末端,可任意使用的,Baxter Scientific公司提供,类别号P5054-27

碳酸钠,纯度99%,Aldrich化学公司提供,类别号22,442-0

称量纸,Fisher Scientific公司提供,类别号09-898-12A

5. 步骤

必须彻底清洁所有玻璃仪器,使用1:1的硝酸冲洗,水清洗,丙酮清洗,然后使用氮气或无油清洁空气吹扫干燥。

5.1 取样

必须以确保代表性取样的方式进行收集样品,单质汞和有机汞是不稳定化合物,会和样品容器壁发生反应。不要使用金属容器收集样品,任何汞化物都可能被金属吸附。样品应该收集在先前酸洗过的容器中,大概需要500 mL样品,然后尽快进行分析。样品储存需要制冷。若样品需要运输到另外的地点进行分析,需要使用密封容器,尽快快速运输。

5.2 调试设备

1、根据制造商的说明书调试设备。

3

2、按下面的顺序打开设备的电源。

 降压变压器

 交流电稳压器

 MA-1控制器

 MD-1检测器

 打印机

 记录仪

3、按表1所示调整分析必备的仪器参数。

表1 操作条件

样品加热炉温度

分解火炉单元温度

汞收集器预热温度

汞收集器温度

载气

载气压力

燃烧系统流量

测量系统流量(原子吸收光谱议,AAS)

记录纸速度

记录满量程

分析时间(取决于加热模式和测量范围)

950℃

850℃

150℃

700℃

干燥、净化过的空气

39kPa

0.5L/min

0.5L/min

5mm/min

1V

5 - 15min

4、观察交流稳压器仪表板,确认交流稳压器通电,且输出电压为100V交流电。

若需要,就调整到准确值

5、使用等量体积的蒸馏水稀释磷酸盐缓冲剂。将稀释后的缓冲剂倒入冷却器左边的1号洗涤瓶内。

 瓶内液面必须高于空气出口10-20mm

6、将测汞仪上边泄漏检测档打到向上。

 该泄压阀现在是关闭的

7、检验气体压力、燃烧系统流量和测量系统流量,使其符合表1中设置的参数。

 若需要,将操作条件调整到准确值

8、关闭所有排出管线。

 每次仅关闭一条排气出口,一次不要全部关闭,否者过高的压力有损仪器

 若有泄漏,参考仪器操作手册进行调试

4

9、将测汞仪上边泄漏检测档打到向下(打开泄压阀),预热整个系统1小时。

 现在整个系统正在运行

5.3 配制L-半胱氨酸溶液和汞标准液

5.3.1 L-半胱氨酸溶液,约10mg/L

1、在称量纸上称取约0.010g/L-半胱氨酸,然后加到接近0.1mg。

2、使用水将称好的L-半胱氨酸定量转移到1000mL的测体积的容量瓶中,使用移液管向容量瓶中加入2mL 浓硝酸,然后用水稀释到刻度线。

 使用L-半胱氨酸时为了防止玻璃仪器内壁沉积汞

5.3.2 汞标准液,约100mg/L

1、在称量纸上称取约0.067g 氯化汞,然后加到接近0.1mg。

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液将称好的氯化汞定量转移到500mL的测体积的容量瓶中。

3、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

4、使用下面的公式计算标准液的汞浓度,达到3为有效数值:

式中 M——氯化汞的质量,g。

0.5——稀释体积,L。

0.739——汞的分子量(200.6)除以氯化汞的分子量(271.5)。

103—— g向mg换算因子。

5.3.3 汞标准液,约10mg/L

1、使用移液管将10 mL的100 mg/L的氯化汞标准液移入100 mL的测体积的容量瓶中;

2、使用10 mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.4 汞标准液,约5mg/L

1、使用移液管将5mL的100mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中;

5

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.5 汞标准液,约1mg/L

1、使用移液管将1mL的100mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中。

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.6 汞标准液,约0.1mg/L

1、使用移液管将10mL的1mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中。

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

5.3.7 汞标准液,约0.01mg/L

1、使用移液管将10mL的0.1mg/L的氯化汞标准液移入100mL的测体积的容量瓶中;

2、使用10mg/L的L-半胱氨酸溶液稀释到刻度线,盖住容量瓶并反转数次,使其彻底混合。

 这种标准液的实际浓度是被稀释的标准液的十分之一

3、汞标准液应该保存在阴暗处。标准液最大储存时间如下:

 10mg/L的L-半胱氨酸溶液为6个月

 0.1mg/L及其以上浓度的汞标准液为6个月

5.4 轻烃分析

使用该方法分析含有挥发性物质的样品,比如汽油等。挥发性较弱的烃类,如煤油。柴油和重油使用重烃分析法。

5.4.1 添加剂和样品船的准备

每次分析都应该使用热处理过的添加剂B。

1、将隔焰炉温度设置在700 ± 50℃。

2、将约30g添加剂B加入到坩埚中,并将坩埚置于隔焰炉中。

如果已知样品含有硫化物,除了使用添加剂B之外,还用上添加剂M,就更加合理。 6

向制仪器造商咨询当前的信息和工序

3、将用于分析的样品船置于隔焰炉中。

 通常使用两只样品船进行分析

4、加热样品船和添加剂至少2小时。

5.4.2 空白准备和测量

1、从隔焰炉中取出装有添加剂的坩埚和样品船,并将其置于样品容器内。

 为了防止空气中汞的污染

2、将MA-1控制器置于2模式,依据对样品汞含量的估计为测汞仪选择一测量范围,参见表2。

表2 校准范围和标准液

测量范围,ng

2

20

200

1000

标准液,mg/L

0.01

0.1

1

5

标准液注入体积,μL

50,100,150

50,100,150

50,100,150

50,100,150

3、在不装入样品船的情况下,按下“开始”按钮,进行一次分析。

 该操作时为了排除分析仪中可能存在的任何汞蒸气

 测量结束时,蜂鸣器将会发声

4、从样品容器中移除样品船。如图3所示,向船中加入3 g添加剂B。

 转移样品船时必须使用钳子

5、将一只样品船存放在样品容器内。

6、打开测汞仪的入口罩,将另一只样品船放入燃烧管中,并使用连杆将其置于杆上标示的位置,然后关闭入口罩。

 这将把样品船置于炉子的最热部位

7、按下“菜单”,选择“1”访问校正程序;选择“2”得到“Y=A+空白值”的校正曲线,在仪表(MD-1)盘上输入零,得到汞的空白值。

8、按下“开始”进行分析。

 这是空白值测量

9、分析结束时,从燃烧管中移除样品船,将其置于样品容器中。

10、使用另外一只装有添加剂B的样品船重复步骤6-8。

7

5.4.3 校正

在分析样品期间,推荐美洲校正一次测汞仪。为了生成校正曲线,推荐测量三份汞标准液。参考表2选择合理的测量范围、标准液和标准液注入体积。例如,已知某样品每100μL大约含有1 ng汞,就使用2ng的测量范围、0.01mg/L的汞标准液(库存标准液)。使用50μL、100μL和150μL的0.01mg/L的汞标准液按以下步骤分析校正样品。

1、打开测汞仪入口罩。

2、使用连杆从测汞仪的燃烧管中移除样品船,并将其放入样品容器内。即时从样品容器内移除装有添加剂B的样品船,并将其放在样品船支架上。

3、使用移液管在添加剂B上,添加适量的汞标准液。

 这是第一次校正样品

 表2可以作为测定添加的汞标准液体积的参考

4、将样品船送进燃烧管,使用连杆将其置于杆上标示的位置。

 这将把样品船置于炉子的最热部位

5、关闭入口罩。按下“开始”按钮进行分析,并且在仪表盘上(MD-1)输入标准液中汞的量。

 当分析结束时,在用的样品船应当置于样品容器内进行冷却

 样品船和添加剂可以重复使用

 当步骤4中的冷却时,样品容器内的样品船应该用于下次分析

6、针对第二和第三校正样品重复步骤1~5,在校正样品之间交替使用两只样品船。

7、当所有校正样品分析结束时,按下“菜单”按钮,选择退出校正程序。

 校正样品分析结束后,测汞仪将显示校正曲线的斜率和相关系数(换算系数)

 如果竞争曲线的斜率小于0.7或大于1.3,或者换算系数小于0.95,参考使用手册进行修正

8、从燃烧管中移除装有第三校正样品的样品船,并将其存放在样品容器中。

5.4.4 样品分析

1、从样品容器中移除一只冷却的样品船,如图1所示将其置于燃烧管的入口。如图1所示,使用注射器将100 μL的样品注入到装有添加剂B的样品船底部。

 不熟悉的样品应该在1000ng的规模下过滤

 若已知样品中含有硫化物,除了使用添加剂B之外,还用上添加剂M,就更加合理。向制仪器造商咨询当前的信息和工序

2、如图2所示,将样品船推入燃烧管进口,测量石脑油时用入口罩密封燃烧管。

8

 这种入口罩有一内置的推杆,当前步骤中推杆完全拉出

3、将测汞仪设置到“4”模式,按下“开始”按钮,在仪表板上输入样品的体积。

4、让系统恰好维持5分钟。

 这是为了让样品中含有的轻烃慢慢蒸发

5、当仪器指示5分钟的蒸发时间结束时,使用推杆将样品船完全推入燃烧管,拉出推杆,再次按下“开始”按钮。

6、分析结束后,移除样品船并将其置于样品容器内。使用另外一只样品船开始下一次测量。

7、重复步骤2~7,直到分析完所有样品。

 在一套样品分析开始前和结束后,将标准液作为参考样品进行分析,对于确保设备功能的正常运行十分有益。然而,如果一套样品中样品数量过大,那么参考样品需要检测多次

 必要时,进行重复分析,以增加结果的可靠性

6. 计算

所有计算由计算机完成并自动打印出来,结果保留三位有效数字。在“4”模式下检测挥发性样品,汞含量报告为 ng/mL(m/v-ppb)或mg/mL(m/v-ppm)。通过除以样品密度,可以把结果转化为质量-ppb,或质量-ppm,样品密度使用ASTM Method D

4052或其他方法测定。重烃汞含量检测结果计算为ng/g(质量-ppb)或μg/g(质量-ppm)。

7. 精密度

7.1 重复性

基于两位分析员之一进行的两次分析,在同一实验室都测试两天(8次测试),实验室内计算汞浓度的预计标准偏差(ESD)见表3。不同分析员不同日子在同一实验室进行的两次测试获得结果之间的差值不得多于表3列出的数据。这些数据由UOP 888方法准备。

7.2 再现性

此时,没有足够的数据来计算测试的再现性。

表3 重复性

汞浓度,ng/mL

实验室内预计标准偏差(ESD),ng/mL

9

允许偏差(95%的概率),ng/mL

0.8

47

0.05

0.8

0.2

3

8. 分析时间

包含校正的一次分析时间为1.3 小时,所需要的劳动力时间为1.3小时。

燃燃燃燃燃燃燃燃B燃燃燃燃燃燃

图1 轻烃分析用载添加剂B的样品船

入口罩燃烧管

图2 轻烃分析用载添加剂B和样品的样品船的初始位置

添加剂B添加剂M

图3 轻烃分析时分析空白值用载添加剂B和M的样品船

10

样品添加剂B

图4 轻烃分析用载添加剂B和样品的样品船

第二层添加剂B第一层渗入样品的添加剂B添加剂M

图5 重烃分析用载添加剂B、添加剂M和样品的样品船

引流挡板分液漏斗磁力搅拌器磁力搅拌器控制箱

图A-1 分液漏斗的位置

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注:

多路阀的转动顺序:A-1 → B-2 → A-3

A-1:样品燃烧及第一次收集汞的工艺

B-2:第二次收集汞的工艺

A-3:汞检测工艺

图6 UOP 938-2000(CVAAS)法分析仪器装配图

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