专利名称：：一种卷烟主流烟气中痕量汞的测定方法
技术领域：
：本发明涉及一种巻烟主流烟气中痕量元素的测定方法，特别是一种巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法。
背景技术：
：随着人们对健康问题和环境问题的日益重视，巻烟及巻烟烟气中痕量汞的测定受到广泛的关注。巻烟作为一种特殊的消费品，在高温下燃烧时，内部化学成分发生一系列复杂变化，从而形成主流烟气。巻烟主流烟气是一种包含5000多种气体和微粒成分的复杂气溶胶体系。汞作为巻烟主流烟气中重要的有害元素之一，会随着主流烟气进入人体，对人体造成一定的危害。目前国家卫生标准GB/T500917-2003规定的食品中汞的测定方法有银盐法、硼氢化物还原比色法、冷原子吸收法、原子荧光光谱法等。在众多方法中，冷原子吸收法具有实验重复性良好，精确度高、灵敏度高、抗干扰能力强等优势，但是巻烟主流烟气是一种特殊的测定样品，其中含有种类较多的其它杂质金属元素及有机物，而且汞元素多以有机汞的形式存在，影响了痕量汞元素的测定，使得最终的测定结果的准确性。
发明内容本发明的目的是提供一种准确性高、干扰较少的巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法。为了实现以上目的，本发明测定方法所采用的技术方案是一种巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，首先采用酸性高锰酸钾水溶液捕集主流烟气中的痕量汞，再对捕集后的酸性高锰酸钾溶液进行微波消解，消解后还原多余的高锰酸钾得到样品溶液，然后以酸性氯化亚锡溶液为还原剂，采用冷原子吸收光谱仪对样品溶液进行汞元素含量测定。本发明的测定方法具体包括以下步骤样品处理A将巻烟主流烟气通入酸性高锰酸钾水溶液中进行汞元素捕集；B捕集后将酸性高锰酸钾水溶液进行微波消解，消解后利用还原剂还原多余的高锰酸钾，然后定容，得到样品溶液；C以空气替代巻烟主流烟气重复步骤A和B，得到空白样品；标准溶液配制D在汞浓度0.1iig/L100iig/L内均匀选择至少3个不同浓度配制汞标准工作溶液，并且配制汞浓度为0iig/L的标准空白溶液；汞含量测定E取各浓度的汞标准工作溶液和标准空白溶液，分别加入氯化亚锡的盐酸溶液将汞还原成元素汞，再以惰性气体为载气将被还原的元素汞吹入冷原子吸收光谱仪中测定吸光度，然后测得各汞标准工作溶液的已扣除空白的吸光度大小与光浓度关系的一元线性回归方程；F利用步骤E的方法对步骤B的样品溶液及步骤C的空白样品进行测定，然后将扣除空白的样品溶液吸光度带入步骤E中的回归方程得出样品溶液中的汞元素的浓度。所述酸性高锰酸钾溶液中高锰酸钾的质量百分比为不小于5%。步骤B所述的还原剂为盐酸羟胺。所述微波消解的处理温度为95-190°C，微波消解时间为2-3小时。所述微波消解的具体步骤为将温度由室温升温20min至95。C，保持8min;升温15min至125°C，保持8min;升温20min至165°C，保持20min;降温20min至20°C，保持20min;升温20min至190。C，保持10min。步骤E所述的惰性气体为氩气。步骤E所述的载气流量为40-60ml/min。步骤E所述氯化亚锡的盐酸溶液的氯化亚锡质量百分比为20-35%。步骤E所述氯化亚锡的盐酸溶液中盐酸的体积百分浓度为1-5%。本发明的测定方法采用酸性高锰酸钾作为捕集液，能够捕集巻烟主流烟气中各种形式的汞元素，捕集效率较高，样品待测元素损失少、对操作人员危害小、操作方便快捷，而且捕集后的酸性高锰酸钾可以直接进行微波消解，不需要再加入额外的酸液，节省了酸液的使用，易于操作；本发明采用冷原子吸收光谱法对样品中汞元素的含量进行测定，测定的重复性好，灵敏度高，测定结果准确，回收率高。另外本发明在利用冷原子吸收光谱仪还对氯化亚锡的浓度，氯化亚锡溶液的盐酸浓度及载气流量进行了优化，进一步的提高了对样品汞元素测定的准确性。具体实施例方式以下结合实施例对本发明的测定方法做进一步说明。实施例本发明巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法如下1、捕集液配制粗略量取500ml超纯水于1000ml容量瓶中，缓慢加入200ml98%(体积百分比)的浓硫酸，摇匀并且冷却至室温；然后加入50g高锰酸钾于容量瓶中，轻轻摇晃至固体全部溶解，再用超纯水定容至1000ml。配制过程中，溶液会有轻微的反应并产生少量气体，注意打开容量瓶放气，定容后的溶液为5%(质量分数)的酸性高锰酸钾溶液；2、样品的捕集将两个装有30mL5%高锰酸钾溶液的吸收瓶串联于巻烟夹持器与抽吸针筒之间，确定不漏气后，并测试吸烟机抽吸容量满足标准GB/T19609的要求，按照GB/T16447规定的环境条件下随机选取平衡后的牌号为A的巻烟样品20支，用符合GB/T16450规定的常规吸烟机按照GB/T19609进行抽吸，对巻烟主流烟气中的汞进行捕集；3、样品的处理；捕集完毕后，将吸收瓶中的吸收液倒入微波消解罐中，依次用5mL30%(v/v)双氧水、5mL超纯水清洗吸收瓶且一并转入消解罐中，然后放入微波消解仪中进行微波消解，消解程序见表1所示；消解结束后，待温度降至室温后取出消解罐，打开并慢慢加入盐酸羟胺以还原多余的高锰酸钾至溶液无色，然后转移至100mL容量瓶内并定容待测，用5ml超纯水对消解罐进行清洗且一并转入容量瓶中；然后再以空气代替巻烟主流烟气按照步骤2和3进行处理，得到空白样品。表l微波消解程序参数4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>4、汞标准溶液的配制准确移取1000iig/mL的汞标准品1.OmL于lOOOmL容量瓶中，用3%(体积分数)的硝酸溶液定容至1000mL;然后分别移取上述配制的1.0g/mL的汞标准溶液0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、10mL于100mL容量瓶中，用3%(V/V)的稀硝酸稀释定容，摇匀，配置成0、5、10、20、40、60、100yg/L的系列汞标准工作溶液(0yg/L汞标准工作溶液为汞标准空白溶液)；5、汞标准工作溶液测定取各浓度的汞标准工作溶液，加入25%氯化亚锡溶液(1%盐酸为溶剂配制)将汞还原成元素汞，然后以氩气为载气，将汞蒸气吹入冷原子吸收光谱仪进行测定，具体的冷原子吸收光谱仪参数见表2所示；在波长253.7nm处，汞原子具有强烈的吸收作用，对浓度0.1-100iig/L范围的汞标准工作溶液进行测定，结果表明Hg在质量浓度O.1100iig/L范围内与吸收峰面积存在良好的线性关系。标准曲线的回归方程为A=0.0155C(iig/L)-1.39X10—5，相关系数R二0.9997。表2冷原子吸收光谱仪参数<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>6、样品测定取各样品溶液及空白样品溶液，采用上述步骤3的方法测定，得到各样品溶液的吸光度大小，然后将扣除空白样品的各样品溶液吸光度带入步骤3得到的一元线性回归方程中，得到汞的浓度。实验例本实验例对本发明巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法的重复性、检出限和加标回收率，及共存离子影响进行考察。1、重复性和检出限取配制O.1iig/L的汞标准工作溶液采用实施例中步骤4的方法进行7次平行测定，测定的相对标准偏差(RSD)为2.3%。同时按照该测定方法对空白溶液进行11次测定，以3倍标准偏差求出其检出限为0.03iig/L，测定的结果见表3和表4所示。表30.1iig/L的汞标准工作溶液的7次测定结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4空白溶液的11次测定结果(Pg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2、加标回收率采用实施例的测定方法对4种市售巻烟的主流烟气中的汞含量进行了测定，并考察了测定方法的回收率，测定方法中所采用的条件与实施例相同，区别仅在于一些测定条件，具体测定条件表5所示，测定的结果见表6所示。表5对市售巻烟主流烟气中汞元素的测定条件<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表6巻烟样品主流烟气中汞含量测定及加标回收率<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3、共存离子的影响配制1.0g/L汞标准工作溶液，配制时分别加入汞浓度1000倍的Ca2+、Cl—、Pb2+、Cd2+、Fe3+、Mg2+、S042—干扰离子，并将上述添加干扰离子的各溶液采用实施例的方法测定，最终结果的相对误差在±5%内，因此本发明的测定方法具有很好的选择性。本发明的实施例和实验例所采用的仪器如下FIMS400型流动注射测汞仪，AS90型自动进样器(美国PerkinElmer公司)；Mars5型微波消解仪(美国CEM公司)，配PTFE高压密闭消解罐；[OO53]RM20H转盘式吸烟机(德国Borgwaldt-kc公司)。权利要求一种卷烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于首先采用酸性高锰酸钾水溶液捕集主流烟气中的痕量汞，再对捕集后的酸性高锰酸钾溶液进行微波消解，消解后还原多余的高锰酸钾得到样品溶液，然后以酸性氯化亚锡溶液为还原剂，采用冷原子吸收光谱仪对样品溶液进行汞元素含量测定。2.根据权利要求1所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于具体包括以下步骤样品处理A将巻烟主流烟气通入酸性高锰酸钾水溶液中进行汞元素捕集；B捕集后将酸性高锰酸钾水溶液进行微波消解，消解后利用还原剂还原多余的高锰酸钾，然后定容，得到样品溶液；C以空气替代巻烟主流烟气重复步骤A和B，得到空白样品；标准溶液配制D在汞浓度0.1iig/L100iig/L内均匀选择至少3个不同浓度配制汞标准工作溶液，并且配制汞浓度为0g/L的标准空白溶液；汞含量测定E取各浓度的汞标准工作溶液和标准空白溶液，分别加入氯化亚锡的盐酸溶液将汞还原成元素汞，再以惰性气体为载气将被还原的元素汞吹入冷原子吸收光谱仪中测定吸光度，然后测得各汞标准工作溶液的已扣除空白的吸光度大小与光浓度关系的一元线性回归方程；F利用步骤E的方法对步骤B的样品溶液及步骤C的空白样品进行测定，然后将扣除空白的样品溶液吸光度带入步骤E中的回归方程得出样品溶液中的汞元素的浓度。3.根据权利要求1或2所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于所述酸性高锰酸钾溶液中高锰酸钾的质量百分比为不小于5%。4.根据权利要求2所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于步骤B所述的还原剂为盐酸羟胺。5.根据权利要求2所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于所述微波消解的处理温度为95-19(TC，微波消解时间为2-3小时。6.根据权利要求5所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于所述微波消解的具体步骤为将温度由室温升温20min至95t:，保持8min;升温15min至125°C，保持8min;升温20min至165。C，保持20min;降温20min至20。C，保持20min;升温20min至190。C，保持10min。7.根据权利要求2所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于步骤E所述的惰性气体为氩气。8.根据权利要求7所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于步骤E所述的载气流量为40-60ml/min。9.根据权利要求2所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于步骤E所述氯化亚锡的盐酸溶液的氯化亚锡质量百分比为20-35%。10.根据权利要求2所述巻烟主流烟气中痕量汞的测定方法，其特征在于步骤E所述氯化亚锡的盐酸溶液中盐酸的体积百分浓度为1_5%。全文摘要本发明公开了一种卷烟主流烟气中痕量汞的测定方法，首先采用酸性高锰酸钾水溶液捕集主流烟气中的痕量汞，再对捕集后的酸性高锰酸钾溶液进行微波消解，消解后还原多余的高锰酸钾得到样品溶液，然后以酸性氯化亚锡溶液为还原剂，采用冷原子吸收光谱仪对样品溶液进行汞元素含量测定。本发明测定方法采用酸性高锰酸钾作为捕集液，能够捕集卷烟主流烟气中各种形式的汞元素，捕集效率较高，样品待测元素损失少、对操作人员危害小而且捕集后的酸性高锰酸钾可以直接进行微波消解，不需要在加入额外的酸液，节省了酸液的使用，易于操作；本发明采用冷原子吸收光谱法对样品中汞元素含量测定的重复性好，灵敏度高，测定结果准确，回收率高。文档编号G01N21/31GK101696930SQ20091006638公开日2010年4月21日申请日期2009年11月5日优先权日2009年11月5日发明者侯宏卫,唐纲岭,姜兴益,庞永强,朱凤鹏,李雪,胡清源,陈再根,陈欢申请人:中国烟草总公司郑州烟草研究院;