[发明专利]串联法采集大气总汞的方法及在线分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及环境监测中对汞的采集方法及分析仪器，尤其是涉及一种串联法采集大气总汞的方法，还涉及一种使用此方法的在线分析仪。

背景技术

汞是一种神经毒素，可在生物体内累积，并进入食物链，极难消除。它能影响人和动物的大脑功能和神经系统，对人类的健康造成严重危害，并贻害子孙后代。世界八大公害事件之一的日本水俣病事情，以及上世纪七、八十年代我国松花江沿岸发生的水俣病都是由于汞污染造成的结果。汞污染还可跨越国境长距离迁移，是一种典型的全球污染物。为此，世界卫生组织(WHO)和联合国环境署(VNEP)指出：“对汞这种有害物质，即使在很低的浓度下，也会影响人类和野生动植物的健康。”各环保组织更是提出“拒绝汞污染，远离汞危害。”

国内外目前大部份的在线大气汞分析仪使用汞齐法采集大气中的汞。然而单一的汞齐化法采集的汞仅为大气中的单质汞并不包括活性汞(Hg²⁺)，因此不能完全真实的反应现场环境中总汞的浓度国内外目前大部份的在线大气汞分析仪使用汞齐法采集大气中的汞。然而单一的汞齐化法采集的汞仅为大气中的单质汞并不包括活性汞(Hg²⁺)，虽然总的来说单质汞在大气中所占比例为95％以上，但也不排除特殊环境中大量活性汞的存在，这时仅以单一的、就算采集效率为100％的汞齐化法采集汞也不能完全真实的反应现场环境中总汞的浓度。单一的汞齐化法采集不太完美，串联采集便诞生了，目前它的实现方法是在汞齐化法的基础上串联一镀KCl的扩散管在450～500℃条件下以采集活性汞，然后在分析步骤中给该镀KCl的扩散管高温至900℃以上将采集的活性汞还原成单质汞，而若将这种多处且连续大温度的加热的方法使用在在线监测产品中，由于使用时温度过高而造成耗能大的缺点。

发明内容

针对现有串联采集大气总汞的方法在在线监测产品中，具有耗能大的缺点，本发明目的在于提供一种能采集耗能少且使用温度低的串联法采集大气总汞的方法及使用此方法的在线分析仪。

本发明是这样实现的，串联法采集大气总汞的方法，其步骤包括：

(1)、首先CPU处理模块控制前选择阀连通预处理装置和铁还原管的接口、还原管加热器加热以及后选择阀连通金汞齐富集管和采样泵的接口，样气从预处理装置经过铁还原管，此时的铁还原管应处于加热状态，样气在铁还原管内发生还原收集反应：Fe+Hg²⁺→Fe²⁺+Hg，反应后释放的气态单质汞和样气中本来就有的气态单质汞一齐进入金汞齐富集管，由于汞可以溶解多种金属(如金、银、钾、钠、锌等)，溶解以后便组成了汞和这些金属的合金，由于汞的这一特性，经过铁还原管之后，样气中所有形态的汞都被金汞齐富集管溶解收集下来，此时金汞齐富集管下的汞齐管加热器不工作；

(2)、然后步骤(1)中产生的气体经后选择阀进入采样泵，并经限流装置进入缓冲装置，此时CPU处理模块控制前选择阀连通缓冲装置和铁还原管的接口、汞齐管加热器加热以及后选择阀连通金汞齐富集管和冷原子吸收接口，已去除汞的气体由缓冲装置出来后进入铁还原管，铁还原管不发生还原反应，该气体再进入被加热的金汞齐富集管，金汞齐富集管中收集到的汞受热分解成汞蒸气并载入流过的气体中，而后经过后选择阀进入冷原子吸收池；

(3)、最后载有汞蒸气的气体进入冷原子吸收池后，在冷原子吸收池内经过汞灯发射的光经过透镜汇聚到冷原子吸收池，汇聚的光线能激发气体中汞元素发光，光电检测器将检测到汞元素发出的光信号转化为电信号并送给CPU处理模块，数据交由CPU处理模块或传输给连接CPU处理模块的计算机进行分析处理计算出样气中汞的浓度。

为了系统的提高抗干扰能力，还可以在步骤(1)和步骤(2)之间加入步骤(2′)，并在步骤(3)之后加入步骤(4)，其中：

(2′)、CPU处理模块控制后选择阀连通金汞齐富集管和冷原子吸收池的接口短暂时间后，再控制后选择阀连通金汞齐富集管和采样泵的接口，此时从金汞齐富集管流过来的气体中基本上不含汞元素，该气体进入冷原子吸收池后，在冷原子吸收池内经过汞灯发射的光经过透镜汇聚到冷原子吸收池，光电检测器将检测到的冷原子吸收池的光信号转化为电信号并送给CPU处理模块，数据交由CPU处理模块或传输给连接CPU处理模块的计算机；