CN110579564B - 一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置，包括：气体发生装置；与气体发生装置相连的石英分析管；所述石英分析管包括依次设置的样品加热区、高温填料区和石英准直管；设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置AA1；所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器、火焰和光源；设置于所述原子吸收检测装置后的石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区和吸附填料区；设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的汞富集管、原子吸收检测器AA2和气泵。本发明装置可以实现汞、镉、锌、铅的同时测定或单元素测定，同时准确率高。

Description

一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置和方法
技术领域
本发明涉及分析化学技术领域，尤其是涉及一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置和方法。
背景技术
目前，测定复杂基质液体和固体中痕量汞、镉、锌、铅等重金属元素，常规方法是样品经消解、提取、富集等样品前处理过程，样品转化为基体简单的液体样品后，采用电热-原子光谱、氢化物-原子光谱、等离子体发射光谱/质谱等分析方法分析，这些常规的分析方法需要消耗较多时间、人力、物力成本。
目前对于直接进样分析痕量重金属元素的方法主要有连续光源- 石墨炉原子吸收法，镉的电热蒸发-钨丝富集-原子荧光法，汞的燃烧- 催化燃烧-金汞齐冷原子吸收法，锌的电热蒸发-钨丝富集-电感耦合等离子体质谱法，X射线荧光，中子活化和LIBS等。X射线荧光和LIBS 分析方法虽然也可直接测定这些元素，但其方法定量限一般在数 10mg/kg以上，不适用于较低含量的重金属元素测定需求；中子活化法操作较为复杂且成本较高；连续光源石墨炉原子吸收法的应用中，样品置于石墨炉中加热并在石墨管中原位检测，所以进样仅量允在数毫克以下，对于部分样品的分析可能缺乏样品代表性，且不易操作；镉的电热蒸发-钨丝富集-原子荧光法，汞的燃烧-催化燃烧-金汞齐冷原子吸收法，锌的电热蒸发-钨丝富集-电感耦合等离子体质谱法等分析方法只能一次分析一种元素。
因此，提供一种免化学前处理的样品进样方式和检测方法，实现复杂基质液体和固体中汞、镉、锌、铅等重金属元素的直接进样、同时或单独准确分析是非常必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种同时或单独测定汞、镉、锌、铅的装置；本发明的装置可以实现汞、镉、锌、铅的同时测定，同时准确率高。
本发明提供了一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置，包括：
气体发生装置；
与气体发生装置相连的石英分析管；所述石英分析管包括依次设置的样品加热区、高温填料区和石英准直管；
设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置；所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器AA1、火焰和光源；
设置于所述原子吸收检测装置后的石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区和吸附填料区；
设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的汞富集管、原子吸收检测器AA2和气泵。
优选的，所述气体发生装置包括空气发生器和氮气/氢气发生器；所述光源为镉、锌、铅元素的复合元素灯；所述气体发生装置包括空气发生器和氮气/氢气发生器；所述氮气/氢气发生器包括：
空气源；
氢气发生装置；
能够点燃空气及氢气的燃烧头；
能够使燃烧产生的水汽凝结的水汽结构所述水汽结构具有与所述空气源连接的空气进口、与所述氢气发生装置连接的氢气进口及设置于所述水汽结构顶部的生成气体出口。
优选的，所述石英分析管中样品加热区、高温填料区的内径为 19mm，外径22mm；所述石英准直管的外景为4mm，内径为2mm；所述石英催化管内径为19mm，外径为22mm；所述汞富集管内径为 3mm，外径为5mm。
优选的，所述高温填料区中的填料为氧化镁、或氧化钙或高岭土；所述吸附填料区中的填料为氧化钙和二氧化锰中的一种或几种；所述汞富集管内填装有镀金石英砂。
优选的，所述汞富集管与所述吸附填料区出口相连。
本发明提供了一种上述技术方案任意一项所述的装置同时测定汞、镉、锌、铅的方法，包括：
A)在气体发生装置提供的空气气氛下，样品在石英分析管的样品加热区燃烧热解，高温填料区的高温填料选择性抓捕燃烧中部分释出的镉、锌、铅；汞元素经石英准直管汇聚、石英催化管吸附净化、进入原子吸收检测装置AA2进行汞元素的测定；
B)将气体发生装置切换至氮气/氢气气氛下，样品继续加热，气体吹扫石英分析管，镉、锌、铅释出，进入原子吸收检测器AA1进行检测。
优选的，所述空气流量为200～1000ml/min；所述氮气/氢气混合气体的比例为氮气：氢气＝1～10：1，所述流量为100～1000mL/min。
优选的，所述样品加热区的加热温度为200～1100℃；所述高温填料区的加热温度为500℃～1100℃；所述石英准直管的加热温度为 500℃～1100℃。
优选的，所述原子吸收检测器AA1为CCD扫描光纤光谱仪；镉、锌、铅分析波长分别为228.8nm、213.8nm、283.3nm；所述光源为镉、锌、铅的空心阴极灯或其他辉光放电灯。
优选的，所述抽气泵的流速为200-2000mL/min，所述原子吸收测汞装置包括双光束冷原子吸收检测器AA2。
与现有技术相比，本发明提供了一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置，包括：气体发生装置；与气体发生装置相连的石英分析管；所述石英分析管包括依次设置的样品加热区、高温填料区和石英准直管；设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置AA1；所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器、火焰和光源；设置于所述原子吸收检测装置后的石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区和吸附填料区；设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的汞富集管、原子吸收检测器和气泵。本发明样品经过样品加热区高温燃烧(热解)的方式，将有机质分解，挥发分经过高温填料进一步分解，吹扫出分析管路系统，进入原子吸收测汞装置AA1，同时，高温填料选择性抓捕燃烧中部分挥发的镉、铅、锌等易挥发元素。通过将加热气氛温和地切换为还原性气氛，镉、铅、锌从燃烧灰分和高温填料区填料中释出，送入原子吸收检测装置中进行测定。本发明装置可以实现汞、镉、锌、铅的同时测定，同时准确率高。
附图说明
图1为本发明所述装置示意图；
图2为本发明提供的氮气氢气混合器发生器的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置和方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供了一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置，包括：
气体发生装置；
与气体发生装置相连的石英分析管；所述石英分析管包括依次设置的样品加热区、高温填料区和石英准直管；
设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置AA1；所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器、火焰和光源；
设置于所述原子吸收检测装置后的石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区和吸附填料区；
设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的汞富集管、原子吸收检测器AA2和气泵。发明所述的AA2为专利CN204649610U公开的，专利权属于本发明所有权人。
本发明提供的同时测定汞、镉、锌、铅的装置，包括气体发生装置1。所述气体发生装置包括空气发生器和氮气氢气混合器发生器。
本发明对于所述空气发生器不进行限定，本领域技术人员熟知的市售即可。本发明所述氮气氢气混合器发生器优选可以如图2所示，图2为本发明提供的氮气氢气混合器发生器的结构示意图。
具体包括：
所述氮气/氢气发生器包括：
空气源(1-2)；
氢气发生装置(1-1)；
能够点燃空气及氢气的燃烧头；
能够使燃烧产生的水汽凝结的水汽结构(1-3)所述水汽结构(1-3) 具有与所述空气源(1-2)连接的空气进口、与所述氢气发生装置(1-1) 连接的氢气进口及设置于所述水汽结构(1-3)顶部的生成气体出口 (1-6)。
本发明实施例提供的氮气氢气混合器发生器，空气源1-2通过空气进口向水汽结构1-3中充入空气，氢气发生装置1-1通过氢气进口向水汽结构1-3中充入氢气，并通过燃烧头进行燃烧，其主要的反应化学方程式为
Figure GDA0002816845870000051
由此可知，通过燃烧能够有效地去除空气中的氧气；并且，在水汽结构1-3使燃烧产生的水汽凝结，将生成气体与凝结水分离，生成气体由水汽结构1-3顶部的生成气体出口1-6流出。与现有的采用分子筛为吸附剂，采用变压吸附原理分离空气制取氮气相比，除氧装置的结构简单，有效降低了除氧装置的成本，也可以依据需求减小除氧装置的体积。
可以通过调整空气及氢气的比例，使得氢气与氧气完全反应，剩下氮气作为生成气体。
也可以通过调整空气及氢气的比例，使得全部氧气与部分氢气反应，剩下氮气与另一部分氢气形成的混合气体作为生成气体。如下所示：
Figure GDA0002816845870000061
其中，生成气体为氮气或氮气与氢气的混合气体均不含氧气成分，可以用于分析仪器的气体，比如应用于氢化物发生原子荧光/吸收，电热蒸发光谱/质谱联用仪器，铅镉汞砷专用分析仪等等。
为了加速生成气体与凝结水的分离，本发明实施例提供的氮气氢气混合器发生器还包括用于加速水汽凝结的制冷器1-4；制冷器1-4 位于燃烧区域与生成气体出口1-6之间；燃烧区域为水汽结构1-3内氢气与空气燃烧的区域。即，生成气体需要经过制冷器1-4的制冷才能经过生成气体出口1-6流出，确保了凝结效果，也加速了水汽凝结。
制冷器1-4设置于水汽结构1-3的外部；制冷器1-4的制冷部件与水汽结构1-3的外壳导温接触。通过上述设置，使得制冷器1-4独立于水汽结构1-3的外部，避免凝结水或水汽侵蚀制冷器1-4，有效提高了制冷器1-4的使用寿命。
优选地，制冷器1-4为半导体制冷器。也可以将制冷器1-4设置为其他类型的制冷器，在此不再一一累述。
燃烧头设置于水汽结构3内。也可以将燃烧头设置于水汽结构1-3 外，使得燃烧头喷出火星或火苗进入水汽结构1-3内。仅需使得燃烧头能够点燃水汽结构1-3内的氢气与空气的混合气体即可。
本发明实施例提供的氮气氢气混合器发生器中，还包括去除水汽结构1-3内凝结水的除水结构。由于空气及氢气的燃烧会生成水，为了避免水影响后续气体(氮气)的使用，可以设置除水结构。
本实施例中，水汽结构1-3的底部具有出水口，除水结构包括泵1-5，泵1-5的进水口与出水口连通，泵1-5的出水口与氢气发生装置 1-1的进水口连通。通过上述设置，实现了成分的循环利用。
泵1-5优选为蠕动泵。
为了避免水分由生成气体出口1-6流出，生成气体出口1-6设置有半透膜，半透膜能够透过气体且不能透过水分子。也可以在生成气体出口1-6设置干燥颗粒等。
空气进口设置有用于控制其开启及关闭的空气开关阀；氢气进口置有用于控制其开启及关闭的氢气开关阀。通过控制空气开关阀及氢气开关阀的开度及开启时间，并依据空气及氢气进入水汽结构3的流速，可以调整空气及氢气的比例，从而实现控制生成气体的成分的作用。可以使生成气体仅为氮气，也可以使生成气体为氮气与氢气的混合气体。
为了提高自动化程度，氮气氢气混合器发生器还可以包括控制由氢气进口进入水汽结构1-3的氢气量及由空气进口进入水汽结构3的空气量的控制装置。其中，控制装置可以依据空气经过空气进口的流速及氢气经过氢气进口的流速调整空气开关阀及氢气开关阀的开度，进而完成氢气量及空气量的调节。
本实施例中，氮气氢气混合器发生器为氮气发生器。当然，也可以为气体能够实现除氧操作的仪器中。
为了确保燃烧完全，在燃烧过程中，需要确保水汽结构1-3的封闭，因此，设置于生成气体出口1-6出，用于控制生成气体出口1-6 开启及关闭的出口开关阀。
其中，可以通过调节上述开关阀的开度完成流量控制。
本发明实施例还提供了一种氮气氢气混合器发生方法(除氧方法)，应用如上述任一种氮气氢气混合器发生器；
包括步骤：
将氢气与空气混合并形成混合气体；
其中，依据需要的生成气体的成分(如氮气或氮气与氢气的混合气体)，调整氢气与空气的混合比例。
使得混合气体充分燃烧并输出生成气体。
由于上述除氧装置具有上述技术效果，上述除氧方法也应具有同样地技术效果，在此不再一一累述。
优选地，步骤将氢气与空气混合并形成混合气体中，通过控制氢气与空气的比例，使得氢气的体积与空气中预计氧含量的体积比为 2:1。
原理为：为获得氮气和氢气的混合气，是通过将空气和氢气发生器提供的过量氢气在点燃状态下，将空气中氧气消耗，生成的水汽被冷凝，获得干燥的氮气和氢气的混合气，此混合气氧气含量低于5ppm。
本发明提供的同时测定汞、镉、锌、铅的装置包括与气体发生装置相连的石英分析管。
本发明所述石英分析管包括依次设置的样品加热区、高温填料区和石英准直管。
即为样品加热区2、高温填料区3和石英准直管4依次连通，整体称为石英分析管。
空气气流输入样品加热区、高温填料区和石英准直管组成的一体化燃烧催化石英管中，从样品加热区的左端进，从石英准直管的最右端出；样品加热区、高温填料区和石英准直管组成的一体化石英管。
所述石英分析管中样品加热区的内径为19mm，外径22mm；长度为30-200mm，高温填料区的内径为19mm，外径22mm；长度为 30-200mm，所述石英准直管的外径为4mm，内径为2mm；长度为 5-100mm。
气体发生装置与样品加热区、高温填料区和石英准直管组成气密性传输流路，由气体发生装置提供动力气。
2,3,4组成的一体化石英管，置于管式炉中，使得2,3,4石英管可被加热到1100度。2区段加热到0-1100度，实现程序升温，去除样品中水分和分解有机物。水分和燃烧产物通过3区段，此区段恒温在 800～900，优选为850度，3中装填有氧化镁、氧化钙或高岭土颗粒，用以吸附燃烧烟气中部分携带的镉、铅、锌等元素。4为石英准直管，可将2,3中释出的分析物聚集成束，4被管式炉加热到800～900，优选为850度。
本发明所述高温填料区中的填料优选为氧化镁、氧化钙或高岭土；更优选为氧化镁，且比表面积在2m2/g-300m2/g。本发明对其来源不进行限定，市售即可。
本发明提供的同时测定汞、镉、锌、铅的装置包括设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置AA1。
所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器7、火焰5和光源6；其中6-1为光源全谱光，6-2为透镜，6-3为特征光谱；7是扫描型光纤光谱仪，7-1,7-2,7-3为其内部光学结构组成部分，此部分市售不做限制，7-4为出射光。
所述原子吸收检测器7为CCD扫描型光纤光谱仪；所述光源6 为所述光源为镉、锌、铅元素的复合元素灯；优选为镉、锌、铅的空心阴极灯或辉光放电灯。
本发明提供的同时测定汞、镉、锌、铅的装置包括设置于所述原子吸收检测装置后的石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区8和吸附填料区9。
本发明所述石英催化管内径为19mm，外径为22mm，长度为 30-200mm；所述火焰缓存区长度为5-100mm；所述吸附填料区中的填料为氧化钙和二氧化锰中的一种或几种。
本发明提供的同时测定汞、镉、锌、铅的装置包括设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的汞富集管10、原子吸收检测器11和气泵12。
通空气燃烧过程中，从4的右端喷出的燃烧产物，形成稳定的高速气流5，喷入测汞系统B的石英管8中，8和9,10均为石英管，9,8 直径一样，9内装有氧化钙和二氧化锰的氧化物颗粒，用以吸附燃烧过程中产生的酸性气体和氮氧化物，同时将未燃烧充分的有机物彻底分解。10内装有镀金石英砂，用于富集燃烧产物中的汞元素。
11为双光束冷原子荧光测汞装置，用于检测从10中热解释放的汞。12为抽气泵，用以提供从4末端喷出的燃烧产物在8,9,10,11中流动的动力气。5,8,9,10,11,12组成气密性传输流路，由12提供动力气。
按照本发明，所述汞富集管内径为3mm，外径为5mm，长度为 30-150mm。
所述汞富集管内填装有镀金石英砂。所述汞富集管与所述吸附填料区出口相连。
图1为本发明所述装置示意图。
本发明提供了一种上述技术方案任意一项所述的装置同时测定汞、镉、锌、铅的方法，包括：
A)在空气气氛下，样品在样品加热区燃烧热解，经高温填料选择性抓捕部分镉、锌、铅，汞元素经吹扫进入原子吸收测汞装置进行测定；
B)切换至氮气/氢气气氛下，样品继续加热，气体吹扫石英管，镉、锌、铅从样品灰分和填料中释出，进入原子吸收检测器AA1进行检测。
本发明首先在空气气氛下，样品在样品加热区燃烧热解，经高温填料选择性抓捕部分烟气中镉、锌、铅，汞元素，经气氛切换吹扫进入原子吸收测汞装置进行测定。
所述样品加热区的加热温度为200～1100℃；所述高温填料区的加热温度为500℃～1100℃；所述石英准直管的加热温度为500℃～1100℃。
本发明所述空气流量为200～1000ml/min；更优选为 350～500ml/min。
样品经过程序升温燃烧分解，去除样品中的水分和分解有机物；填料区用以吸附燃烧烟气中部分携带的镉、铅、锌等元素；石英准直管可以将2,3中释出的分析物聚集成束，从4的右端喷出的燃烧产物，形成稳定的高速气流5，喷入测汞系统B的石英管8中，9内装有氧化钙和二氧化锰的氧化物颗粒，用以吸附燃烧过程中产生的酸性气体和氮氧化物，同时将未燃烧充分的有机物彻底分解。10内装有镀金石英砂，用于富集燃烧产物中的汞元素。
燃烧过程结束，燃烧产物被抽进B单元完成了样品中汞的准确测定。样品在A系统中完成燃烧过程，实际上也是去除了样品中大量的复杂有机质基体，得到的是基体相对较为简单的无机基体。
本发明测定汞的方式为：原子吸收检测器AA1为CCD扫描光纤光谱仪；镉、锌、铅分析波长分别选取为228.8nm、213.8nm、283.3nm；本发明对于所述具体的测定参数不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
切换至氮气/氢气气氛下，样品继续加热，气体吹扫石英管，镉、锌、铅释出，进入原子吸收检测器AA1进行检测。
然后，1中的气氛切换为氮气和氢气的混合气，当2,3,4中的气氛切换为氮氢混合气后，2中样品燃烧灰分和可能吸附在3中的镉、锌、铅等元素在氢气的还原性气氛下急速释出，由氮氢混合气载带经过4， 4为石英准直管，可将2,3中释出的分析物聚集、浓缩成束，在4的末端进入大气环境。
由于4是维持在800～900(850度)高温，从4的末端喷出的氮氢气被点燃，形成火焰5。镉、锌、铅等元素在火焰中被原子化。原子态的镉、锌、铅等元素在特征光谱6-3的照射下，选择性的吸收光，通过7来检测通过火焰衰减的光7-4，从而获得镉、锌、铅等元素的含量。特别的，6为镉、锌、铅等元素的空心阴极灯或其他辉光放电灯，也包括它们的复合元素灯。7为原子吸收检测器，可以采用窄带滤光片和光电倍增管(PMT)或CCD扫描光纤光谱仪,前者适合单元素分析，后者可多元素也可单元素分析。特别的，6为镉、锌、铅等元素的复合元素灯。其他特别强调的，4末端形成的氮氢扩散火焰，即为原子化器，不存在4末端经过冷端传输后再次点燃。
AA1为5,6,7三部分组成，AA2为11。
本发明所述氮气/氢气混合气体的比例为氮气：氢气＝1～10：1，所述流量为100～1000mL/min。
所述抽气泵的流速为100～1500mL/min。
本发明对于所述具体的测定参数不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
本发明提供了一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置，包括：气体发生装置；与气体发生装置相连的石英分析管；所述石英分析管包括依次设置的样品加热区、高温填料区和石英准直管；设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置AA1；所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器、火焰和光源；设置于所述原子吸收检测装置后的石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区和吸附填料区；设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的汞富集管、原子吸收检测器AA2和气泵。本发明样品经过样品加热区高温燃烧(热解)的方式，将有机质分解，挥发分经过高温填料进一步分解，吹扫出分析管路系统，进入原子吸收测汞装置，同时，高温填料选择性抓捕燃烧中部分挥发的镉、铅、锌等易挥发元素。通过将加热气氛温和地切换为还原性气氛，镉、铅、锌从燃烧灰分和高温填料区填料中释出，送入原子吸收检测装置AA1中进行测定。本发明装置可以实现汞、镉、锌、铅的同时测定，同时准确率高。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置和方法进行详细描述。
实施例1
按照本发明所述组装好装置：包括空气发生器和氮气氢气混合器发生器的气体发生装置；与气体发生装置相连的石英分析管；所述石英分析管包括依次设置的外径22mm，内径19mm样品加热区、外径 22mm，内径19mm高温填料区(设置氧化镁颗粒)和4mm，内径2mm 石英准直管；设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置；所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器AA1、火焰和镉、锌、铅等元素的空心阴极灯光源；设置于所述原子吸收检测装置后的内径为 19mm，外径22mm石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区和内装有氧化钙和二氧化锰的氧化物颗粒吸附填料区；设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的内装有镀金石英砂的汞富集管、原子吸收检测器AA2 和气泵。
实施例2
按照本发明实施例1的装置，在空气气氛下，空气流量为 350mL/min；样品在样品加热区加热至1100℃燃烧热解，经高温填料恒温850℃选择性抓捕镉、锌、铅，汞元素经吹扫进入原子吸收测汞装置进行测定；即为，通空气燃烧过程中，从4的右端喷出的燃烧产物，形成稳定的高速气流5，喷入测汞系统B的石英管8中；11为双光束冷原子荧光测汞装置，用于检测从10中热解释放的汞。12为抽气泵，用以提供从4末端喷出的燃烧产物在8,9,10,11中流动的动力气。燃烧过程结束，燃烧产物被抽进B单元完成了样品中汞的准确测定。
切换至氮气/氢气气氛下，样品继续加热，气体吹扫石英管，镉、锌、铅释出，样品燃烧灰分和可能吸附在3中的镉、锌、铅等元素在氢气的还原性气氛下急速释出，由氮氢混合气载带经过4，4为石英准直管，可将2,3中释出的分析物聚集、浓缩成束；由于4是维持在850度高温，从4的末端喷出的氮氢气被点燃，形成火焰5。镉、锌、铅等元素在火焰中被原子化；进入原子吸收检测器进行检测AA2。原子态的镉、锌、铅等元素在特征光谱6-3的照射下，选择性的吸收光，通过7来检测通过火焰衰减的光7-4，从而获得镉、锌、铅等元素的含量。
实施例3～8
选择大米、土壤和标液为样品，分别采用实施例1的装置和实施例2所述的方法，测定结果如表1所述，同时与现有技术的ICP-MS 和GF-AAS进行对比，结果表明，准确性好。
表1镉(Cd)的测定结果与比较结果(采用镉空心阴极灯和光电倍增管检测器)
Figure GDA0002816845870000141
实施例9
选择食盐和酱油进行加标回收率的测定，结果如表2所示，表2 可以看出，加标回收率结果满意。高盐样品中镉的测定是分析领域的难点，通过以下数据表明，本发明专利阐述的分析方法具有抗高盐干扰的能力，且为直接进样分析，具有较高的方法优越性。
表2测定高盐样品中镉与加标回收(采用镉空心阴极灯和光电倍增管检测器)
Figure GDA0002816845870000142
实施例10
选择土壤类样品，进行镉、锌、铅、汞同时分析的数据结果。
表3镉、锌、铅、汞同测的结果(采用复合辉光放电灯和CCD 检测器测镉、锌、铅)
Figure GDA0002816845870000151
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种同时测定汞、镉、锌、铅的装置，其特征在于，包括：
气体发生装置；所述气体发生装置包括空气发生器和氮气/氢气发生器；
与气体发生装置相连的石英分析管；所述石英分析管包括依次设置的样品加热区、填料区和石英准直管；所述氮气/氢气发生器包括：
空气源；
氢气发生装置；
能够点燃空气及氢气的燃烧头；
能够使燃烧产生的水汽凝结的水汽结构，所述水汽结构具有与所述空气源连接的空气进口、与所述氢气发生装置连接的氢气进口及设置于所述水汽结构顶部的生成气体出口；
所述填料区中的填料为氧化镁、或氧化钙或高岭土；
设置于所述石英分析管后方的原子吸收检测装置AA1；所述原子吸收检测装置包括原子吸收检测器、火焰和光源；所述光源为镉、锌、铅元素的复合元素灯；
设置于所述原子吸收检测装置后的石英催化管；所述石英催化管包括依次设置的火焰缓存区和吸附填料区；所述吸附填料区中的填料为氧化钙和二氧化锰中的一种或几种；
设置于所述石英催化管后的原子吸收测汞装置；所述原子吸收测汞装置包括依次设置的汞富集管、原子吸收检测器AA2和气泵；所述汞富集管内填装有镀金石英砂。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述石英分析管中样品加热区、填料区的内径为19mm，外径22mm；所述石英准直管的外径为4mm，内径为2mm；所述石英催化管内径为19mm，外径为22mm；所述汞富集管内径为3mm，外径为5mm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述汞富集管与所述吸附填料区出口相连。
4.一种采用权利要求1～3任意一项所述的装置同时测定汞、镉、锌、铅的方法，其特征在于，包括：
A)在气体发生装置提供的空气气氛下，样品在石英分析管的样品加热区燃烧热解，高温填料区的高温填料选择性的抓捕部分挥发的镉、锌、铅；汞元素经石英准直管汇聚、石英催化管吸附净化、进入冷原子吸收检测装置AA2进行汞元素的测定；
B)将气体发生装置切换至氮气/氢气气氛下，样品继续加热，气体吹扫石英分析管，镉、锌、铅释出，进入原子吸收检测器AA1进行检测。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述空气流量为200～1000ml/min；所述氮气/氢气混合气体的比例为氮气：氢气＝0.1～10：1，所述混合气体流量为100～1000mL/min。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述样品加热区的加热温度为200～1100℃；所述高温填料区的加热温度为500℃～1100℃；所述石英准直管的加热温度为500℃～1100℃。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述原子吸收检测器AA1为CCD扫描光纤光谱仪；镉、锌、铅分析波长分别为228.8nm、213.8nm、283.3nm；所述光源为镉、锌、铅的复合空心阴极灯，或镉、锌、铅的单元素灯。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，抽气泵的流速为200-2000mL/min，所述原子吸收测汞装置包括双光束冷原子吸收检测器AA2，采用低压汞灯做光源，光电二极管做检测器。
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