DE4316513B4

DE4316513B4 - Atomabsorptionsspektrometer

Info

Publication number: DE4316513B4
Application number: DE4316513A
Authority: DE
Inventors: Erwin Hoffmann; Christian LÜDKE
Original assignee: Berthold GmbH and Co KG
Current assignee: BERTHOLD GMBH & CO. KG, 75323 BAD WILDBAD, DE
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: DE4316513A1; IT1269778B; GB2278438B; JPH07140068A; ITMI940977A0; GB9409423D0; AU671727B2; FR2705459B1; ITMI940977A1; FR2705459A1; GB2278438A; AU6308594A

Abstract

Atomabsorptionsspektrometer zur Messung der Quecksilberkonzentration in einer Probe mit einer Einrichtung zur Erzeugung vorbestimmter Emissionslinien des Quecksilbers, einer mit der Strahlung der Emissionslinien durchstrahlbaren Probenaufnahmekammer, sowie Einrichtungen zur Messung der Extinktion der durch die Probenaufnahmekammer gelaufenen Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Emissionslinien 184,9 und 253,7 nm gleichzeitig erzeugende Einrichtung (2) vorgesehen ist, und dass zwei Einrichtungen zur Messung der Extinktionswerte vorgesehen sind, die innerhalb der Extinktionswertebereiche liegen, die den Einrichtungen zur Messung der Extinktion jeweils zugeordnet sind, und die Einrichtungen zur Messung der Extinktionswerte zwei elektro-optische Wandler (9, 10), die jeweils mit unterschiedlicher Empfindlichkeit auf Strahlung der Emissionslinie 184,9 bzw. 253,7 nm ansprechen und derart angeordnet sind, dass durch die Probenaufnahmekammer gelaufene Strahlung gleichzeitig auf die beiden elektro-optischen Wandler (9, 10) fällt, und eine Einrichtung zum Schalten zwischen den jeweiligen Messbereichen der zwei Einrichtungen zur Messung der Extinktion vorgesehen ist, um den Quecksilbergehalt zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Atomabsorptionsspektrometer zur Messung der Quecksilberkonzentration in einer Probe mit einer Einrichtung zur Erzeugung vorbestimmter Emissionslinien des Quecksilbers, einer mit dem Licht der Emissionslinien durchstrahlbaren Probenaufnahmekammer, sowie Einrichtungen zur Messung der Extinktion der durch die Probenaufnahmekammer gelaufenen Strahlung.

Es ist bekannt zur Quecksilberbestimmung die Atomabsorptionsspektrometrie einzusetzen. Das Hg-Atom besitzt dafür zwei geeignete Linien, die auf dem Atom-Grundzustand enden, sich in ihrer Nachweisempfindlichkeit jedoch stark unterscheiden. (J. W. Robinson, P. J. Slevin, G. D. Hindman, D. K. Wolcott, Anal. Chem. Acta 61, 431–439, 1972)

Es sind weiterhin bereits Quecksilberspektrometer für jede der geeigneten Wellenlängen bekannt, wobei zur Einengung des Spektrums der als Hintergrundstrahler verwendeten Hg-Niederdruckentladungslampe ein Gitter, Prisma oder eine selektive Photozelle eingesetzt werden. (E. Hoffmann, Ch. Lüdke, Fresenius Z. Anal. Chem. 298, 9–11, 1979)

Der Nachteil der bekannten Anordnungen besteht darin, daß wegen der Abweichung von der Proportionalität zwischen Meßsignal und Quecksilberkonzentration nur ein begrenzter Konzentrationsbereich mit hoher Nachweisempfindlichkeit erfaßt werden kann. Eine Erweiterung des Konzentrationsbereiches ist bisher nur durch relativ umständliche Anreicherungs- oder Verdünnungsverfahren bzw. durch den Einsatz von zwei Geräten unterschiedlicher Konzentrationsmeßbereiche möglich gewesen.

Es ist weiterhin auch bekannt, daß zur Quecksilberbestimmung auch die Fluoreszenzstrahlung auf der Linie 253,7 nm eingesetzt wird. Sie zeichnet sich durch eine hohe Nachweisstärke und einen großen Konzentrationsbestimmungsbereich aus. (K. C. Thompson, R. G. Godden Analyst 100, 544–548, 1975) Der Nachteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß die Konzentrationsbestimmung des Quecksilbers durch Fluoreszenz löschende Vorgänge gestört werden kann. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Fluoreszenzintensität im Verhältnis zur Primärstrahlung gering ist. Dies erfordert eine hohe Empfindlichkeit des Empfängers und zusätzliche Anordnungen, um die Überlagerung des Fluoreszenzlichts durch gestreute Primärstrahlung gering zu halten.

Es ist weiterhin auch bekannt, daß die Anordnung für die Flow-Injection-Methode gekoppelt ist mit einer Anordnung für die Bestimmung von Quecksilber nach der Methode der Atomabsorption auf der Linie 253,7 nm. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß für viele Anforderungen die Nachweisempfindlichkeit und der bestimmbare Konzentrationsbereich nicht ausreichen. Außerdem ist es ein Nachteil, daß bei dieser Anordnung besondere, der Wellenlängenselektion dienende Mittel eingesetzt werden müssen.

US 3,734,620 beschreibt eine Vorrichtung zum simultanen Messen mehrerer Materialparameter, wie z.B. Temperatur oder Dichte, anhand der Absorption zweier Spektrallinien eines zu untersuchenden Materials. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Erzeugung von Licht mit geeigneter Frequenz, eine Einrichtung zur Erzeugung von Atomdampf und zwei elektro-optische Wandler auf und kann, in Verbindung mit einem Spektrometer, zum Ermitteln der Zusammensetzung des zu untersuchenden gasförmigen und in atomarer Form vorliegenden Materials verwendet werden.

DE 39 17 955 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Analyse von Quecksilber, welche eine Resonanzlinien von Quecksilber emittierende Lichtquelle, eine Messküvette, einen Detektor und Mittel zur Erzeugung eines ein- und ausschaltbaren Magnetfeldes zur Ausnutzung des Zeeman-Effektes umfasst.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, mit einer einfachen, kostengünstigen Anordnung Quecksilber mit hoher Nachweisempfindlichkeit innerhalb eines großen Konzentrationsbereiches zuverlässig bestimmen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Atomabsorptionsspektrometer mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Hierdurch wird der erhebliche Vorteil erzielt, daß in einem Meßgerät der Meßbereich erheblich erweitert wird. Dies ist dann insbesondere von größter Wichtigkeit, wenn etwa nur eine Probe für eine Messung zur Verfügung steht, die verloren wäre, wenn eine Messung in einem Gerät mit einem nicht entsprechenden Meßbereich durchgeführt würde.

Vorzugsweise werden als elektro-optischer Wandler eine im wesentlichen auf Strahlung der Emissionslinie 253,7 ansprechende CsTe-Photokathode und eine im wesentlichen auf Strahlung der Emissisonslinie 184,9 ansprechende CsI-Photokathode vorgesehen.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen der Probenaufnahmekammer und den elektro-optischen Wandlern einen Strahlteiler vorzusehen.

Der Strahlteiler besteht vorzugsweise aus einer Quarzplatte. Es hat sich als überraschend herausgestellt, daß eine Quarzplatte als Strahlteiler für diese Anwendung verwandt werden kann, und daß gleichzeitig bei der Verwendung eines Strahlteiler dennoch ausreichende Lichtintensitäten zur Verfügung stehen, mit denen eine ausreichende Meßgenauigkeit erreicht werden kann.

Die Quarzplatte hat eine sinnvolle Dicke (z.B. 1 mm).

Weitere vorzugsweise Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden soll die Erfindung nunmehr anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Atomabsorbtionsspektrometers mit einer Zuführvorrichtung für die Einführung der Probe in die Probenaufnahmekammer,
2 eine Darstellung zweier verschiedener Funktionsstellungen des in 1 gezeigten FIA-Ventils,
3 den Verlauf der Meßkurven der gemessenen Extinktion in Abhängigkeit von der Zeit für einen ersten elektro-optischen Wandler, der bevorzugt auf Strahlung der Wellenlänge 185 nm und einen zweiten Photowandler, der bevorzugt auf Strahlung der Wellenlänge 254 nm anspricht, und
4 zwei Quecksilberkalibrationskurven, durch die jeweils eine gemessene Extinktion einer bestimmen Quecksilberkonzentration in ng zugeordnet wird, für den ersten optischen Wandler, der bevorzugt auf eine Strahlung der Wellenlänge 185 nm anspricht und einen zweiten elektro-optischen Wandler, der bevorzugt auf Strahlung der Wellenlänge 254 nm anspricht.
In 1 ist mit 1 allgemein das Atomabsorptionsspektrometer bezeichnet. Mit 2 ist eine Strahlungsquelle bezeichnet, die Strahlung der Emissionslinien 184,9 und 253,7 des Quecksilbers erzeugt. Eine solche Strahlungsquelle kann etwa aus einer Quecksilber-Niederdruckentladungslampe bestehen. Die hierdurch erzeugte Strahlung wird über ein nicht näher dargestelltes Fenster durch eine Probenaufnahmekammer 3 gestrahlt. Die Probenaufnahmekammer wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine zylindrische Küvette gebildet, die an ihren einander gegenüberliegenden Enden durch Quarzplatten 4 und 5 abgeschlossen wird. Die Quarzplatten können etwa eine Dicke von 1 mm besitzen. Die Küvette kann nach dem Einfüllen der Probe abgeschlossen werden, und es können etwa Heizvorrichtungen vorgesehen sein, um das in der Probe enthaltene Quecksilber in den atomaren Zustand zu überführen. Bevorzugt wird die Quecksilberprobe bereits im atomaren Zustand in einem Trägergasstrom in die Küvette eingeleitet oder sogar während der Messung über einen Einlaß 6 und einen Auslaß 7 an der Küvette durch diese hindurchgeleitet.
An dem der Strahlungsquelle 2 gegenüberliegenden Ende der Küvette 3 ist in Richtung der Längsachse der Küvette ein Strahlteiler 8 angeordnet. Der Strahlteiler 8 besteht aus einer Quarzscheibe, die etwa 1 mm Dicke aufweist. Die Quarzscheibe ist unter einem Winkel von 45° gegen die Längsachse der Küvette angestellt. Auf diese Weise kann ein Teil der die Küvette verlassenden Strahlung durch den Strahlenteiler hindurchtreten, während ein anderer Teil durch den Strahlenteiler um 90° aus dieser Richtung durch Reflexion abgelenkt wird. Auf der Längsachse der Küvette ist hinter dem Strahlenteiler ein erster elektro-optischer Wandler 9 angeordnet, während ein zweiter elektro-optischer Wandler 10 in einer um 90° hiergegen versetzten Richtung derart angeordnet ist, daß er die von dem Strahlenteiler 8 reflektierte Strahlung aufnimmt.
Auf den ersten elekto-optischen Wandler 9 trifft dagegen lediglich die durch den Strahlteiler hindurchtretende Strahlung. Die elektro-optischen Wandler können aus solchen Wandlern bestehen, die bevorzugt auf jeweils eine der beiden Emissionslinien 184,9 bzw. 253,7 ansprechen. Als besonders vorteilhaft haben sich eine CsI-Photokathode zur Messung der Intensität der Linie 184,9 nm und eine CsTe-Photokathode zur Messung der Emissionslinie 253,7 erwiesen.
Die Probeneinführvorrichtung, die allgemein mit 11 bezeichnet ist, umfaßt einen Probenspeicher und eine Probenentnahmevorrichtung 12. Die Probenentnahmevorrichtung steht über eine Leitung 13 mit einem Probenbemessungsventil 14 in Verbindung, das ein sogenanntes FIA-Ventil sein kann. Das Probenbemessungsventil 14 steht über eine Leitung 15 mit einer ersten Pumpe 16 in Verbindung. An dem Ende 17 der Leitung 15 kann Abfallflüssigkeit in einen nicht gezeigten Behälter abgeführt werden.
Weiterhin ist eine Leitung 18 vorgesehen, über die an ihrem Ende 19 Trägerflüssigkeit zugeführt werden kann. Die Leitung 18 steht über eine zweite Pumpe 20 mit einer weiteren Verbindung des Probenbemessungsventils 14 in Verbindung. Die Leitung 18 kann in einer entsprechenden Stellung des Probenbemessungsventils 14 mit einer Leitung 21 in Verbindung gebracht werden, die in eine Vermischungsvorrichtung 22 führt.
Über das Ende 23 einer weiteren Leitung 24 und die zweite Pumpe 20 kann ein Reduziermittel in die Vermischungsvorrichtung 22 vorbei an dem Ventil 14 eingeführt werden. Stromabwärts von dem Verbindungspunkt 25, an dem die Trägerflüssigkeit und das Reduziermittel zusammengeführt werden wird über eine Drucksteuervorrichtung 26 die Zufuhr eines neutralen Gases oder Edelgases, wie zum Beispiel Argon, in die Leitung 27 gesteuert. Die Leitung 27 mündet in eine Gas-/Flüssigkeitstrennvorrichtung 28. Über die mit der Gas-/Flüssikgeitstrennvorrichtung einerseits und dem Einlaß 6 an der Küvette 3 andererseits verbundene Leitung 29 kann Gas unmittelbar in die Küvette eingeführt werden. Andererseits kann aus der Gas-/Flüssigkeitstrennvorrichtung über eine Leitung 30 und die zweite Pumpe 20 an dem Ende 31 der Leitung 30 Abfallflüssigkeit in einen nicht dargestellten Behälter abgeführt wer den.
In der 2 sind die beiden möglichen Stellungen A und B des Probenbemessungsventils 14 dargestellt. In der Stellung A wird über die Abmeßschleife 35 die Leitung 13 mit der Leitung 15 verbunden. In der Stellung B des Ventils wird die Leitung 18 über die Abmeßschleife 35 mit der Leitung 21 verbunden.
Die Probenzuführvorrichtung 11 arbeitet wie folgt:
Bei der in 2 gezeigten Stellung A des Probenbemessungsventils 14 wird aus der Probenentnahmevorrichtung 12 ein Probenflüssigkeitsstrom über die Leitung 13, die Probenbemessungsschleife 35 des Probenbemessungsventils 14, die Leitung 15 und die erste Pumpe 16 in Richtung auf das Ende 17 der Leitung 15 transportiert. Sobald die Probenbemessungsschleife 35 vollständig mit Probe gefüllt ist, wird das Probenbemessungsventil 14 in die in 2 gezeigte Stellung B verstellt. In der Probenbemessungschleife 35 ist sodann eine vorbestimmte Menge Probe zunächst abgeschlossen. Die Menge Probe, die für die Untersuchung gewünscht wird, kann durch Wahl verschiedener Probenbemessungsschleifen 35 bestimmt werden, mit denen etwa Probenmengen von 0,5 oder 1 ml oder auch kleineren oder größeren Proben abgemessen werden können.
Sobald das Probenbemessungsventil 14 in die Stellung B gebracht ist, wird durch die Probenbemessungsschleife 35 von der Leitung 18 her Trägerflüssigkeit mit Hilfe der zweiten Pume 20 gepumpt und so die Probe in die Probenmischvorrichtung 22 geleitet. In diese Probenmischvorrichtung 22 wird kontinuierlich über die Leitung 24 an dem Mischungspunkt 25 Reduziermittel zugeführt. Durch das Reduziermittel wird das Quecksilber in der Probe in den atomaren Zustand reduziert. Durch die Zuführung von etwa Argongas unter einem vorbestimmten Druck mit Hilfe der Drucksteuervorrichtung 26 wird ein Trägergasstrom mit vorbestimmten Durchfluß erzeugt. Sofern dieser Trägergasstrom noch Flüssigkeit enthält, wird diese in der Gas-/Flüssigkeitstrennvorrichtung getrennt. Während der Flüssigkeitsanteil über die Leitung 30 und die zweite Pumpe an das Auslaßende 31 als Abfallflüssigkeit transportiert wird, fließt der die Quecksilberprobe im atomaren Zustand enthaltene Trägergasstrom über die Leitung 29 und den Einlaß 6 in die Küvette 3 und an deren Ende wieder durch den Auslaß 7 aus der Küvette ab.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel hatte die Küvette einen Innendurchmesser Ø_i = 0,6 cm und eine Länge L = 20 cm. Daraus ergibt sich ein Volumen V = 23 cm³. Der Durchfluß an Argongas betrug F = 100 ml/60 s. Die Flußgeschwindigkeit war demnach so groß, daß in einer Zeit von F × V = 13,8 s einmal das gesamte Volumen der Küvette ersetzt wurde. Bevorzugt wurde die Meßzeit so bemessen, daß sie wenigstens fünfmal die Wechselzeit für den Austausch des Volumens der Küvette betrug.
Die Eichung des Atomabsorptionsspektrometers erfolgt so, daß während der Durchstrahlung der Küvette 3 mit der Strahlung von der Strahlenquelle 2 während der Durchströmung der Küvette mit zunächst lediglich dem Trägergasstrom mit einem vorbestimmten Durchfluß von beispielsweise 100 ml/min. ohne Zusatz einer Probe von dem Ventil 14 die Lichtintensität I₀ sowohl an der ersten wie auch an der zweiten Photokathode 9 bzw. 10 gemessen wird. Diese Meßwerte der Lichtintensität I₀, die für beide Kathoden normalerweise unterschiedlich sind, stellen die ungeschwächte Strahlung der Hintergrundstrahler-Hg-Lampe 2 dar. Sodann wird dem Gasstrom jeweils eine vorbestimmte Probenmenge entsprechend dem Fassungsvermögen der Probenbemessungsschleife 35 mit jeweils unterschiedlichen Konzentrationen an Quecksilber aufeinanderfolgend zugesetzt. Beim Durchführen der Probe durch die Küvette tritt jeweils eine erhöhte Absorption der Strahlung beider Emissionslinien 184,9 bzw. 253,7 auf. Bildet man für die beim Durchlauf jeder Probe an den beiden Kathoden 9 und 10 gemessenen Lichtintensitäten I jeweils rechnerisch das Verhältnis der vorher gemessenen Bezugsintensität I₀ und der mit der Probe gemessenen Intensität I und bildet hiervon den Logarithmus, so gelangt man zu der rechnerischen Größe der Extinktion E = log I₀/I. Der Verlauf dieser so bestimmten Extinktionswerte beim Durchlauf einer Probe durch die Küvette hat etwa das in 3 gezeigte Aussehen. Hier ist auf der Abszisse die Zeit während der Messung in Sekunden aufgetragen, während auf der Ordinate die so gebildeten Extinktionswerte aufgetragen sind. Zunächst erscheinen während des Durchlaufs des reinen Trägergases in der Zeit von etwa 2 bis 17 Sekunden an beiden Photokathoden 9 und 10 Signale mit etwa der gleichen Extinktion. Ab diesem Zeitpunkt fließt der die Probe transportierende Trägerstrom durch die Küvette und erzeugt an der im wesentlichen auf die Emissionslinie 185 nm abgestimmten Photokathode einen Kurvenverlauf mit erheblich ansteigender Extinktion, während die über die andere, auf die Emissionslinie 254 nm abgestimmte Fotokathode zur gleichen Zeit ein lediglich sich unmerklich erhöhtes Signal mit vergrößerten Extinktionswerten zeigt. Wie aus dem Verlauf der Kurve ersichtlich ist, durchläuft die Probe die Küvette etwa während eines Zeitraums von 13 bis 14 Sekunden. Zur Bestimmung der für die Eichung des Spektrometers zu verwendenden Extinktionswerte kann entweder das Verfahren zur Bestimmung des Extinktionswertes im Peak jeder Absorptionskurve oder ein Verfahren verwandt werden, bei dem der Extinktionswert durch Integration der unter der Peakkurve liegenden Fläche bestimmt wird. Wählt man die Bestimmung des Extinktionswertes entsprechend dem Peak der jeweiligen Kurve so ergibt sich etwa an der auf die Emissionslinie 185 nm im wesentliche ansprechende Photokathode ein Extinktionswert von etwa 0,03, während der Extinktionswert für die auf im wesentlichen die Emissionswellenlänge 254 nm ansprechende Photokathode bei etwa 0,003 liegt. Beide Extinktionswerte unterscheiden sich also um praktisch einen Faktor 10.
Die mit den Normproben ermittelten Extinktionswerte sind in 4 jeweils in zwei Kurven (185 nm bzw. 254 nm) in einem Diagramm dargestellt, in dem auf der Abszisse die Konzentration an Quecksilber in ng und die Extinktion auf der Ordinate angegeben sind. Hieraus ist ersichtlicht, daß die Eichkurve für 185 nm einen geradlinigen steilen Anstieg im Bereich sehr niedriger Quecksilberkonzentrationen, nämlich von 0,01 bis 1 ng aufweist. Die Empfindlichkeit der auf die Emissionslinie 254 nm ansprechenden Photokathode ist demgegenüber um praktisch eine Zehnerpotenz geringer. Diese Kurve weist aber einen geraden steilen Anstieg im Bereich von etwa 0,5 bis über 100 ng auf. Diese unterschiedlichen Eigenschaften der jeweiligen Photokathoden werden durch die Erfindung mit Vorteil derart genutzt, daß etwa die Bestimmung der Quecksilberkonzentration, d.h. die in dem vorbestimmten Probenvolumen enthaltene Menge an Quecksilber, derart erfolgt, daß für die Bestimmung der Quecksilbermenge die Meßwerte der Photokathode (185 nm) verwandt werden, wenn die an dieser Photokathode gemessenen Extinktionswerte bei dem in 4 gezeigten Eichungsdiagramm in einem Extinktionsbereich von 0,001 bis 0,1 liegen, während die Bestimmung der Quecksilbermenge durch die von der Photokathode (254 nm) gemessenen Extinktionswerte erfolgt, wenn die dort gemessenen Extinktionswerte etwa im Bereich zwischen 0,01 und 1 liegen. Eine solche automatische Umschaltung zwischen den jeweiligen Meßbereichen kann leicht auf elektronische Weise, etwa mit Hilfe von Komparatoren, verwirklicht werden. Auf diese Weise läßt sich ein erheblich vergrößerter dynamischer Meßbereich verwirklichen. D.h. der auf diese Weise verwirklichbare Konzentrationsmeßbereich reicht über einen Gesamtbereich von etwa vier Größenordnungen, nämlich beispielsweise 0,01 bis 100 ng Quecksilber.
Im folgenden soll das gesteigerte Meßvermögen noch anhand der beiden folgenden Beispiele erläutert werden, wobei das Beispiel 1 sich auf die Analyse von Regenwasser mit hinzugefügtem Quecksilber und das zweite Beispiel auf einer Analyse von Quecksilber im Urin bezieht.
Beispiel 1
Bei dem Beispiel 1 wurde jeweils ein Probenvolumen von 0,5 ml verwandt. Als Reduziermittel wurden einmal 0,2% NaBH₄ in 0,05% NaOH und als Trägerflüssigkeit 3% HCl suprapur verwandt, während in einem zweiten unterschiedlichen Lauf als Reduziermittel 1% SnCl₂ in 0,3% HCl und als Trägerflüssigkeit 3% HCl suprapur verwandt wurden. Sodann wurden die Extinktionen für drei verschiedene Standards, nämlich 30 ng/l, 50 ng/l und 100 ng/l, festgestellt. Danach wurde eine Regenwasserprobe nach beiden Verfahren bestimmt mit einem Extinktionswert von 0,0052 im einen Fall und 0,0037 im anderen Fall. Aus beiden Messungen ergab sich im ersten Fall ein Hg-Gehalt von 28 Picogramm und anderen Fall von 23 Picogramm. Bei entsprechenden Untersuchungen an derselben Probe in der Bodenseewasserversorgung Überlingen wurden 25 Picogramm gemessen. Beispiel 2 Analyse von Hg in Urin

Reduziermittel: 0,2% NaBH₄ + 0,05% NaOH

Trägerflüssigkeit: 3% HCl suprapur

Probenvolumen: 1 ml

Claims

Atomabsorptionsspektrometer zur Messung der Quecksilberkonzentration in einer Probe mit einer Einrichtung zur Erzeugung vorbestimmter Emissionslinien des Quecksilbers, einer mit der Strahlung der Emissionslinien durchstrahlbaren Probenaufnahmekammer, sowie Einrichtungen zur Messung der Extinktion der durch die Probenaufnahmekammer gelaufenen Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Emissionslinien 184,9 und 253,7 nm gleichzeitig erzeugende Einrichtung (2) vorgesehen ist, und dass zwei Einrichtungen zur Messung der Extinktionswerte vorgesehen sind, die innerhalb der Extinktionswertebereiche liegen, die den Einrichtungen zur Messung der Extinktion jeweils zugeordnet sind, und die Einrichtungen zur Messung der Extinktionswerte zwei elektro-optische Wandler (9, 10), die jeweils mit unterschiedlicher Empfindlichkeit auf Strahlung der Emissionslinie 184,9 bzw. 253,7 nm ansprechen und derart angeordnet sind, dass durch die Probenaufnahmekammer gelaufene Strahlung gleichzeitig auf die beiden elektro-optischen Wandler (9, 10) fällt, und eine Einrichtung zum Schalten zwischen den jeweiligen Messbereichen der zwei Einrichtungen zur Messung der Extinktion vorgesehen ist, um den Quecksilbergehalt zu bestimmen.
Atomabsorptionsspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elektro-optische Wandler (9, 10) eine im wesentlichen auf Strahlung der Emissionslinie 253,7 ansprechende CsTe-Photokathode und eine im wesentlichen auf Strahlung der Emissionslinie 184,9 ansprechende CsI-Photokathode vorgesehen sind.
Atomabsorptionsspektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Probenaufnahmekammer (3) und den elektro-optischen Wandlern (9, 10) ein Strahlteiler (8) vorgesehen ist.
Atomabsorptionsspektrometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (8) aus einer Quarzplatte besteht.
Atomabsorptionsspektrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Quarzplatte eine Dicke von 1 mm aufweist.
Atomabsorptionsspektrometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (8) unter 45° gegen die Achse des aus der Probenkammer (3) austretenden Lichtstrahls angeordnet ist, dass einer der elektro-optischen Wandler (9) auf dieser Achse angeordnet ist, und dass der andere elektro-optische Wandler unter einem Winkel von 90° gegen diese Achse angeordnet ist.
Atomabsorptionsspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufnahmekammer (3) mit einer Einrichtung (22) zur Überführung des Quecksilbers aus einer Lösung in ein Trägergas verbunden ist.
Atomabsorptionsspektrometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Überführung des Quecksilbers ein Flow-Injection-System umfasst.
Atomabsorptionsspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung vorbestimmter Emissionslinien des Quecksilbers eine Hg-Niederdruckentladungslampe umfasst.