测汞仪DMA—80型与JKG—205型在环境监测中的优劣比较
摘要：汞是环境监测工作中必须检测的环境污染指标之一，测汞仪DMA-80型与JKG-205型都是在环境监测中常用的分析仪器。文章通过实验研究对比分析，主要从仪器的检出限、精密度、准确度等方面对这两种仪器进行比较，找出两台仪器相关方面的优缺点，从而为环境监测工作及监测机构仪器选购提供参考。
关键词：汞；DMA-80测汞仪；JKG-205测汞仪；环境监测
中图分类号：X85 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0136-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.080
Mercury analyzer DMA-80 and JKG-205 comparison of advantages and disadvantages in environmental monitoring
TanYi
（Anshun City Environmental Monitoring Station，Anshun Guizhou 561000，China）
Abstract：Mercury is one of the environmental pollution indicators that must be detected in environmental monitoring，Mercury analyzer DMA-80 and JKG-205 are commonly used analytical instruments in environmental monitoring.Through the comparative analysis of experimental research，the two instruments are compared mainly from the detection limits， precision and accuracy of the instruments，find out about the advantages and disadvantages of the two instruments，so as to provide reference for environmental monitoring and instrument selection.
Key words：Mercury；Mercury analyzer DMA-80；Mercury analyzer JKG-205；Environmental monitoring
汞是環境监测站必须监测的指标之一，它可以在生物体内积累，很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。众所周知的水俣病就是人或其他动物食用了含有机汞污染的鱼贝类，使有机汞侵入脑神经细胞而引起的一种综合性疾病。因此，对环境中汞进行监测，确保环境安全极有必要。文章综合测汞仪DMA-80型与JKG-205型各方面特点，通过实验数据分析，在如何选择两种仪器的使用上提供依据。
1 仪器基本概况
图1 DMA-80测汞仪 图2 JKG-205测汞仪
DMA-80型测汞仪生产厂家是意大利Milestone公司，仪器辅以40位自动进样器，基于Windows系统的操作软件。固体、液体、气体样品均不需要先对样品进行任何人工前处理，直接进样测定，故又称直接测汞仪。如此，检测过程避免了汞在样品前处理过程中的挥发损失，相互玷污和污染环境等问题，同时对操作员身体健康危害较小。检测原理：直接进样，在氧气流作用下，石英管中的样品在分解炉中经干燥分解，产生的气体在催化炉中进一步催化分解并除杂，汞转化为氧化汞蒸气，随氧气流进入金质汞齐化管，发生汞齐化反应，汞以金汞齐形式存在，经加热蒸发得到单质汞蒸气，进入检测器进行原子吸收检测，响应值与汞含量成正比。检测范围0-1500ng高低量程自动切换。
JKG-205型测汞仪生产厂家是吉林市科学技术研究院，主要用于水体中汞含量的测定，固体、气体样品需经化学提取、消化、吸收等处理成水溶液后测定。检测原理：基于元素汞在室温，不加热的条件下，就可挥发成汞蒸气，并对波长253.7nm的紫外线具有强烈的吸收作用，在一定的范围内，汞的浓度和吸收值成正比，符合比尔定律。应用冷原子吸收原理，采用朗伯一比耳定律，在翻泡瓶中加入氧化型水样（经过前处理的水样），插入管芯，在管芯上部入口处加入氯化亚锡，把水样中的汞离子还原成元素汞。抽气泵用载气（如空气等）将翻泡瓶内氯化亚锡与水样反应逸出的汞蒸汽带入比色池中，接收器接收光信号，根据光强的变化测定汞蒸汽的浓度。检测范围0～100ug/L。
2 仪器性能比较
该项研究实验数据均在环境监测标准方法《水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》（HJ597—2011）下进行，实验环境条件均严格按照该方法要求进行。
2.1 绘制校准曲线
DMA-80测汞仪标准曲线绘制：准确配置浓度梯度为0.00ug/L、10ug/L、20ug/L、30ug/L、40ug/L、50ug/L、60ug/L的汞标准溶液，用微量注射器每次准确量取100uL上述标准溶液检测，理论含汞量分别为0ng、1ng、2ng、3ng、4ng、5ng、6ng，测得响应值分别为0.0002、0.0501、0.1009、0.1546、0.2019、0.2541、0.3028。以零浓度校正响应值为纵坐标，对应的总汞质量（ng）为横坐标，绘制校准曲线。计算得曲线斜率0.0506，截距0.00009，相关系数0.9999。
JKG-205测汞仪标准曲线绘制：准确配置浓度梯度为0.00ug/L、10ug/L、20ug/L、30ug/L、40ug/L、50ug/L、60ug/L的汞标准溶液，响应值分别为0.0009、0.5616、1.1386、1.6039、2.2446、2.7956、3.3765。以零浓度校正响应值为纵坐标，对应的总汞质量浓度（ug/L）为横坐标，绘制校准曲线。计算得曲线斜率0.0561，截距-0.0086，相关系数0.9996。
两台测汞仪相关系数均优于标准方法HJ597—2011规定的0.999。
2.2 检出限比较
检出限验证参考中华人民共和国国家环境保护标准《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》（HJ168-2010）进行试验。
2.2.1 DMA-80测汞仪检出限验证
按照样品分析的全部步骤，对浓度为0.0025ug/L的汞标准溶液重复12次试验，测定结果（ug/L）分别为0.0028、0.0023、0.0027、0.0027、0.0022、0.0025、0.0027、0.0023、0.0024、0.0024。计算得标准偏差S=2.11×10-4，根据公式计算检出限：
2.2.2 JKG-205测汞仪检出限验证
按照样品分析的全部步骤，对浓度为0.015ug/L的汞标准溶液重复12次试验，测定结果（ug/L）分别为0.013、0.015、0.014、0.016、0.017、0.015、0.012、0.014、0.014、0.016。计算得标准偏差SD=1.51×10-3，根据公式（1）计算检出限MDL=0.004ug/L。
通过试验数据分析，测汞仪DMA-80型检出限0.0006ug/L低于JKG-205型检出限0.004ug/L。
2.3 精密度比较
2.3.1 DMA-80测汞仪精密度验证
对浓度为30ug/L的汞标准溶液每次取100uL进行12次平行测定，理论汞含量3ng（标准曲线最高点的0.5倍），测定结果（ug/L）分别为：30.5、30.5、30.4、30.5、30.5、30.5、30.5、30.4、30.4、30.5、30.5、30.5。计算得标准偏差0.039，相對标准偏差0.13%。
2.3.2 JKG-205测汞仪精密度验证
对浓度为30ug/L（标准曲线最高点的0.5倍）的汞标准溶液进行12次平行测定，测试结果（ug/L）分别为：30.1、29.8、30.5、29.9、30.6、30.6、30.4、29.9、30.2、30.5、29.9、30.5 。计算得标准偏差0.309，相对标准偏差1.02%。
从实验数据看出，DMA-80测汞仪相对标准偏差0.13%，JKG-205测汞仪相对标准偏差1.02%，即JKG-205测汞仪精密度稍差于DMA-80测汞仪精密度，但都达到检测标准。
2.4 准确度比较
DMA-80测汞仪加标回收率验证：
每次先取10ug/L汞标准溶液100uL直接进行测定，记录汞含量，再取10ug/L汞标准溶液100uL，然后加入100ug/L汞标准溶液20uL直接测定，加标量为2ng，记录汞含量，连续测定12次，测定结果如表1。结合表1检测数据，根据式（4）计算得DMA-80测汞仪加标回收率为101%。
3 JKG-205测汞仪加标回收率验证
取10ug/L汞标准溶液40mL于50mL容量瓶，用重铬酸钾稀释液定容至刻度待测，另取10ug/L汞标准溶液40mL于50mL容量瓶，加入100ug/L汞标准溶液8mL，加标量为0.8ug，用重铬酸钾稀释液定容至刻度待测，测定值换算为汞含量如表2。结合表2检测数据，根据式（4）计算得 JKG-205测汞仪加标回收率为98%。
分别用两台仪器做加标回收实验，从以上数据判断，两台仪器加标回收率均达到标准方法规定要求，但根据测定结果分析，DMA-80测汞仪加标回收率为101%，优于JKG-205测汞仪加标回收率为98%。
4 结论与建议
经查询相关资料并通过上述实验数据研究，对DMA-80测汞仪和JKG-205测汞仪各自特点及如何选择总结如下：两台仪器性能均达到环境监测标准方法《水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》（HJ597—2011）规定要求。综合分析，DMA-80测汞仪操作较方便，节省人力，节约试剂，检测速度较快，标准曲线线性较好，检出限更低，检测范围较广，精密度、准确度较好，但属于进口仪器设备，价格昂贵；而JKG-205测汞仪从线性、检出限、检测范围、精密度、准确度等方面稍差于DMA-80测汞仪，操作方面比较繁琐，样品上机检测前需经过人工前处理，属国产仪器，价格相对比较便宜。因此，在实际工作中，选购仪器应根据实际情况选择相应仪器检测，比如，单位经费足够且对仪器检出限等性能要求较高，检测量较大的，就可以选择DMA-80测汞仪；反之经济条件不好，工作量不大的单位，也可以选择JKG-205测汞仪，既能满足检测要求又不浪费资源。
参考文献
[1] 国家环境保护总局编委会.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.
[2] 中国环境监测总站编写组.环境水质监测质量保证手册（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2009.
[3] 郭晓敏，张彩平.环境监测[M].杭州：浙江大学出版社，2011.
[4] 杨景玲.环境设备材料手册（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，2000.
[5] HJ597—2011.水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法[S].北京：中国环境科学出版社，2011.
[6] HJ168-2010.环境监测 分析方法标准制修订技术导则[S].北京：中国环境科学出版社，2010.
[7] GB3838-2002.地表水环境质量标准[S].北京：中国环境科学出版社，2002.
收稿日期：2018-05-31
作者简介：谭懿（1991-），女，大学本科，助理工程师，研究方向为环境保护和环境监测工作。
关键词：汞；DMA-80测汞仪；JKG-205测汞仪；环境监测
中图分类号：X85 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0136-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.080
Mercury analyzer DMA-80 and JKG-205 comparison of advantages and disadvantages in environmental monitoring
TanYi
（Anshun City Environmental Monitoring Station，Anshun Guizhou 561000，China）
Abstract：Mercury is one of the environmental pollution indicators that must be detected in environmental monitoring，Mercury analyzer DMA-80 and JKG-205 are commonly used analytical instruments in environmental monitoring.Through the comparative analysis of experimental research，the two instruments are compared mainly from the detection limits， precision and accuracy of the instruments，find out about the advantages and disadvantages of the two instruments，so as to provide reference for environmental monitoring and instrument selection.
Key words：Mercury；Mercury analyzer DMA-80；Mercury analyzer JKG-205；Environmental monitoring
汞是環境监测站必须监测的指标之一，它可以在生物体内积累，很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收。众所周知的水俣病就是人或其他动物食用了含有机汞污染的鱼贝类，使有机汞侵入脑神经细胞而引起的一种综合性疾病。因此，对环境中汞进行监测，确保环境安全极有必要。文章综合测汞仪DMA-80型与JKG-205型各方面特点，通过实验数据分析，在如何选择两种仪器的使用上提供依据。
1 仪器基本概况
图1 DMA-80测汞仪 图2 JKG-205测汞仪
DMA-80型测汞仪生产厂家是意大利Milestone公司，仪器辅以40位自动进样器，基于Windows系统的操作软件。固体、液体、气体样品均不需要先对样品进行任何人工前处理，直接进样测定，故又称直接测汞仪。如此，检测过程避免了汞在样品前处理过程中的挥发损失，相互玷污和污染环境等问题，同时对操作员身体健康危害较小。检测原理：直接进样，在氧气流作用下，石英管中的样品在分解炉中经干燥分解，产生的气体在催化炉中进一步催化分解并除杂，汞转化为氧化汞蒸气，随氧气流进入金质汞齐化管，发生汞齐化反应，汞以金汞齐形式存在，经加热蒸发得到单质汞蒸气，进入检测器进行原子吸收检测，响应值与汞含量成正比。检测范围0-1500ng高低量程自动切换。
JKG-205型测汞仪生产厂家是吉林市科学技术研究院，主要用于水体中汞含量的测定，固体、气体样品需经化学提取、消化、吸收等处理成水溶液后测定。检测原理：基于元素汞在室温，不加热的条件下，就可挥发成汞蒸气，并对波长253.7nm的紫外线具有强烈的吸收作用，在一定的范围内，汞的浓度和吸收值成正比，符合比尔定律。应用冷原子吸收原理，采用朗伯一比耳定律，在翻泡瓶中加入氧化型水样（经过前处理的水样），插入管芯，在管芯上部入口处加入氯化亚锡，把水样中的汞离子还原成元素汞。抽气泵用载气（如空气等）将翻泡瓶内氯化亚锡与水样反应逸出的汞蒸汽带入比色池中，接收器接收光信号，根据光强的变化测定汞蒸汽的浓度。检测范围0～100ug/L。
2 仪器性能比较
该项研究实验数据均在环境监测标准方法《水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》（HJ597—2011）下进行，实验环境条件均严格按照该方法要求进行。
2.1 绘制校准曲线
DMA-80测汞仪标准曲线绘制：准确配置浓度梯度为0.00ug/L、10ug/L、20ug/L、30ug/L、40ug/L、50ug/L、60ug/L的汞标准溶液，用微量注射器每次准确量取100uL上述标准溶液检测，理论含汞量分别为0ng、1ng、2ng、3ng、4ng、5ng、6ng，测得响应值分别为0.0002、0.0501、0.1009、0.1546、0.2019、0.2541、0.3028。以零浓度校正响应值为纵坐标，对应的总汞质量（ng）为横坐标，绘制校准曲线。计算得曲线斜率0.0506，截距0.00009，相关系数0.9999。
JKG-205测汞仪标准曲线绘制：准确配置浓度梯度为0.00ug/L、10ug/L、20ug/L、30ug/L、40ug/L、50ug/L、60ug/L的汞标准溶液，响应值分别为0.0009、0.5616、1.1386、1.6039、2.2446、2.7956、3.3765。以零浓度校正响应值为纵坐标，对应的总汞质量浓度（ug/L）为横坐标，绘制校准曲线。计算得曲线斜率0.0561，截距-0.0086，相关系数0.9996。
两台测汞仪相关系数均优于标准方法HJ597—2011规定的0.999。
2.2 检出限比较
检出限验证参考中华人民共和国国家环境保护标准《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》（HJ168-2010）进行试验。
2.2.1 DMA-80测汞仪检出限验证
按照样品分析的全部步骤，对浓度为0.0025ug/L的汞标准溶液重复12次试验，测定结果（ug/L）分别为0.0028、0.0023、0.0027、0.0027、0.0022、0.0025、0.0027、0.0023、0.0024、0.0024。计算得标准偏差S=2.11×10-4，根据公式计算检出限：
2.2.2 JKG-205测汞仪检出限验证
按照样品分析的全部步骤，对浓度为0.015ug/L的汞标准溶液重复12次试验，测定结果（ug/L）分别为0.013、0.015、0.014、0.016、0.017、0.015、0.012、0.014、0.014、0.016。计算得标准偏差SD=1.51×10-3，根据公式（1）计算检出限MDL=0.004ug/L。
通过试验数据分析，测汞仪DMA-80型检出限0.0006ug/L低于JKG-205型检出限0.004ug/L。
2.3 精密度比较
2.3.1 DMA-80测汞仪精密度验证
对浓度为30ug/L的汞标准溶液每次取100uL进行12次平行测定，理论汞含量3ng（标准曲线最高点的0.5倍），测定结果（ug/L）分别为：30.5、30.5、30.4、30.5、30.5、30.5、30.5、30.4、30.4、30.5、30.5、30.5。计算得标准偏差0.039，相對标准偏差0.13%。
2.3.2 JKG-205测汞仪精密度验证
对浓度为30ug/L（标准曲线最高点的0.5倍）的汞标准溶液进行12次平行测定，测试结果（ug/L）分别为：30.1、29.8、30.5、29.9、30.6、30.6、30.4、29.9、30.2、30.5、29.9、30.5 。计算得标准偏差0.309，相对标准偏差1.02%。
从实验数据看出，DMA-80测汞仪相对标准偏差0.13%，JKG-205测汞仪相对标准偏差1.02%，即JKG-205测汞仪精密度稍差于DMA-80测汞仪精密度，但都达到检测标准。
2.4 准确度比较
DMA-80测汞仪加标回收率验证：
每次先取10ug/L汞标准溶液100uL直接进行测定，记录汞含量，再取10ug/L汞标准溶液100uL，然后加入100ug/L汞标准溶液20uL直接测定，加标量为2ng，记录汞含量，连续测定12次，测定结果如表1。结合表1检测数据，根据式（4）计算得DMA-80测汞仪加标回收率为101%。
3 JKG-205测汞仪加标回收率验证
取10ug/L汞标准溶液40mL于50mL容量瓶，用重铬酸钾稀释液定容至刻度待测，另取10ug/L汞标准溶液40mL于50mL容量瓶，加入100ug/L汞标准溶液8mL，加标量为0.8ug，用重铬酸钾稀释液定容至刻度待测，测定值换算为汞含量如表2。结合表2检测数据，根据式（4）计算得 JKG-205测汞仪加标回收率为98%。
分别用两台仪器做加标回收实验，从以上数据判断，两台仪器加标回收率均达到标准方法规定要求，但根据测定结果分析，DMA-80测汞仪加标回收率为101%，优于JKG-205测汞仪加标回收率为98%。
4 结论与建议
经查询相关资料并通过上述实验数据研究，对DMA-80测汞仪和JKG-205测汞仪各自特点及如何选择总结如下：两台仪器性能均达到环境监测标准方法《水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》（HJ597—2011）规定要求。综合分析，DMA-80测汞仪操作较方便，节省人力，节约试剂，检测速度较快，标准曲线线性较好，检出限更低，检测范围较广，精密度、准确度较好，但属于进口仪器设备，价格昂贵；而JKG-205测汞仪从线性、检出限、检测范围、精密度、准确度等方面稍差于DMA-80测汞仪，操作方面比较繁琐，样品上机检测前需经过人工前处理，属国产仪器，价格相对比较便宜。因此，在实际工作中，选购仪器应根据实际情况选择相应仪器检测，比如，单位经费足够且对仪器检出限等性能要求较高，检测量较大的，就可以选择DMA-80测汞仪；反之经济条件不好，工作量不大的单位，也可以选择JKG-205测汞仪，既能满足检测要求又不浪费资源。
参考文献
[1] 国家环境保护总局编委会.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.
[2] 中国环境监测总站编写组.环境水质监测质量保证手册（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2009.
[3] 郭晓敏，张彩平.环境监测[M].杭州：浙江大学出版社，2011.
[4] 杨景玲.环境设备材料手册（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，2000.
[5] HJ597—2011.水质 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法[S].北京：中国环境科学出版社，2011.
[6] HJ168-2010.环境监测 分析方法标准制修订技术导则[S].北京：中国环境科学出版社，2010.
[7] GB3838-2002.地表水环境质量标准[S].北京：中国环境科学出版社，2002.
收稿日期：2018-05-31
作者简介：谭懿（1991-），女，大学本科，助理工程师，研究方向为环境保护和环境监测工作。
