海洋は地球上の生命の揺りかごであり、気候調節、資源提供などの面でかけがえのない役割を果たしている。しかし、工業の急速な発展と人類活動の激化に伴い、大量の水銀汚染物が海洋環境に入り、海水中の水銀含有量が徐々に増加している。

水銀は高度な毒性を持つ重金属元素であり、海洋生物体内で濃縮し、食物連鎖を通じて伝達することができ、最終的に人類の健康に深刻な脅威をもたらす。そのため、海水中の水銀の含有量を正確に測定することは海洋環境の品質を評価し、海洋生態系と人類の健康を保護するために重要な意義がある。

国標GB 3097-1997の「海水水質基準」に基づき、海域の異なる使用機能と保護目的に基づいて海水を4種類に分けることができ、水銀の制限値はそれぞれ0.05μg/L、0.2μg/L、0.2μg/Lと0.5μg/Lである。そのうち、国標GB 17378.4-2007海洋検出規範第4部：海水分析、海水中の水銀の分析方法を規定し、第1法は原子蛍光法である。

2017年、国家環境モニタリングステーションが発表した「国家近岸海域海水水質モニタリング操作技術規程」はGB 17378.4-2007に基づいて原子蛍光法による海水水銀検出操作規程を制定し、関連規定と注意事項を補充した。

海水中の水銀の含有量は極めて低く、「国家近岸海域海水水質モニタリング操作技術規程」は原子蛍光法による水銀測定の検出限界を0.007μg/Lと明確に規定している。これには、機器により高い感度と安定性が要求されています。そのため、実験は原子蛍光の管路に対して最適化と高度化を行い、注入体積を増大させ、計器の感度と安定性を高め、計器を海水中の水銀の検出の面で優位に立たせた。

解析方法

1.試薬調製

過硫酸カリウム溶液（50 g/L）：過硫酸カリウム25 gを秤量し、水に溶解し、500 mLに希釈した。

塩酸ヒドロキシルアミン溶液（100 g/L）：塩酸ヒドロキシルアミン20 gを秤量し、水に溶解し、200 mLに希釈した。

3%塩酸（V/V）：30 mL塩酸を量り取り、脱イオン水で1000 mLに定容する。

0.035%ホウ素水素化カリウム（W/V、0.5%水酸化カリウム溶波に溶解）：まず水酸化カリウム5.0 gを秤量し、1000 mLの脱イオン水に入れ、完全に溶解した後、秤量した0.35 gのホウ素水素化カリウムを加え、溶解した後、よく振った。

2.サンプル調製

海水サンプルの処理：100 mLの海水サンプルを250 mLの円錐形瓶に量ってとり、3.0 mLの濃塩酸と5.0 mLの過硫酸カリウム溶液（50 g/L）を加え、室温に置いて24時間消化するか、1 min加熱煮沸した後、室温まで冷却し、2 mLの塩酸ヒドロキシルアミン溶液（100 g/L）を滴下する。

同時に2部の空白実験と低、中、高の異なる濃度レベルの加算を行った。

海水サンプルの添加処理：採取した100 mLの海水に、それぞれ0.11 mL、0.22 mL、0.44 mL濃度が0.1μg/mLの水銀標識液を正確に添加し、後続処理は上の海水サンプルと同じである。

水質水銀標準サンプルの処理：正確に1.0 mL水質水銀標準サンプルを100 mL容量瓶に移し、3%塩酸溶液で目盛りまで固定し、混合して使用する。

海水水銀標準物質の処理：正確に2.0 mLの海水標準液を10 mLの容量瓶に移し、0.3 mLの濃塩酸を加え、水を目盛りに定め、スプーンを混ぜて使用を待つ

順次注入：00.00 ng/mL、0.005 ng/mL、0.01 ng/mL、0.02 ng/m、0.04 ng/mL 0.08 ng/mL、0.16 ng/mL、0.32 ng/mLと0.50 ng/mLの標準シリーズ溶液、元素濃度を横座標、信号値を縦座標とし、標準曲線を描画し、水銀の線形は図1を参照し、線形と相関係数は表1を参照。7回連続して低濃度海水サンプルの濃度値を入力し、3.143*SDで水銀を計算する方法で限界を検出し、結果を表2に示す。

図1 Hgの標準曲線

表1：線形範囲、線形回帰方程式及び相関係数

表2：方法検出限界

3、サンプル測定結果及び精度

表3：サンプル測定濃度及び精度結果表

4、サンプルのスケーリング回収率と精密度

海水1##と海水3##サンプルに対してそれぞれ低、中、高の3種類の異なる濃度レベルの添加を採用し、添加サンプルに対して平行に7回測定し、そして添加回収率と相対標準偏差を計算した。

表4：サンプルスケーリング回収率及び精度結果表

実験的結論

実験結果により、吉天計器を用いて開発した原子蛍光光度計は海水中の水銀の含有量を正確に測定することができ、方法の検出限界は0.0007 ng/mL、低濃度範囲は線形が良く、測定の繰り返し性が良く、品質制御サンプルの測定結果はすべて公称範囲内で、標準回収率は101.5%~ 108.7%で、室温消化24 hと加熱煮沸1 minの2種類の方法を比較するとすべて解消でき、海水水銀の含有量を正確に測定でき、海洋生態と健康を守ることができる。海洋環境モニタリングは海洋生態系のバランスを維持し、海洋資源の持続可能な利用を保障し、海洋経済の質の高い発展を推進する上で計り知れない重要な意義がある。