[发明专利]一种固体样品中汞同位素的提取捕集装置

说明书

本发明提供一种固体样品中汞同位素的提取捕集装置，该装置包括汞同位素提取单元和汞同位素捕集单元，所述汞同位素提取单元包括固体样品舟、石英外管、第一热源和第二热源，所述石英外管一端连接氧气进气管，另一端连接至所述汞同位素捕集单元，所述固体样品舟置于所述石英外管内部靠近所述氧气进气管的一端，所述第一热源和所述第二热源位于所述石英外管的底部，所述第一热源的加热区域为所述固体样品舟对应区域，所述第二热源的加热区域为所述石英外管内空白区域。该装置广泛适用于汞含量差异大、样品燃烧热解成分复杂、干扰因素多的含不同类型汞固体样品，可准确、高效、稳定、便捷地捕集样品中汞同位素，具有价廉、易操作等特点。

技术领域

本发明涉及环境科学分析与环境监测装置领域，尤其涉及一种固体样品中汞同位素的提取捕集装置。

背景技术

汞为全球性污染物，具有神经、肾脏、生殖以及遗传等毒性，其能够穿透血脑屏障及胎盘屏障。全球大气汞的人为排放源排放量为2909t/a，大气中无机汞沉降迁移至地表将污染鱼类及稻米并进行甲基化作用，对生态系统与人体健康构成的严重威胁。

汞同位素示踪技术为探究不同形态汞的转化机制、汞污染的来源精准解析溯源、古气候古环境演化过程、区域全球环境汞传输反演等提供了新的手段。传统的气态元素汞(GEM，Hg⁰)动态氧化研究，限于反应物与产物浓度的检测易受分析过程干扰，且汞的氧化产物难以准确地定量化辨别，其严重制约了汞动态氧化规律的理解。汞存在7种稳定同位素(¹⁹⁶Hg、^198～202Hg、²⁰⁴Hg)，大气汞兼具质量分馏(MDF)和非质量分馏(MIF)效应。环境中固体样品中汞同位素的分析，可作为汞生物地球化学反应与过程的理想示踪剂，而被迅速广泛应用。例如，自然界有机甲基汞与无机汞的光还原过程Δ²⁰¹Hg/Δ¹⁹⁹Hg比值分别为1.36和1.00；基于对大气滤膜采集的气溶胶分析，研究者发现某市大气PM_2.5中汞发生了显著的光还原现象，意味着强光照条件下区域汞沉降可能会有所减弱。研究者对某一家预分解窑水泥厂中全流程固体样品中汞同位素MDF和MIF组成进行分析，发现了不同的原料及调整料、生料和水泥制品中有不同的显着MDF的δ²⁰²Hg分馏信号，且排放烟气中的δ²⁰²Hg和Δ¹⁹⁹Hg平均值为-2.03±0.31‰和-0.03±0.07‰，相较于其他人为汞排放源具有负的δ²⁰²Hg特征。

然而，当前固体样品中汞同位素的提取捕集过程还存在一些不足，致使检测样品适用范围受限、汞同位素检测不稳定、准确性欠佳。因此，设计一种可应用于不同类型、宽汞浓度范围的固体样品中汞同位素提取并可实现准确、高效、稳定、便捷地捕集汞同位素的实用系统装置，是进一步分析汞同位素特征的前提关键，具有重要现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种固体样品中汞同位素的提取捕集装置。

本发明提供一种固体样品中汞同位素的提取捕集装置，包括汞同位素提取单元和汞同位素捕集单元，所述汞同位素提取单元包括固体样品舟、石英外管、第一热源和第二热源，所述石英外管一端连接氧气进气管，另一端连接至所述汞同位素捕集单元，所述固体样品舟置于所述石英外管内部靠近所述氧气进气管的一端，所述第一热源和所述第二热源位于所述石英外管的底部，所述第一热源的加热区域为所述固体样品舟对应区域，所述第二热源的加热区域为所述石英外管内空白区域。

进一步地，所述石英外管由石英等径粗管、弧形收口、石英等径细管和变径磨砂石英口构成。

进一步地，所述石英等径粗管的外径为25～26mm，内径为21～22mm，长度为1700～2000mm。

进一步地，所述固体样品舟的长度占所述石英外管长度的1/10～2/10。