TFM-PTFE消解罐中汞的测定
仅在2010年一年内就有大约1960吨的汞到了大气中，汞大多是人为排放。但讽刺的是，通过食物链汞又被人体所吸收。因此，对于汞的检测就有着更加重要的意义。
中世纪，汞就作为天然矿物元素被熟知，广泛应用于炼丹。时至今日，仍然有许多汞的化合物被用作消毒剂、防腐剂添加在产品中。
图1.传统的单向压缩与静等压压缩的比较。
2010年，排放到大气中的汞总量高达1960吨， 人为排放的汞约占30%，其中，燃烧煤炭，生产氯气、钢铁、水泥以及开采金矿是汞排放的主要来源;自然界火山喷发、采矿或者地面蒸发过程造成的汞排放约占10%;从土壤、水、沉淀物或垃圾废物中重新进入大气循环的汞占大部分(约60% )。汞是自然环境中的常见元素。甲基汞毒性最大，在水体系统中，汞被微生物转化甲基汞，进入食物链中。汞和汞的化合物对神经系统、心血管系统和免疫系统有着不良影响。
早在2001年环保局就把人体对甲基汞的最大耐受剂量规定为0.1μg/kg体重。2013年签署了旨在全面减少汞排放的国际公约‘水俣公约’。根据这一国际公约要求缔约国从2020年起禁止生产和进出口含汞的特定产品(例如：体温表、电池、化妆品、工业源)。
汞的检测分析
由于汞的毒性很高，因此对它的检测、监控是非常必要的。要对汞进行检测就需要寻找一种消解高温下不会产生汞蒸汽的方法，旧文献资料建议使用石英玻璃进行无损消解。人们一直认为：PTFE聚四氟乙烯的表面粗糙度和孔隙度都很低，但静等压TFM-PTFE材料则推翻了这一说法。因为现行的EPA 3052或者EPA 3051A标准都允许使用含氟塑料，人们对其也渐渐认可。
在试验研究中，一方面要证明：含汞产品消解反应的记忆效应很低;另一方面，对于参考消解材料含汞量的高低，旨在清楚的反映TFM-PTFE消解罐材料的性能。
静等压加工的TFM-PTFE材料
TFM-PTFE材料(图2)是所谓的第二代PTFE，具有着少量改型线性聚合物链。这种改型的PTFE有着比传统PTFE材料更好的性能。有更高的耐腐蚀性、耐高温性和较宽的工作温度范围。且具有微孔性和很低的拉伸孔隙指数SVI。是一种具有很低的透气性、渗透性的无孔材料。
图2.TFM-PTFE材料的结构。
大约40年前，Berghof先生发明了可实现最佳材料性能的静等压工艺技术。此技术生产出来的FTM-PTFE材料明显更加细腻、光洁，大大降低了污染和记忆效应。
图3.Berghof公司研发生产的消解罐使用的TFM-PTFE材料。
TFM-PTFE消解罐是试验设备
Berghof发明的微波消解罐是使用TFM-PTFE材料通过静等压工艺制造，具有较长的使用寿命。未使用不耐酸的其他辅助材料，从而保证生产过程操作简单、可靠。这种消解罐的零部件数量很少，不借助工具就可打开和关闭，内径尺寸方便清洁。多种规格型号满足不同使用目的和要求(见图3)。这种材料的消解罐不属于消耗品，而属于有质量保证的试验设备。
参考材料
为了能够明确湿式消解过程中，TFM-PTFE材料消解罐的记忆效应，汞总含量的数据参考资料如下：
•松针，15th Needle and Leaf Interlaboratory Test，2012至2013年的实验室间合作活动，维也纳的森林，自然灾害与景观联邦研究和培训中心，汞：0.0338±0.010mg/kg。
• 标准参考物质2974a，冻干贻贝组的有机物, 国家标准与技术研究所，汞：195±3μg/kg TS。
向每个TFM-PTFE消解罐中加入500mg样品材料、3.0ml的HNO3(65%)、1.0ml的H2O2(30%)、0.5ml的HCl(37%)和10ml的重蒸馏H2O;210℃时，在Speedwave Four微波消解罐消解。汞含量分析方法为ICP-MS电感耦合等离子体质谱分析法。
防止记忆效应
为了获得汞污染信息，既要对参考样品进行不同汞含量测试;又要在每次测试开始和结束时对非零件本身产生的颗粒污垢进行消解检测。每次消解之后，都用重蒸馏水对消解罐进行冲洗。松针试验中汞含量的测试结果见表1。
表1.微波消解罐中消解后松针的汞含量结果
这一消解测试是连续四天时间完成的，低于可显示值的非零件本身产生的颗粒污垢值被假设为没有汞污染。在评判检测精度时，对所采用方法的重复再现精度进行了测定，重复再现率的范围在99%~118%，都在可接受标准±30%之内，见图4。
图4.松叶消解分析的结果(直线=认可的数值0.0338±0.01mg/kg，点画线=上限值)。
检测数据表明：消解罐壁没有汞污染，不会影响检测结果。因此，可以利用TFM-PTFE材料的消解罐测定汞。而且只需用水清洗消解罐就可以了。
以SRM 1974a(冻干贻贝组织)为标准参考物质，进行汞含量测试时，测试环境条件与前面试验相同，在连续三天时间内完成。重复再现率的范围在98%~103%之间。
SRM 2974a标准物质的总汞含量由甲基汞(69.06±0.81μg/kg)和无机汞(122±3μg/kg)组成。这些数据也证明：使用上述方法可以彻底排除毒性很强的甲基汞污染。可接受允许偏差只有±3μg/kg,见图5。运用此法，汞含量的测定仍可以在容差范围内被确定。
小结
关于复杂的检测，例如汞的痕量分析或者其他痕量重金属的分析，都可以利用TFM-PTFE材料的Berghof微波消解罐来完成。为防止记忆效应、交叉污染，复杂的纯化、洁净步骤通常不被采用。
静等压压缩技术的优点
传统的单向压缩技术，一般是垂直的压头压缩，无法实现水平方向的横向压缩(见图1)。而静等压技术则相反，压缩零件时的作用力通过液体介质从各个方向同时的、均匀的作用到被压缩物体上，从空间上均匀的压缩，从而实现最佳压缩效果，得到最少的孔隙、更好的表面质量。且此技术不会在被压缩零件过程中产生优先变形层的问题，材料的各空间方向的拉-压强度都更加均匀了。
-
焦点事件
