孫金麗,施振宇,高云瑞
江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心國家環(huán)境保護地表水環(huán)境有機污染物監(jiān)測分析重點實驗室,江蘇南京 210036
固體廢物是指人類在生產(chǎn)過程和社會生活活動中產(chǎn)生的不再需要或沒有利用價值而被遺棄的固體或半固體物質(zhì),主要包括城市生活垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物和工業(yè)廢渣等。國家標準GB 5085.7-2007中規(guī)定了危險廢物的鑒別程序和鑒別規(guī)則,其中固體廢物浸出液中重金屬汞的鑒別是重要指標之一。
本文采用HJ/T299-2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》來提取固體廢物浸出液,用石墨消解儀對固體廢物浸出液樣品進行消解,用原子熒光分光光度計對消解液中總汞進行測定,分析結(jié)果令人滿意。
所用玻璃器皿先在20%硝酸溶液中浸泡過夜,再用自來水沖洗,最后用去離子水蕩洗晾干備用。
1.1.1 儀器
1)R-Agitator翻轉(zhuǎn)式振蕩器(美國Milipore公司);
2)ED36石墨消解儀50mL 聚丙烯消解管(LabTech公司);
3)XW-80A微型旋渦混合儀(上海滬西分析儀器廠);
4)AFS-230E型雙道原子熒分光光度計(北京海光儀器公司)。
1.1.2 試劑
全部實驗用水均為18.23MΩ去離子水。
1)濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸及氫氧化鈉為優(yōu)級純;2)固定液:稱取0.5 g重鉻酸鉀(優(yōu)級純),溶解于1000mL 硝酸溶液(1+19)中;3)汞標準溶液標準值:100±2mg/L,編號:103005,20mL安瓿瓶裝,國家環(huán)境保護部標準樣品研究所;4)汞標準使用液100μg/L:臨用前用,用固定液對100mg/L汞標準深液逐級稀釋;5)5%KMO4溶液:稱取50g KMO4(優(yōu)級純),溶于水并稀釋至1L;6)5%K2S2O8溶液:稱取50g K2S2O8(分析純),溶于水并稀釋至1L;7)20%鹽酸羥銨溶液:稱取20g鹽酸羥銨(分析純)溶于水并稀釋至100mL;8)載液(V/V):5%鹽酸(優(yōu)級純);9)2%堿性硼氫化鉀溶液:稱取5g氫氧化鈉(優(yōu)級純)溶于300mL 蒸餾水中,再稱取20g硼氫化鉀(分析純)溶于上述溶液中,最后用蒸餾水定容至1000mL。
1.1.3 儀器條件
PMT負高壓280V,原子化器高度為10mm,空心陰極燈電流為15mA,載氣氬流速:300mL/min,屏蔽氣流量900mL/min。測量方式:標準曲線法;讀數(shù)方式:峰面積計數(shù)。其它參見使用手冊[1]。
1.2.1 固廢浸出液的提取
按照HJ/T299-2007標準《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》,使用翻轉(zhuǎn)式振蕩器,在室溫條件下以30r/min連續(xù)振蕩18h,靜置[2]。
1.2.2 浸出液的預處理
量取10.00mL浸出液(可根據(jù)汞的濃度調(diào)整取樣量)于消解管中,加水定容至25mL,分別加入1.00mL(1+1)硫酸(優(yōu)級純)、0.50mL(1+1)硝酸(優(yōu)級純)、 2.00mL 5%KMO4溶液、2.00mL 5%K2S2O8溶液,在旋渦混合儀上混勻,充分反應15min。如果樣品不能維持紫色,需添加2.00mL 5% KMO4溶液。石墨消解儀溫度設為100℃±5℃。將樣品放在石墨消解儀上消解2h后,移開樣品,冷卻到室溫。將消解管放在旋渦混合儀上逐滴加入20%鹽酸羥銨溶液,使紫色褪去,用去離子水稀釋至50mL標線,搖勻,靜置。同時做空白試驗。
1.2.3 實驗步驟
1)吸取濃度為100μg/L汞標準使用液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、5.00mL分別置于50mL消解管中,加去離子水定容至25mL,所加試劑與消解方法同(2.2.2)浸出液的預處理。制成濃度分別為0.00μg/L、1.00μg/L、2.00μg/L、4.00μg/L、8.00μg/L、10.00 μg/L的汞標準系列溶液;
2)標準曲線和樣品的測定:開啟原子熒光分光光度計,點火,按(2.1.3)設置參數(shù),預熱至儀器穩(wěn)定。按設置的進樣位置分別將標準溶液和樣品置于自動進樣器上,測得各標準溶液和樣品的熒光強度,儀器自動繪制校準曲線,并自動計算固廢浸出液中汞濃度。
按選定的儀器工作條件對汞標準溶液和樣品進行測定,測量結(jié)果見表1,校準曲線方程為I f=382*C-6.74(I f為原子熒光強度),r=0.9999。
表1
表1數(shù)據(jù)表明:汞在0μg/L~10.00μg/L濃度范圍內(nèi)線性良好。
根據(jù)儀器給定的檢出限測定程序,連續(xù)測定消解后的標準空白液和標準系列的熒光信號,儀器自動算出本方法的檢出限為 :0.02μg/L。
分別對濃度為1.55μg/L的固廢樣品和濃度為4.00μg/L的標準樣品消解后進行重復測定11次,測定結(jié)果見表2。
表2
由表2可見:二個樣品測量的相對標準偏差皆小于5%。
準確移取兩份已知濃度的固廢浸出液樣品各10.00mL,依次進行加標回收實驗,前處理與樣品相同,測得樣品加標回收率實驗結(jié)果見表3。
表3
2.00 2.34 91.52.00 2.50 99.52.00 2.56 1032.00 2.45 97.02.00 2.30 89.50.514.00 5.44 97.54.00 5.68 1044.00 5.56 1014.00 5.33 94.84.00 5.50 99.01.54
表3顯示:樣品的加標回收率在89.5%~104%之間。
原子熒光法測汞的過程中消解效果的好壞直接影響實驗的結(jié)果。本方法研究采用石墨消解法對樣品和試劑用量進行優(yōu)化。操作過程中使用旋渦混合儀,能有效避免由操作不當引起消解管中溶液濺出造成的損失,同時使樣品混合均勻、反應完全。同時樣品消解后直接在消解管中定容減少了樣品在轉(zhuǎn)移過程中的損失。實驗結(jié)果表明:采用石墨消解法對固體廢物浸出液進行消解,操作方法簡便,儀器使用成本低;用原子熒光法測定消解液中的汞檢出限低、測量范圍寬、重復性好,完全可以滿足固廢浸出液中總汞的測定要求。
[1]北京海光儀器公司.AFS-230E原子熒光光度計使用手冊[R].北京海光儀器公司,2005.
[2]HJ/T299-2007標準.固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法.