莊艾春，肖紅新，游玉萍

（廣東省工業(yè)分析檢測(cè)中心,廣東廣州510651）

工業(yè)污泥是工業(yè)廢水處理所產(chǎn)生的沉淀物。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)污泥日益增多。很多工業(yè)污泥含有大量重金屬，屬于危廢類，有些也含有大量的有價(jià)金屬元素，回收其中的有價(jià)金屬元素，變廢為寶，具有良好的生態(tài)效益，也具有顯著經(jīng)濟(jì)效益，污泥資源循環(huán)利用前，必須對(duì)工業(yè)污泥進(jìn)行化學(xué)分析，了解其成分及構(gòu)成，工業(yè)污泥品種多，成分復(fù)雜，給化學(xué)檢測(cè)帶來(lái)很大的難度，目前還沒有統(tǒng)一工業(yè)污泥化學(xué)分析檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可以參考。樣品的前處理對(duì)工業(yè)污泥的檢測(cè)至關(guān)重要，目前有關(guān)污泥處理方法一般采取濕法溶解，濕法溶解有敞開溶解[1]、微波溶解[2]、封閉溶解[3]，檢測(cè)技術(shù)有原子吸收法[4]、發(fā)射光譜法[5]、原子熒光光譜法[6]等。采用敞開混合酸分解樣品，利用等離子發(fā)射光譜儀選擇性好、靈敏度高、線性范圍寬、多元素連續(xù)測(cè)定等優(yōu)勢(shì)，使用ICP-AES法測(cè)定銅泥、鎳泥、錫泥、銀泥等工業(yè)污泥中的金屬元素，檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定可靠，可以滿足工業(yè)污泥化學(xué)成分分析要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

硝酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸（分析純）；（1+1）硝酸；王水（現(xiàn)配現(xiàn)用）；檸檬酸銨溶液（500 g/L）；飽和氟化氫銨溶液；混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（此溶液1 mL含100 μg銅、鎳、鋅、鉻、鉛、鎘、鉍、釩、鈷）；氬氣（體積分?jǐn)?shù)≥99.99%）。

1.2 儀器和設(shè)備

ULTIMA電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（法國(guó)）；電子天平（感量0.0001 g）；密封式磨樣機(jī)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試樣分解

A：非錫泥試樣：稱取0.2 g（精確至0.0001 g）樣品置于200 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入15 mL鹽酸、5 mL硝酸、1 mL氫氟酸、2 mL高氯酸，低溫加熱溶解至濕鹽狀，取下燒杯冷卻，加入5 mL王水，用少量水沖洗杯壁，加熱溶解鹽類，取下燒杯冷卻，移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。澄清或干過濾。

B：錫泥試樣：稱取0.2 g樣品置于200 mL燒杯中，加入15 mL鹽酸，低溫加熱溶解約10 min，加入6滴飽和氟化氫銨溶液,繼續(xù)加熱至溶液變清亮，加入5 mL硝酸，低溫加熱溶解至約3 mL，取下燒杯冷卻，加入5 mL王水，2 mL檸檬酸銨溶液,用少量水沖洗杯壁，加熱溶解片刻，取下燒杯冷卻，移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。澄清或干過濾。

對(duì)于被測(cè)元素過高的試料溶液，分取一定體積溶液，稀釋成5%王水介質(zhì)的測(cè)定溶液。

1.3.2 測(cè)定

按選定各元素分析線，在儀器工作條件下，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定。

1.3.3 工作曲線的繪制

分別移取 0 mL，0.50 mL，2.00 mL，5.00 mL，10.00 mL，15.00 mL，20.00 mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組100 mL容量瓶中，加入5 mL王水，用水定容，混勻。按照儀器工作條件，于選定各元素的分析線，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，從低到高依次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液中被測(cè)元素的光譜強(qiáng)度，儀器自動(dòng)繪制工作曲線（若標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性相關(guān)系數(shù)小于0.999時(shí)，則重新測(cè)定）。

2 結(jié)果與討論

2.1 稱樣量

為減小稱量相對(duì)誤差，同時(shí)為確保試料的代表性，稱樣量一般不少于0.10 g，但稱樣量過大，高含量元素需增大稀釋倍數(shù)，誤差增加。經(jīng)過研磨的污泥樣品，粒度小，混合比較均勻。通過試驗(yàn)，樣品稱樣量0.2 g，測(cè)定結(jié)果均比較穩(wěn)定，所以試驗(yàn)試料稱重0.20 g。

2.2 分解方式

對(duì)4種不同的污泥分別試用了多種不同的溶樣方法，試驗(yàn)結(jié)果表明，非錫泥樣品選用鹽酸+硝酸+氫氟酸+高氯酸的溶解方式最好,部分污泥樣品經(jīng)高氯酸冒煙后殘?jiān)鄬?duì)較少，Ni，Co元素含量較不冒煙溶解方式高，其他元素結(jié)果冒煙和不冒煙兩種溶解方式相近。錫泥樣品用常規(guī)溶樣方法樣品不溶解，經(jīng)過試驗(yàn)，采取先用鹽酸溶解再滴加氫氟酸或飽和氟化氫銨溶液均能使樣品溶解，溶液清亮后，再加入硝酸使樣品溶解充分，定容時(shí)加入檸檬酸銨溶液防止水解。在溶樣過程中 ,還要注意控制好加熱溫度和時(shí)間，加熱時(shí)間短不利于樣品充分溶解。

2.3 儀器工作條件

通過試驗(yàn)，優(yōu)化儀器工作條件，儀器工作參數(shù)如下：分析功率1.1 kW；等離子氣流量15 L/min；輔助氣流量0.2 L/min；霧化氣流量0.8 L/min；試液提升量1.0 mL/min；積分時(shí)間3 s；測(cè)定3次取平均值。

2.4 測(cè)定溶液酸度

用 1.0 g/mL 的銅、鎳、鋅、鉻、鉛、鎘、鉍、釩、鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液在不同酸度的王水介質(zhì)下測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表1。

2.5 元素分析譜線

每個(gè)待測(cè)元素選擇2～3條靈敏線，用樣品溶液進(jìn)行掃描，然后選取譜線明顯、無(wú)重疊、免受光譜干擾的譜線作為分析線。通過試驗(yàn)，各元素選用如表2推薦分析線，靈敏度高，無(wú)譜線干擾。

2.6 干擾試驗(yàn)

通過選擇合適的分析譜線避開干擾譜線,利用儀器軟件扣除背景功能自動(dòng)扣除背景。本試驗(yàn)元素干擾試驗(yàn)通過在每一種元素的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液分別加入不同量的另外8種元素，進(jìn)行元素間的干擾實(shí)驗(yàn)。分別移取一定量的銅、鎳、鋅、鉻、鉛、鎘、鉍、釩、鈷于一組100 mL容量瓶中，依據(jù)實(shí)際樣品各主要共存元素的含量，加入各元素進(jìn)行干擾試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表1 酸度試驗(yàn)

表1試驗(yàn)結(jié)果表明：在1%～10%王水介質(zhì)下，各元素的測(cè)定結(jié)果基本一致，酸度對(duì)測(cè)定無(wú)影響。

表2 推薦分析線

表3 干擾試驗(yàn) mg

表3試驗(yàn)結(jié)果表明：加入其他共存元素后，測(cè)定結(jié)果跟原溶液濃度基本一致，共存元素對(duì)測(cè)定相互無(wú)干擾。

2.7 加標(biāo)回收試驗(yàn)

通過在已知樣品（銀泥3#和錫泥4#）中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加入回收試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

表4試驗(yàn)結(jié)果表明：加標(biāo)回收率介于95.0%～103%，回收率高，說(shuō)明方法可靠。2.8 精密度試驗(yàn)

對(duì)4種不同污泥進(jìn)行精密度試驗(yàn)，平行測(cè)定7次，測(cè)定結(jié)果見表5。

表5試驗(yàn)結(jié)果表明：精密度高，說(shuō)明結(jié)果穩(wěn)定可靠。

3 結(jié)論

試料通過鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸或鹽酸、硝酸、飽和氟化氫銨分解，使用ICP-AES法同時(shí)測(cè)定工業(yè)污泥中銅、鎳、鋅、鉻、鉛、鎘、鉍、釩和鈷。該方法操作簡(jiǎn)便、快速，具有較高的準(zhǔn)確度和精密度,適于工業(yè)污泥中低于10%金屬元素快速分析。

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[2] 劉波，張凌云，丁文捷，等.微波消解、ICP-AES快速測(cè)定污泥中的銅、鉛、鋅、鎘、鉻、鎳、錳和磷[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2004，21(4):826-8269.

[3] 任占軍，郝貴奇，尹長(zhǎng)田，等.微波消解－氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測(cè)定污泥中汞和砷[J].冶金分析，2014，34(3)：52-56.

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表5 精密度試驗(yàn)（n=7） %