王茂盛，王景鳳，胡燕秀，董更福，張冬艷

(西部礦業(yè)集團(tuán)科技發(fā)展有限公司，青海西部礦業(yè)工程技術(shù)研究有限公司，青海省高原礦物加工工程與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海省有色礦產(chǎn)資源工程技術(shù)研究中心，青海 西寧 810006)

冬季降雪天氣，面對(duì)受積雪影響的高速公路、機(jī)場(chǎng)以及城市道路，因積雪結(jié)冰而濕滑，造成交通阻滯或交通事故頻發(fā)的現(xiàn)狀，及時(shí)有效地清除道路上的積雪對(duì)于保證交通的暢通和車(chē)輛的安全十分重要[1]。融雪劑以其高效的除冰能力而被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用[2]。

融雪劑是一種用來(lái)冬季除雪或者道路防凍結(jié)的化學(xué)物質(zhì)，成分主要是醋酸鉀和氯鹽。其中，醋酸鉀屬于有機(jī)融雪劑，融雪效果好，腐蝕小，但價(jià)格高；常用的融雪劑則以氯鹽為主，氯鹽類(lèi)融雪劑除冰作業(yè)簡(jiǎn)便、成本低廉，成為我國(guó)道路除雪化冰的常用方法[3-4]。氯鹽融雪劑常見(jiàn)的有氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等，價(jià)格便宜，在道路或橋梁上撒布融雪劑是最主要的除冰融雪措施[5]，工業(yè)用鹽融雪劑雖然成分簡(jiǎn)單，卻也存在一定的弊端：比如堆放在綠化帶、樹(shù)坑里就會(huì)對(duì)植物造成影響；進(jìn)入地表水體會(huì)造成鹽濃度升高，從而對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生影響等；同時(shí)，因?yàn)槿谘﹦┲泻械柠}物質(zhì)，遇水會(huì)發(fā)生鹽漲現(xiàn)象，使路基受損；鹽類(lèi)物會(huì)與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將大大減少瀝青與砂石之間的連接力，容易造成瀝青表面脫落；公路設(shè)施或者汽車(chē)輪胎有一定的損害；融雪劑對(duì)環(huán)境及結(jié)構(gòu)物具有負(fù)面影響，也會(huì)造成瀝青路面性能的顯著降低[6-8]，另外，還有可能含有鉛、砷等重金屬有害物質(zhì)。隨著融雪劑使用量的不斷增加，其對(duì)環(huán)境的影響受到社會(huì)各界越來(lái)越多的關(guān)注[9]。

氯鹽類(lèi)無(wú)機(jī)融雪劑，其主要成分為工業(yè)用鹽。由于工業(yè)用鹽沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，一些重金屬元素含量較高，使用融雪劑后的積雪融化之后進(jìn)入土壤，隨之進(jìn)入食物鏈危害環(huán)境，危害人體健康。因此需要有效控制融雪劑產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)而降低其對(duì)環(huán)境的污染。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 23851-2017》，融雪劑中重金屬指標(biāo)的檢測(cè)方法主要有：原子吸收分光光度法、原子熒光光譜法等，均為單元素測(cè)定，工作效率低。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法具有精密度好、準(zhǔn)確度高、檢出限低、基體效應(yīng)小、線(xiàn)性動(dòng)態(tài)范圍寬、分析速度快、可同時(shí)測(cè)定高中低含量及痕量組分、可多元素同時(shí)測(cè)定等諸多優(yōu)點(diǎn)[10]，得到廣泛應(yīng)用[11-18]。文章結(jié)合融雪劑的檢測(cè)現(xiàn)狀開(kāi)展試驗(yàn)研究，從環(huán)保的角度出發(fā)，進(jìn)行電感耦合等離子體發(fā)射光譜在測(cè)定融雪劑中鎘、鉻、鉛、砷的應(yīng)用研究，為融雪劑中雜質(zhì)元素的快速測(cè)定提供技術(shù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 基準(zhǔn)物質(zhì)

鎘粒，5 N，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，規(guī)格：25 g；重鉻酸鉀，優(yōu)級(jí)純；鉛粒，5 N，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，規(guī)格，25 g；三氧化二砷，純度為99.95%，水口山二廠(chǎng)化學(xué)試劑廠(chǎng)。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.2.1 單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液

鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)。將高純鎘粒用(1+9)的硝酸處理表面的氧化層，用水和乙醇洗滌、風(fēng)干。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.200 0 g處理后的高純鎘粒于250 mL燒杯中，加(1+1)硝酸20 mL，蓋表皿，低溫加熱溶解完全，取下冷卻，水洗表皿及杯壁，移入200 mL容量瓶中，以水定容，搖勻。

鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)。準(zhǔn)確稱(chēng)取110 ℃烘干2 h的重鉻酸鉀0.282 9 g，用水溶解后，移入1 000 mL容量瓶中，以水定容，搖勻。

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)。將高純鉛粒用(1+9)的硝酸處理表面的氧化層，用水和乙醇洗滌、風(fēng)干。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.200 0 g處理后的高純鉛粒于250 mL燒杯中，加入(1+1)硝酸20 mL，蓋表皿，低溫加熱溶解完全，取下冷卻，水洗表皿及杯壁，移入200 mL容量瓶中，以水定容，搖勻。

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)。準(zhǔn)確稱(chēng)取三氧化二砷0.264 1 g于250 mL燒杯中，加入(1+1)鹽酸溶液10 mL，蓋表皿，微熱溶解完全，取下冷卻，水洗表皿及杯壁，移入200 mL容量瓶中，以水定容，搖勻。

1.2.2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液

Cd、Cr、Pb、As標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)。分別移取上述1 mg/mL的Cd、Cr、Pb、As單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液各10.00 mL于100 mL容量瓶中，以水定容，搖勻。

1.2.3 混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液

Cd、Cr、Pb、As標(biāo)準(zhǔn)溶液(10 μg/mL)。分別移取上述100 μg/mL的Cd、Cr、Pb、As混合標(biāo)準(zhǔn)溶液各10.00 mL于100 mL容量瓶中，以水定容，搖勻。

1.3 儀器工作條件

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，iCAP 7000 SERIES 型，美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司；RF功率1 150 W；冷卻氣流量12 L/min；輔助氣流量0.5 L/min，載氣流量0.5 L/min，觀(guān)測(cè)高度12 mm，積分時(shí)間，長(zhǎng)波5 s、短波10 s。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品處理

準(zhǔn)確稱(chēng)取5.000 0 g試樣于100 mL燒杯中，加入50 mL水，用玻璃棒不斷攪拌待試樣溶解完全，水洗杯壁，移入100 mL容量瓶中，以水定容，搖勻，干過(guò)濾。

準(zhǔn)確移取10.00 mL上述干過(guò)濾后的溶液于一組100 mL容量瓶中，分別加入0 mL、0.10 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL鎘、鉻、鉛、砷的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(10 μg/mL)，以水定容，搖勻，待測(cè)。

以空白溶液調(diào)零，測(cè)其光譜強(qiáng)度，以標(biāo)準(zhǔn)加入法的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的光譜強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，反向延長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)即為待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，乘以樣品相應(yīng)的稀釋倍數(shù)，即得樣品中待測(cè)元素含量。

2.2 分析譜線(xiàn)的選擇

消除光譜干擾最有效的方法即優(yōu)選適宜的分析譜線(xiàn)，ICP的譜線(xiàn)選擇可參考相關(guān)資料，在設(shè)定試驗(yàn)條件下，對(duì)4種待測(cè)元素的譜線(xiàn)分別進(jìn)行掃描，進(jìn)行光譜干擾探討，通過(guò)分析各譜線(xiàn)的疊加情況，得到各待測(cè)元素的分析譜線(xiàn)見(jiàn)表1。

表1 分析譜線(xiàn)Tab.1 Analytical spectral line

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的梯度選擇

為了建立濃度區(qū)間適宜的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，滿(mǎn)足相關(guān)系數(shù)不低于0.999，進(jìn)行了多次試驗(yàn)，配制了樣品的基體溶液、試劑的空白溶液和待測(cè)元素的光譜干擾試驗(yàn)溶液，優(yōu)選出混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的濃度見(jiàn)表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)濃度梯度Tab.2 Concentration gradient of standard curve μg·mL-1

2.4 基體干擾探討

采用單因素試驗(yàn)法，在不同基體濃度下，考察不同含量的鎘、鉻、鉛、砷元素在選定波長(zhǎng)下基體的干擾情況，逐一對(duì)待測(cè)元素的不同干擾濃度進(jìn)行試驗(yàn)，考察基體濃度對(duì)待測(cè)元素的干擾情況，確定扣除背景方式和干擾限值，確定基體均無(wú)明顯影響的濃度。試驗(yàn)過(guò)程準(zhǔn)確移取10.00 mL樣品溶液于一組100 mL容量瓶中，分別加入2.00 mL鎘、鉻、鉛、砷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(10 μg/mL)，以水定容，搖勻，進(jìn)行基體干擾試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：基體濃度在5 mg/mL時(shí)，對(duì)待測(cè)元素?zé)o干擾。

2.5 重復(fù)性試驗(yàn)

為了驗(yàn)證分析方法的精密度，對(duì)同一樣品獨(dú)立進(jìn)行6次測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Results of repeatability test

續(xù)表3 (Continue)

2.6 加標(biāo)回收試驗(yàn)

為了驗(yàn)證檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度，通過(guò)加入一定質(zhì)量待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行試驗(yàn)，得到各待測(cè)元素的回收率在95.96%～101.23%，滿(mǎn)足要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Results of standard addition recovery test %

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)選出適宜的分析譜線(xiàn)，建立了電感耦合等離子體發(fā)射同時(shí)測(cè)定融雪劑中的鎘、鉻、鉛、砷元素的含量分析方法。建立了能夠涵蓋樣品含量區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，鎘、鉻、鉛、砷的質(zhì)量濃度在0.10 μg/mL～2.00 μg/mL范圍內(nèi)與光譜強(qiáng)度呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。通過(guò)開(kāi)展加標(biāo)回收試驗(yàn)，樣品加標(biāo)回收率為95.96%～101.23%，驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確度，通過(guò)進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，得到測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差滿(mǎn)足要求，值得推廣應(yīng)用。