石墨消解-原子熒光法測(cè)定固體廢棄物浸出液中的總汞

孫金麗，施振宇，高云瑞

江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心國(guó)家環(huán)境保護(hù)地表水環(huán)境有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)分析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210036

固體廢物是指人類(lèi)在生產(chǎn)過(guò)程和社會(huì)生活活動(dòng)中產(chǎn)生的不再需要或沒(méi)有利用價(jià)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5085.7-2007中規(guī)定了危險(xiǎn)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(biāo)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(lái)提取固體廢物浸出液，用石墨消解儀對(duì)固體廢物浸出液樣品進(jìn)行消解，用原子熒光分光光度計(jì)對(duì)消解液中總汞進(jìn)行測(cè)定，分析結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

所用玻璃器皿先在20%硝酸溶液中浸泡過(guò)夜，再用自來(lái)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(guó)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(jì)（北京海光儀器公司）。

1.1.2 試劑

全部實(shí)驗(yàn)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(jí)純；2）固定液：稱(chēng)取0.5 g重鉻酸鉀（優(yōu)級(jí)純），溶解于1000mL 硝酸溶液（1+19）中；3）汞標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)值：100±2mg/L，編號(hào)：103005，20mL安瓿瓶裝，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所；4）汞標(biāo)準(zhǔn)使用液100μg/L：臨用前用，用固定液對(duì)100mg/L汞標(biāo)準(zhǔn)深液逐級(jí)稀釋?zhuān)?）5%KMO4溶液：稱(chēng)取50g KMO4（優(yōu)級(jí)純），溶于水并稀釋至1L；6）5%K2S2O8溶液：稱(chēng)取50g K2S2O8（分析純），溶于水并稀釋至1L；7）20%鹽酸羥銨溶液：稱(chēng)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(jí)純）；9）2%堿性硼氫化鉀溶液：稱(chēng)取5g氫氧化鈉（優(yōu)級(jí)純）溶于300mL 蒸餾水中，再稱(chēng)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(fù)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(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式：峰面積計(jì)數(shù)。其它參見(jiàn)使用手冊(cè)[1]。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 固廢浸出液的提取

按照HJ/T299-2007標(biāo)準(zhǔn)《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(yù)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(jí)純）、0.50mL（1+1）硝酸（優(yōu)級(jí)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(yīng)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(shè)為100℃±5℃。將樣品放在石墨消解儀上消解2h后，移開(kāi)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(biāo)線，搖勻，靜置。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1）吸取濃度為100μg/L汞標(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)系列溶液；

2）標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品的測(cè)定：開(kāi)啟原子熒光分光光度計(jì)，點(diǎn)火，按（2.1.3）設(shè)置參數(shù)，預(yù)熱至儀器穩(wěn)定。按設(shè)置的進(jìn)樣位置分別將標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品置于自動(dòng)進(jìn)樣器上，測(cè)得各標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品的熒光強(qiáng)度，儀器自動(dòng)繪制校準(zhǔn)曲線，并自動(dòng)計(jì)算固廢浸出液中汞濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

按選定的儀器工作條件對(duì)汞標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品進(jìn)行測(cè)定，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1，校準(zhǔn)曲線方程為I f=382*C-6.74（I f為原子熒光強(qiáng)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。

2.2 檢出線

根據(jù)儀器給定的檢出限測(cè)定程序，連續(xù)測(cè)定消解后的標(biāo)準(zhǔn)空白液和標(biāo)準(zhǔn)系列的熒光信號(hào)，儀器自動(dòng)算出本方法的檢出限為 ：0.02μg/L。

2.3 精密度

分別對(duì)濃度為1.55μg/L的固廢樣品和濃度為4.00μg/L的標(biāo)準(zhǔn)樣品消解后進(jìn)行重復(fù)測(cè)定11次，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2

由表2可見(jiàn)：二個(gè)樣品測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差皆小于5%。

2.4 準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確移取兩份已知濃度的固廢浸出液樣品各10.00mL，依次進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，前處理與樣品相同，測(cè)得樣品加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)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(biāo)回收率在89.5%～104%之間。

3 結(jié)論

原子熒光法測(cè)汞的過(guò)程中消解效果的好壞直接影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。本方法研究采用石墨消解法對(duì)樣品和試劑用量進(jìn)行優(yōu)化。操作過(guò)程中使用旋渦混合儀，能有效避免由操作不當(dāng)引起消解管中溶液濺出造成的損失，同時(shí)使樣品混合均勻、反應(yīng)完全。同時(shí)樣品消解后直接在消解管中定容減少了樣品在轉(zhuǎn)移過(guò)程中的損失。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用石墨消解法對(duì)固體廢物浸出液進(jìn)行消解，操作方法簡(jiǎn)便，儀器使用成本低；用原子熒光法測(cè)定消解液中的汞檢出限低、測(cè)量范圍寬、重復(fù)性好，完全可以滿足固廢浸出液中總汞的測(cè)定要求。

[1]北京海光儀器公司.AFS-230E原子熒光光度計(jì)使用手冊(cè)[R].北京海光儀器公司，2005.

[2]HJ/T299-2007標(biāo)準(zhǔn).固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法.