2種測定固體廢物中六價鉻的標準方法的比較分析

丁琮

（廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣東廣州510170）

2種測定固體廢物中六價鉻的標準方法的比較分析

丁琮

（廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣東廣州510170）

分別采用了GB 5085.3—2007和HJ687—2014中的方法對固體廢物樣品進行了六價鉻含量的測定。結(jié)果表明：2種標準方法對固體廢物中六價鉻的測定均具有良好的線性關(guān)系、精密度和準確度。在測定六價鉻含量時2種標準方法的差異不顯著。因二苯碳酰二肼分光光度法的檢出限低于火焰原子吸收分光光度法，故二苯碳酰二肼分光光度法可用于檢測較低濃度的固體廢物樣品中六價鉻，但該方法常常會受到樣品色度的干擾，因此，火焰原子吸收分光光度法在測定有色度的樣品時更具有優(yōu)勢。

固體廢物；六價鉻；二苯碳酰二肼分光光度法；火焰原子吸收分光光度法

固體廢物大多含有大量的有毒有害物質(zhì)而具有較大的危害性［1］。六價鉻是固體廢物中有毒有害的物質(zhì)之一，其主要來自于含鉻礦石的加工、鐵合金冶煉、垃圾焚燒、電鍍污泥、毛皮鞣制及制品加工等［2］。因此，科學準確地測定固體廢物中六價鉻的含量十分重要。

目前，國內(nèi)測定固體廢物中六價鉻的相關(guān)方法標準有GB/T 15555.7—1995、GB/T 15555.4—1995、GB 5085.3—2007和HJ 687—2014。無論是采用硫酸亞鐵銨滴定法、二苯碳酰二肼分光光度法還是原子吸收分光光度法，固體廢物都要先經(jīng)過酸性溶液浸提或堿性溶液消解的前處理過程。而采用堿消解法進行前處理可將樣品的Cr6+還原的可能性和Cr3+氧化的可能性降到最低?，F(xiàn)有的采用堿消解法測定固體廢物中六價鉻含量的方法標準有GB 5085.3—2007危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別和HJ 687—2014固體廢物六價鉻的測定堿消解/火焰原子吸收分光光度法。其中GB 5085.3—2007對固體廢物六價鉻的測定是先按照其附錄T的堿消解法進行樣品前處理后再按照GB/T 15555.4—1995固體廢物六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法進行比色分析測定。而HJ 687—2014是將樣品先通過堿消解法進行前處理后再使用火焰原子吸收分光光度法進行測定。

因此，筆者分別采用這2種方法對固體廢物樣品進行了六價鉻含量測定，并比較分析了其優(yōu)劣。

1 實驗部分

1.1 儀器

島津AA6800型原子吸收分光光度計；島津UV-2600型紫外可見分光光度計；多攪拌點恒溫加熱磁力攪拌器；真空抽濾裝置；pH計。

紫外可見分光光度計的測量條件為：分析波長為540 nm，使用光程長為30 mm的比色皿。

原子吸收分光光度計的測量條件為：分析波長為357.9 nm，狹縫寬度為0.5 nm，火焰類型為空氣-乙炔，乙炔流量為2.8 L/min，燃燒器的高度為8 mm。

1.2 試劑與樣品

無水碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鎂、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、硫酸、磷酸、濃硝酸，Cr6+標準貯備液（500 mg/L，環(huán)境保護部標準樣品研究所），去離子水。

消解液：將（20.0±0.05）g NaOH與（30.0± 0.05）g Na2CO3溶于去離子水中，并定容于1 L的容量瓶中。

磷酸鹽緩沖溶液（pH=7）：將87.09 g K2HPO4和68.04 g KH2PO4溶于700 mL去離子水中，轉(zhuǎn)移至1 L的容量瓶定容。

顯色劑：稱取0.2 g二苯碳酰二肼溶于50 mL丙酮中，加水稀釋定容至100 mL。

測試樣品來自廣州某垃圾焚燒廠的焚燒爐渣，共計6個樣品。

1.3 固體廢物的預處理和分析

稱取（2.50±0.10）g混合均勻的固體廢物樣品于250 mL三角燒瓶中。需要加標時，可將加標物直接加入該樣品中。每份樣品中加入（50±1）mL消解液、0.4 g MgCl2和0.5 mL磷酸鹽緩沖溶液，在室溫狀態(tài)下用攪拌裝置持續(xù)攪拌樣品至少5 min，然后將樣品加熱至90～95℃，在持續(xù)攪拌下保持至少1 h。停止加熱后繼續(xù)攪拌待樣品冷卻至室溫后全部轉(zhuǎn)移至抽濾裝置，用0.45 μm的濾膜抽濾。在攪拌器的攪拌下，向裝有濾液的燒杯中逐滴緩慢加入硝酸，調(diào)節(jié)溶液的pH（采用標準GB 5085.3—2007測定的溶液pH調(diào)節(jié)至7.5±0.5；采用HJ 687—2014測定的溶液pH調(diào)節(jié)至9.0±0.2）。將調(diào)節(jié)pH后的樣品完全轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，用去離子水定容后搖勻待測。分別使用紫外可見分光光度計和原子吸收分光光度計進行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 標準曲線和方法檢出限

2.1.1 二苯碳酰二肼分光光度法的標準曲線和方法檢出限

用Cr6+標準使用液配制質(zhì)量濃度分別為0.00、0.02、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 μg/mL的標準系列于50 mL比色管中，向每個溶液中加入0.5 mL的（1+1）硫酸和0.5 mL的（1+1）磷酸搖勻后再加入2 mL顯色劑搖勻，放置10 min。在UV-2600紫外可見分光光度計的測量條件下，按濃度由低到高的順序測定標準溶液的吸光度，每個濃度的溶液測定3次，用減去空白的吸光度與相對應的Cr6+的量（μg）繪制校準曲線。標準系列的吸光度和精密度見表1，Cr6+的量在0.00～50.0 μg范圍內(nèi)，溶液的吸光度I與Cr6+的量m呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為I=0.035 23m+ 0.012 52，相關(guān)系數(shù)為0.999 76。同時8個濃度3次測量的相對偏差均小于3%，說明二苯碳酰二肼分光光度法測定六價鉻的精密性較好。

測定11次空白，計算其標準偏差為0.000 4，用3倍標準偏差計算出檢出限為0.000 7 mg/L，以固體廢物取樣量2.5 g計，則本方法的檢出限為0.03 mg/kg。

表1 二苯碳酰二肼分光光度法測定Cr6+的量標準系列的吸光度和精密度

2.1.2 火焰原子吸收分光光度法的標準曲線和方法檢出限

用Cr6+標準使用液配制質(zhì)量濃度分別為0.00、0.20、0.80、2.00、4.00、8.00 μg/mL的標準系列于100 mL容量瓶中。在AA6800儀器測量條件下，按濃度由低到高的順序測定標準溶液的吸光度，每個濃度測量3次，用溶液的吸光度與相對應的Cr6+的質(zhì)量濃度（μg/mL）繪制校準曲線。標準系列的吸光度和精密度見表2，在0.00～8.00 μg/mL濃度范圍內(nèi)，溶液的吸光度I與Cr6+的質(zhì)量濃度C呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為I=0.030 2C+0.001 2，相關(guān)系數(shù)為0.999 8。同時5個濃度3次測量的相對偏差均小于3%，說明火焰原子吸收分光光度法測定六價鉻有較好精密性。取11次空白測定值，計算其標準偏差為0.00021，用3倍標準偏差計算出檢出限為0.02 μg/mL，以固體廢物取樣量2.5 g計，則本方法的檢出限為0.84 mg/kg。

表2 火焰原子吸收光譜法測定Cr6+質(zhì)量濃度標準系列的吸光度和精密度

由此可以看出，二苯碳酰二肼分光光度法和火焰原子吸收分光光度法測定六價鉻均具有良好的線性關(guān)系和精密度。二苯碳酰二肼分光光度法比火焰原子吸收分光光度法具有更低的檢出限，可用于檢測更低濃度的六價鉻固體廢物樣品。

2.2 2種方法測定固體廢物中六價鉻含量的比較

分別采用GB 5085.3—2007的二苯碳酰二肼分光光度法和HJ 687—2014的火焰原子吸收分光光度法對廣州某垃圾焚燒廠的5個焚燒爐渣樣品的六價鉻含量進行測定，每個樣品平行測定4次，測定結(jié)果見表3。

表3 2種方法測定固體廢物中六價鉻含量的比較

從表3可知，采用二苯碳酰二肼分光光度法和火焰原子吸收分光光度法對5個樣品4次平行測定的相對標準偏差分別為4.76%～10.1%和3.08%～9.14%，2種方法均具有良好的精密度。采用F檢驗對兩種方法進行檢驗時，5個樣品的F值均小于F0.05（3，3）的值9.28，說明在測定固體廢物中六價鉻的含量時2種測定方法的精密度的差異性不顯著。用t檢驗對2種方法進行檢驗時，5個樣品的t值均小于t0.05（3，3）的值3.182，說明2種方法的分析結(jié)果不存在顯著的系統(tǒng)誤差。

2.3 2種方法的加標回收率結(jié)果的比較

選取5個焚燒爐渣樣品中的樣品1（高濃度）、樣品4（低濃度）、樣品5（中濃度）進行加標回收試驗，結(jié)果見表4。

表4 2種方法測定加標回收率的結(jié)果比較

由表4可知，2種方法測定的加標回收率結(jié)果均在80%～120%，說明了用二苯碳酰二肼分光光度法和火焰原子吸收光譜法測定固體廢物中Cr6+的方法的準確性和可靠性。

3 結(jié)論

用標準GB 5085.3—2007的二苯碳酰二肼分光光度法和標準HJ 687—2014的火焰原子吸收分光光度法測定固體廢物中Cr6+，2種方法都是準確可靠的，具有良好的線性關(guān)系、精密度和準確度。二苯碳酰二肼分光光度法可用于檢測較低濃度的固體廢物樣品中的六價鉻，火焰原子吸收分光光度法在測定有色度的樣品時更具有優(yōu)勢。

［1］季蘊佳，周勤，方愛紅，等.堿消解—火焰原子吸收分光光度法測定固體廢物中的六價鉻［J］.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2012，24（6）：57-59.

［2］馬微，周勤，朱林珍，等.堿消解法測定固體廢物中六價鉻的研究［J］.環(huán)境保護科學，2012，38（6）：41-43.

Comparative Analysis of Two Standard Methods for Determination of Hexavalent Chromium in Solid Waste

Ding Cong
（Guangzhou Research Center of City Management Technology，GuangzhouGuangdong510170）

The hexavalent chromium content in the solid waste samples was measured respectively by the standard methods of GB 5085.3－2007 and HJ 687－2014.The results showed that both the two standard methods for determination of hexavalent chromium in solid waste had good linear relationship，precision and accuracy.And the difference between the two standard methods was not significant.The 1，5-diphenylcarbazide spectrophotometry could be used to detect the solid waste samples with low-concentration hexavalent chromium because of its smaller limit of detection，but it was often disturbed by the color of the sample.Therefore，the flame atomic absorption spectrophotometry had more advantages in determination of chromaticity sample.

solid waste；hexavalent chromium；1，5-diphenylcarbazide spectrophotometry；flame atomic absorption spectrophotometry

X833；O657.31

A

1005-8206（2017）04-0066-03

丁琮（1988—），助理工程師，主要從事固體廢物處理及檢測研究工作。

2017-06-26