原子吸收光譜法測(cè)定固體廢物浸出液中的重金屬元素

付翠輕 曹艷梅 李歆琰 宋 薇 王淑娟

(河北省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 石家莊 050037)

原子吸收光譜法測(cè)定固體廢物浸出液中的重金屬元素

付翠輕 曹艷梅 李歆琰 宋 薇 王淑娟

(河北省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心， 石家莊 050037)

本文用原子吸收光譜法直接測(cè)定固體廢物浸出液中的重金屬含量。固體廢物經(jīng)純水浸提，浸出液經(jīng)硝酸消解后測(cè)定。對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(200926)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相吻合。該方法的加標(biāo)回收率是97.0%～108%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.2%～1.9%，具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

原子吸收光譜法；重金屬元素；固體廢物；浸出液

固體廢物是指在生產(chǎn)、生活和其它活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)的物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。固體廢棄物對(duì)水具有滲透性。當(dāng)雨水、地表水或自身所含水通過(guò)固體廢棄物時(shí)，其所含的有害成分都能以一定的速率溶出。該浸出液將污染土壤、地表水、空氣、且通過(guò)土壤滲透最終進(jìn)入地下水系，造成地下水的污染[1-3]。原子吸收法[4]測(cè)定重金屬具有省時(shí)、省力、測(cè)定準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，火焰原子吸收光譜法[5]測(cè)定樣品浸出液中的銅、鋅、鎘、鉛、鉻等5種元素，方法的準(zhǔn)確度和精密度好，結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

儀器：美國(guó)熱電 ICE 3500；北京萊伯泰科 微控?cái)?shù)顯電熱板EH45B；常州國(guó)華電器有限公司 HY-2調(diào)速多用振蕩器。

試劑：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品鉻、銅、鎘、鋅、鉛均為1000 mg/L

(國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心)，介質(zhì)為H2O；超純水(電阻≥18.2MΩ·cm)；優(yōu)級(jí)純?cè)噭┫跛?；所有玻璃器皿及容器均?jīng)體積分?jǐn)?shù)為50%的硝酸浸泡24 h以上。

1.2 儀器工作條件

火焰原子吸收法測(cè)定固體廢物浸出液中鉛、鋅、鉻、鎘、銅所用測(cè)定儀器以及工作條件見(jiàn)表1。

表1 直接火焰法測(cè)定的儀器工作條件

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試樣前處理

將污泥自然風(fēng)干，稱取50g試樣，置于1L提取瓶中，加入500 mL水，蓋緊瓶蓋后垂直固定在水平振蕩裝置上，在振蕩頻率為110次/min、室溫下振蕩8h后取下，靜置16 h。

用真空抽濾裝置抽濾浸出液，濾膜為0.45 μm。取50 mL浸出液置于錐形瓶中，加入5 mL濃硝酸，在電熱板上消解約50 min(240℃)，蒸至5 mL左右，取下冷卻，轉(zhuǎn)至50 mL容量瓶中，用1%硝酸定容。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

經(jīng)過(guò)預(yù)備實(shí)驗(yàn)后，選擇了合適的標(biāo)液濃度范圍，將Cr、Cu、Pb、Cd、Zn標(biāo)液逐級(jí)稀釋成一系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，Cu、Pb濃度分別為0 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L、1.50 mg/L、2.00 mg/L、2.50 mg/L；Cd、Zn濃度分別為0 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.30 mg/L、0.40 mg/L、0.50 mg/L；Cr濃度分別為0 mg/L、0.20 mg/L、0.40 mg/L、0.60 mg/L、0.80 mg/L、1.00 mg/L。在選定的儀器操作條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行測(cè)試，化學(xué)工作站自動(dòng)繪制校準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

按試驗(yàn)方法對(duì)Cr、Cu、Pb、Cd、Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，各元素的質(zhì)量濃度在一定范圍內(nèi)與響應(yīng)值呈線性關(guān)系。按照樣品分析的全部步驟，以含銅、鉛0.50 mg/L、含鎘、鋅0.10 mg/L，含鉻0.20 mg/L的水溶液重復(fù)測(cè)定7次，根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，按下式計(jì)算方法檢出限：

MDL=S·t(n-1,0.99)

式中，MDL表示方法檢出限，n表示樣品平行測(cè)定的次數(shù)，t表示自由度為(n-1)、置信度為99%時(shí)的t值，S表示n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

各元素線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限見(jiàn)表2。

表2 元素的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.2 精密度

按照選取好的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)樣品進(jìn)行重金屬的測(cè)定，同一份樣品平行測(cè)定7次，計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。測(cè)定Cr、Cu、Pb、Cd、Zn的RSD分別為0.4%、0.3%、1.9%、0.2%、0.4%。

2.3 準(zhǔn)確度

實(shí)驗(yàn)采用加標(biāo)回收法測(cè)定方法的準(zhǔn)確度。按上述方法測(cè)定某固體廢物浸出液中重金屬含量，并在消解階段加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，按照上述工作條件用火焰原子吸收法分析其重金屬含量，計(jì)算回收率，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。同時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn) 單位：mg/L

表4 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)200926測(cè)定結(jié)果 單位：mg/L

3 結(jié)論

固體廢物這一基體所含元素種類復(fù)雜，濃度跨度大，在標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的選擇上需要探索，必要時(shí)可以稀釋測(cè)定。研究表明，用水作浸提劑，浸出液用硝酸消解處理后可直接用火焰原子吸收法測(cè)定，從線性關(guān)系、精密度、加標(biāo)回收率、方法檢出限以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證的測(cè)試結(jié)果表明，該方法具有測(cè)量準(zhǔn)確度高、數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點(diǎn)，且操作簡(jiǎn)單、快速，可用于固體廢物浸出毒性的測(cè)定。

[1] GB 5085.7-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 通則 [S]．2007．

[2] 王炳華, 趙明. 固體廢棄物浸出毒性特性及美國(guó) EPA的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定 (待續(xù) )[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)，2001，15(4)：224-230.

[3] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì). 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版增補(bǔ)版)[M]. 北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[4] GB/T 15555.2-1995 固體廢物 銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定 原子吸收分光光度法[S]. 1995

[5] HJ 749-2015固體廢物 總鉻的測(cè)定 火焰原子吸收分光光度法[S].2015.

DeterminationofheavymetalsinsolidwasteleachatesbyAtomicAbsorptionSpectrometry

Fu Cuiqing, Cao Yanmei, Li Xinyan, Song Wei, Wang Shujuan

(Hebei Provincial Environment Monitoring Center，Shijiazhuang 050037)

In this paper, a method for the determination of heavy metals in solid waste leachates by Atomic Absorption Spectrometry(AAS) is introduced. Heavy metals were extracted with pure water, digested by HNO3solution, and determined by AAS. The national standard reference materials (200926) were measured, the results and the standard values were in good agreement. Testing results showed that spike recoveries for method were in the range of 97.0%～108% ,and RSD was below 1.9%。This proposed method had the advantages of simplicity, rapidness, high precision and accuracy.

Atomic Absorption Spectrometry; heavy metal elements; solid waste; leachates

X833

A

2017-09-11; 2017-10-26修回

付翠輕(1978-)，女，漢，碩士，工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)分析工作。E-mail:896040983@qq.com