廢氣濾筒中砷及其化合物樣品消解的改進

楊 超，柳洪方，楊丹青，陳 超，吳水兵

(1.嘉興市環(huán)境保護監(jiān)測站，浙江 嘉興 314000；2.嘉興市固體廢物處置有限責任公司，浙江 嘉興 314201)

1 引言

砷可以存在于廢物(危廢)焚燒廢氣微小顆粒物中，通過呼吸道和人體皮膚接觸進入人體，在人體內(nèi)產(chǎn)生富集難于排出體外，對人的生命健康造成威脅，嚴重時可產(chǎn)生急性砷中毒。隨著浙江省“五氣共治”的宣傳和推進，已引起社會與環(huán)保主管部門對廢氣中重金屬污染更加關(guān)注和重視。

目前廢氣有組織濾筒砷及其化合物還沒有專門的環(huán)境分析標準，基本以《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》(2007年第四版增補版)中氫化物-原子熒光法為主，但玻璃纖維濾筒主要成分是SiO?并含有氧化硼，從而大大提高了玻璃纖維的耐熱性能，氫化物-原子熒光法選用的高氯酸-硝酸混酸體系不能對濾筒完全消解，形成的塊狀或粘稠物加熱過程中由于受熱不均及消解酸量減少濾渣容易飛濺，后期需要通過中速定量濾紙反復洗滌過濾，不僅耗時而且存在洗滌不完全造成測定值偏低，若定量濾紙砷本底較高就有可能給測定結(jié)果帶來偏差。出于這方面的考慮通過錐形瓶置于石棉網(wǎng)上加熱消解，消解過程根據(jù)錐形瓶中樣品剩余酸量采用多次加硝酸的形式始終保持一定酸量即保證消解力度也可防止濾渣飛濺，樣品消解后引用超聲波清洗與離心的方式對濾筒消解后的粘稠物進行清洗和沉淀方法替代濾紙洗滌過濾，降低隨機誤差，獲得較為理想的回收率、精密度。

2 實驗部分

2.1 主要儀器與試劑

AFS-9130原子熒光光度計、可調(diào)溫電熱板、超聲波清洗器、離心機；硝酸、高氯酸、鹽酸均為優(yōu)級純，砷標準液市場自購，玻璃器具用30%硝酸浸泡24 h。

2.2 分析條件

儀器負高壓270 V、屏蔽氣1000 mL/min、電流60 A、延時1.2 s、載液為鹽酸5% v/v、還原劑為氫氧化鈉(2% v/v)、硼氫化鉀(7% v/v)混合溶液。

2.3 樣品處理

將樣品濾筒剪碎，置于150 mL錐形瓶中于加熱鐵板石棉網(wǎng)上，加30 mL硝酸溶液，5 mL高氯酸，瓶口插入一小漏斗加熱至微沸并保持，觀察錐形瓶中消解液的量，當消解液接近近干時立刻加入5 mL硝酸繼續(xù)消解，重復此步驟2～3次，保持2.5 h。冷卻后，加入少量去離子水，置于超聲波清洗器中超聲清洗3 min，將此溶液倒入離心管中于離心機中離心沉淀，取上清液，將沉淀物加去離子水重新超聲清洗，此步驟重復2～3次，將所得混合加熱濃縮至近干，稍冷，加入5 mL鹽酸溶液(1+1)，加熱至黃褐色煙冒盡，冷卻后轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，最后用鹽酸(5% v/v)、硫脲(10% v/v)、抗壞血酸(10% v/v)混合溶液定容后待測。

2.4 空白樣

采用同一批濾筒與(2.2)步驟相同方式進行樣品處理后測定濃度作為濾筒空白濃度。

2.5 精密度測定

選取同一批號的空白濾筒6個剪碎至6個50 mL錐形瓶，分別加入濃度為100 μg/L的砷標液2.50 mL加入量為5.00 μg/L(以消解液定容至50 mL計算)后采用與(1.2)步驟相同方式進行樣品處理后測得濃度扣除濾筒空白樣濃度后計算精密度。

2.6 加標回收測定

由于廢氣筒排放的濃度均勻性不一，兩次采集到的樣品難以獲得相同濃度，故選取空白濾筒加標的方式測定回收率。選取同一批號的空白濾筒3個剪碎至3個50 mL錐形瓶，分別加入濃度為100 μg/L的砷標液1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL；加標量為2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L(以消解液定容至50 mL計算)；采用與(2.2)步驟相同方式進行樣品處理后測得濃度扣除濾筒空白樣濃度后計算回收率。

3 結(jié)果與討論

(1)用空白玻璃纖維濾筒加入5.00 μg/L砷標準溶液測得值扣除空白樣濃度后計算出的精密度RSD為1.4%,如表1所示。

表1 空白濾筒加入相同砷標液測得的精密度

(2)用空白玻璃纖維濾筒加入2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L砷標準溶液測得值扣除空白樣濃度后計算出的回收率如表2所示。

表2 空白濾筒加入不同砷標液的回收率

4 結(jié)語

(1)錐形瓶置于石棉網(wǎng)上加熱消解，通過多次加酸保持酸量即保證消解力度也可防止濾渣飛濺，用超聲波清洗與離心代替中速定量洗滌過濾可以避免人為對消解殘渣清洗均勻程度不一、不完全、濾紙本底過高帶來的正干擾。

(2)通過樣品消解方法的改進后，從實驗結(jié)果得出用超聲波清洗與離心代替中速定量洗滌過濾能得到較好的回收率、精密度，完全滿足《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》(2007年第四版增補版)方法中86%～98%參考范圍。

(3)石棉網(wǎng)、超聲波清洗器、離心機均是實驗室常規(guī)儀器，易于購得，操作簡單。

ImprovementoftheDissolutionofArsenicanditsCompoundsinExhaustFilters

Yang Chao1,Liu Hongfang1,Yang Danqing1,Chen Chao1,Wu Shuibing2

(1.JiaxingEnvironmentalMonitoringStation,Jiaxing,Zhejiang, 314000,China; 2.JiaxingSolidWasteDisposalCo.,Ltd.,Jiaxing,Zhejiang, 314201,China)

Abstract: The glass fiber filter cartridge sample collected by the organized exhaust gas recommended by the Air and Exhaust Gas Monitoring and Analysis Method (2007 fourth edition supplement) was heated in the iron plate heating digestion process and the filter paper washing filter was carried out. The conical bottle is heated with asbestos on the net so that it is evenly heated and the acid is maintained in multiple times in the form of adding acid to avoid splattering of the filter residue. The combination of ultrasonic cleaner and centrifuge can replace filter paper, which can avoid the loss of arsenic in the process of Pre-treatment. The recovery rate was 90 ～ 96 % and the precision was 1.4 %.The results were satisfactory.

Keywords: Atomic Fluorescence Spectrometry(AFS);arsenic and its compounds;asbestosed wire gauze;filter paper;supersonic cleaner; centrifugal machine