石墨消解-電感耦合等離子體光譜法測(cè)定城市污泥中重金屬的應(yīng)用研究

＊吳玲 李健文 高興榮 辛維華 張宗明 汪蘋(píng)*

（1.國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)京誠(chéng)檢測(cè)有限公司 廣東 511400 2.深圳市威標(biāo)檢測(cè)技術(shù)有限公司 廣東 518000）

隨著我國(guó)城市數(shù)量和規(guī)模的迅猛發(fā)展，城市污水的排放量也在急劇的增加，源源不斷的城市污泥在污水凈化的過(guò)程中產(chǎn)生[1]。城市污水處理廠污泥中的重金屬含量較大，重金屬具有非常強(qiáng)的毒性和致癌性，同時(shí)還具有長(zhǎng)期性和不可逆轉(zhuǎn)性等特點(diǎn)[2]。因此，無(wú)論是直接排放還是資源化利用途徑，都必須清楚其重金屬等污染物含量。建立一種高效、準(zhǔn)確的重金屬檢測(cè)方法已經(jīng)迫在眉睫。

石墨消解法采用先進(jìn)的一體環(huán)繞加熱方式，樣品各部位受熱均勻，最大程度上防止了熱量的散失，消除了同一樣品不同部位的溫度差，兼具消解效率高、操作簡(jiǎn)單方便，適合大批量樣品處理等優(yōu)點(diǎn)，在樣品前處理過(guò)程中逐漸受到各大科研單位、檢測(cè)機(jī)構(gòu)的青睞[3-7]。本研究采用石墨消解法對(duì)城市污泥的前處理，ICP-OES同時(shí)測(cè)定消解液中12種元素，旨在建立一種簡(jiǎn)便、高效、準(zhǔn)確的城市污泥測(cè)定方法。

1.實(shí)驗(yàn)部分

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備。5110 VDV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（安捷倫科技有限公司）；CLXXXDIM2超純水儀（威立雅水處理技術(shù)有限公司）；BSA224S分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司），精細(xì)量程0.1mg～210g，最小分度值0.0001g；DS-360-56X石墨消解儀（廣州格丹納儀器有限公司）。

（2）實(shí)驗(yàn)試劑。市售ICP分析用GNM-M251925-2013多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，100μg/mL）；硝酸（優(yōu)級(jí)純，廣州化學(xué)試劑廠）；鹽酸（優(yōu)級(jí)純，廣州化學(xué)試劑廠）；污泥中多種元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（RMH-G011，東莞市恒準(zhǔn)標(biāo)物計(jì)量研究院有限公司）。

（3）樣品前處理。稱(chēng)取風(fēng)干、研磨、過(guò)篩后的污泥樣品0.25g（精確到0.1mg）于50mL帶刻度玻璃消解管中，加入1+1王水10mL，于石墨消解儀上消解（0.5h升溫至95℃，恒溫保持1.5h），稍冷后取下消解管，用純水定容至50mL，蓋塞搖勻，靜置澄清后于3天內(nèi)直接測(cè)定上清液。同時(shí)制備空白樣。

（4）工作曲線的繪制。取適量的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用2%硝酸溶液逐級(jí)稀釋至相應(yīng)的濃度，配置成如表1濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。

表1 標(biāo)準(zhǔn)使用溶液系列

（5）儀器測(cè)試條件。根據(jù)儀器性能調(diào)至最佳狀態(tài)，主要工作參數(shù)如表2所示。

表2 ICP-OES儀器主要工作參數(shù)

2.結(jié)果與討論

（1）線性關(guān)系及方法檢出限。以表1中各元素標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為各元素的線性回歸方程，以3倍11份空白溶液響應(yīng)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以斜率得到儀器檢出限，再根據(jù)取樣量（0.25g）和定容體積（50mL）計(jì)算方法檢出限，結(jié)果如表3所示。由表3可知，各元素在線性范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)均大于0.999，方法檢出限低。

表3 各元素線性方程及方法檢出限

（2）方法精密度實(shí)驗(yàn)。實(shí)際樣品和加標(biāo)模擬樣品的測(cè)定：按照分析步驟測(cè)定，實(shí)際樣品和兩組加標(biāo)模擬樣品共3個(gè)含量水平各6個(gè)平行樣，計(jì)算測(cè)定結(jié)果的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（見(jiàn)表4）。由表4可知，各元素RSD在0.47%～8.4%，精密度良好。

表4 精密度測(cè)試數(shù)據(jù)

（3）方法準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)。采用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實(shí)際樣品的加標(biāo)回收試驗(yàn)兩種方式進(jìn)行準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)。對(duì)有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)樣品平均值、相對(duì)誤差，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行6個(gè)平行的加標(biāo)回收測(cè)定，樣品含量、加標(biāo)量及加標(biāo)回收率數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。由表5、表6可知，各元素測(cè)定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值不確定范圍內(nèi)；加標(biāo)回收率在84.3%～110%，準(zhǔn)確度良好。

表5 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)試結(jié)果

表6 實(shí)際樣品加標(biāo)測(cè)試數(shù)據(jù)

3.結(jié)論

本文建立了石墨消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法快速測(cè)定污泥中12種元素的應(yīng)用研究，結(jié)果顯示各元素在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中線性良好，檢出限、精密度、準(zhǔn)確度良好，說(shuō)明該方法的實(shí)際應(yīng)用可行，可以用于城市污泥中多元素的快速測(cè)定。