ICP法同時測定固體廢物浸出液中多種金屬元素

馮麗萍 陳泓霖 張志君 楊 靜

(衡陽市環(huán)境監(jiān)測站，湖南 衡陽 421001)

ICP法同時測定固體廢物浸出液中多種金屬元素

馮麗萍 陳泓霖 張志君 楊 靜

(衡陽市環(huán)境監(jiān)測站，湖南 衡陽 421001)

采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定固體廢物浸出液中銅、鋅、鈹、鎳、總鉻、鉛、鎘7種金屬元素含量。分析了方法的檢出限、精密度和準(zhǔn)確度等質(zhì)量控制參數(shù)。在優(yōu)化了儀器條件下，7種重金屬的方法檢出限為0.0008～0.007mg/L，加標(biāo)回收率在85.0%～110%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.90%～6.66%。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜；固體廢物浸出液；金屬元素

固體廢物由于其毒性特點，未經(jīng)處置的話一些有毒有害金屬元素會污染土壤并通過食物鏈在生物體內(nèi)富集，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境[1]。而固體廢物浸出液的成分很復(fù)雜，要進行多元素同時分析，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜是常用手段之一[2-3]。本文采用HJ/T 299-2007《固體廢物 進出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》以硫酸硝酸浸提液浸提固體廢物，過濾后的浸提液經(jīng)硝酸消解，采用ICP法同時測定固體廢物浸出液中銅、鋅、鈹、鎳、總鉻、鉛、鎘7種金屬元素含量，方法的準(zhǔn)確度和精密度較好，檢出限能達到HJ781-2016《固體廢物 22種金屬元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》的要求。

1 實驗部分

1.1 儀器

Agilent 710 ICP-OES電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，超純水儀，電子天平，翻轉(zhuǎn)振蕩器，2L具內(nèi)蓋和旋蓋的聚四氟乙烯瓶，溫控電熱板，100mL聚四氟乙烯坩堝，抽濾裝置，0.45μm微孔濾膜。

1.2 試劑與材料

銅、鋅、鈹、鎳、總鉻、鉛、鎘等混合標(biāo)準(zhǔn)液(GSB 04-1767-2004)100mg/L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心，使用前用1%硝酸逐級稀釋配制成相應(yīng)濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)使用溶液；硝酸(工藝超純)；硫酸(工藝超純)；浸提液(將質(zhì)量比為2∶1的濃硫酸和濃硝酸混合液加入到試劑水(1L水約2滴混合液中，使pH為3.20±0.05)；試驗用水為超純水(電阻率為18.25MΩ·cm)；高純氬氣(>99.99%)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

準(zhǔn)確吸取適量各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，以1%硝酸逐級稀釋配制成0、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0、10.0mg/L的銅、鋅、鈹、鎳、總鉻、鉛、鎘混合標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。

1.4 儀器工作條件

按照儀器標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，經(jīng)過條件優(yōu)化，本實驗選擇的儀器條件為：高頻功率為1.20kW，等離子氣流量為15.0L/min，輔助氣流量1.50L/min，霧化器壓力200kPa，一次讀數(shù)時間5s，儀器穩(wěn)定延時5s，進樣延時10s，清洗時間5s，泵速15rpm，讀數(shù)次數(shù)3次。

1.5 樣品前處理

采集回來的固體廢物，根據(jù)HJ/T20-1998和HJ/T299-2007用人工方法研磨，再通過9.5mm孔徑的篩子進行篩分，用人工轉(zhuǎn)堆法使過篩后的樣品充分混合以達到均勻分布。稱取100g樣品，置于2L聚四氟乙烯提取瓶中，根據(jù)前期測定的含水率，按照固液比為1：10的要求計算浸提液的體積，并加入對應(yīng)的提取瓶中，蓋好蓋子固定在翻轉(zhuǎn)振蕩儀中，以30r/min的速度，在23±2℃的條件下，振蕩18小時，靜置6h后過0.45um濾膜抽濾，濾液保存?zhèn)溆?。量取過濾后的浸出液樣品50.0mL于100ml聚四氟乙烯坩堝中，加入5.0ml濃硝酸，在電熱板上180℃加熱2小時至溶液澄清透亮，再用1%硝酸溶液淋洗坩堝，將淋洗液全部轉(zhuǎn)移至50ml比色管中，用1%硝酸溶液定容至標(biāo)線，混勻待測。同時做全程序空白實驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性關(guān)系及方法檢出限

在上述儀器工作條件下，把已配制好的標(biāo)準(zhǔn)系列使用液進行分析測試，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，儀器信號響應(yīng)值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表1。根據(jù)HJ 168-2010的要求用空白浸出液經(jīng)消解后連續(xù)7次進樣ICP，記錄其濃度值(如果空白浸出液中未檢測出目標(biāo)物質(zhì)，則對濃度估計為方法檢出限2-5倍的樣品進行7次平行測定)計算7次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，通過公式：檢出限=t(n-1，0.99)×S，計算得出7種元素的檢出限見表1。(平行測定次數(shù)為7，自由度為6，t(n-1，0.99) 值為3.143)。由表1可知，銅、鋅、鈹、鎳、總鉻、鉛、鎘濃度在0～10.0mg/L范圍內(nèi)，線性關(guān)系好，相關(guān)系數(shù)都大于0.999；方法測定的檢出限比標(biāo)準(zhǔn)HJ 781-2016規(guī)定的檢出限低，滿足分析方法的要求。

表1 各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限及線性范圍

2.2 方法準(zhǔn)確度檢驗

取1個已經(jīng)測定含水率過篩后的固體廢物樣品，稱取100g固體廢物樣品，根據(jù)固液比1∶10翻轉(zhuǎn)振蕩浸泡提取，浸出液經(jīng)抽濾消解后進行本底值測定。用9根50ml比色管分別取同一個固廢浸出液50mL，在其中3根比色管中加入0.10毫升10mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，另外3根比色管中加入0.10毫升100mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在最后3根比色管中加入0.50毫升100mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定加標(biāo)回收率。本底值及加標(biāo)結(jié)果為3個平行樣的平均值，見表2。三個不同濃度的加標(biāo)實驗，7種元素的加標(biāo)回收率在85.0%～110%之間，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 各元素加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.3 實際樣品分析及方法精密度檢驗

取一個已經(jīng)測定含水率過篩后的固體廢物樣品，稱取100g固體廢物樣品，根據(jù)固液比1∶10翻轉(zhuǎn)振蕩浸泡提取，浸出液經(jīng)抽濾消解后測定7種金屬元素含量。同時做6個平行樣。測定結(jié)果見表3。由表3可知：7種待測元素的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.90%～6.66%之間，本方法有較高的精密度。實際固體廢物樣品浸出液中鈹未檢出，其余6種元素測定結(jié)果都遠低于GB5085.3-2007的濃度限值。

表3 固體廢物浸出液中7種元素測定結(jié)果(單位：mg/L)

3 結(jié) 論

用硫酸硝酸法對固體廢物樣品進行浸提，過濾后的浸提液經(jīng)硝酸消解，采用ICP法同時測定固體廢物浸出液中銅、鋅、鈹、鎳、總鉻、鉛、鎘7種金屬元素含量，方法的準(zhǔn)確度和精密度較好，檢出限能達到HJ781-2016《固體廢物 22種金屬元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》的要求。該方法具有檢出限低，準(zhǔn)確度和精密度高，分析速度快，可操作性強等特點，可滿足固體廢物中浸出液中高低含量多種金屬元素同時分析的要求。

[1]鐘躍漢，王利華，孫友寶，姚勁挺，黃濤宏.ICP-AES法測定固體廢物中22種金屬元素的含量[J].環(huán)境化學(xué)，2016，35(9)：1974-1976.

[2]王霞，張祥志，陳素蘭.ICP-AES同時測定固體廢物浸出液中鋇、鈹、鎘、鉻、銅、鎳、鉛和鋅 [J].光譜實驗室，2009，26(6)：1445-1448.

[3]董旭輝，孫文舜，李國剛，齊文啟.ICP-AES光譜法同時測定固體廢物浸出液中的多種金屬元素[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，1995，9(2)：69-74.

Simultaneous Determination of Various Metal Elements in Solid Waste Leaching Solution by ICP

FENG Liping CHEN Honglin ZHANG Zhijun YANG Jing

( Hengyang Environmental Monitoring Station，Hunan Hengyang 421001，China)

The contents of seven kinds of metal elements in Cu，Zn，Mn，Ni，TCr，Pb and Cd of solid waste leachate were determined by ICP. The quality control parameters such as detection limit，precision and accuracy of the method are analyzed. Under the optimized conditions，the detection limits of the seven heavy metals were 0.0008～0.007mg/L，and the recoveries were between 85.0 and 110%，and the relative standard deviations were 2.90%～6.66%。

ICP；solid waste leaching solution；metal element

馮麗萍，碩士，工程師，主要從事環(huán)境污染物的監(jiān)測

X21

A

1673-288X(2017)02-0101-03

引用文獻格式：馮麗萍 等.ICP法同時測定固體廢物浸出液中多種金屬元素[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(2)：101-103.