原子吸收光譜法測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)測中心， 石家莊 050037)

原子吸收光譜法測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)測中心， 石家莊 050037)

本文用原子吸收光譜法直接測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)硝酸消解后測定。對國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(200926)進行測定，測定結(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%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.2%～1.9%，具有簡單、快速、準(zhǔn)確等特點。

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)、生活和其它活動中產(chǎn)生的喪失原有利用價值或者雖未喪失利用價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)。固體廢棄物對水具有滲透性。當(dāng)雨水、地表水或自身所含水通過固體廢棄物時，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、且通過土壤滲透最終進入地下水系，造成地下水的污染[1-3]。原子吸收法[4]測定重金屬具有省時、省力、測定準(zhǔn)確度高等特點，火焰原子吸收光譜法[5]測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 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

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

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

(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)，介質(zhì)為H2O；超純水(電阻≥18.2MΩ·cm)；優(yōu)級純試劑硝酸；所有玻璃器皿及容器均經(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

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

表1 直接火焰法測定的儀器工作條件

1.3 實驗方法

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)過預(yù)備實驗后，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標(biāo)準(zhǔn)工作液進行測試，化學(xué)工作站自動繪制校準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

按試驗方法對Cr、Cu、Pb、Cd、Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進行測定，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)測定7次，根據(jù)測定結(jié)果計算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，按下式計算方法檢出限：

MDL=S·t(n-1,0.99)

式中，MDL表示方法檢出限，n表示樣品平行測定的次數(shù)，t表示自由度為(n-1)、置信度為99%時的t值，S表示n次平行測定的標(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

按照選取好的實驗條件對樣品進行重金屬的測定，同一份樣品平行測定7次，計算實驗結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。測定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

實驗采用加標(biāo)回收法測定方法的準(zhǔn)確度。按上述方法測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)溶液進行加標(biāo)回收試驗，按照上述工作條件用火焰原子吸收法分析其重金屬含量，計算回收率，測定結(jié)果見表3。同時對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行測定，測定結(jié)果見表4。

表3 加標(biāo)回收實驗 單位：mg/L

表4 國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)200926測定結(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，必要時可以稀釋測定。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定，從線性關(guān)系、精密度、加標(biāo)回收率、方法檢出限以及國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗證的測試結(jié)果表明，該方法具有測量準(zhǔn)確度高、數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點，且操作簡單、快速，可用于固體廢物浸出毒性的測定。

[1] GB 5085.7-2007危險廢物鑒別標(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 EPA的實驗室測定 (待續(xù) )[J].干旱環(huán)境監(jiān)測，2001，15(4)：224-230.

[3] 國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會. 水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版增補版)[M]. 北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

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

[5] HJ 749-2015固體廢物 總鉻的測定 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)測分析工作。E-mail:896040983@qq.com