石墨消解-原子熒光法測定固體廢棄物浸出液中的總汞

孫金麗，施振宇，高云瑞

江蘇省環境監測中心國家環境保護地表水環境有機污染物監測分析重點實驗室，江蘇南京 210036

固體廢物是指人類在生產過程和社會生活活動中產生的不再需要或沒有利用價值而被遺棄的固體或半固體物質，主要包括城市生活垃圾、農業廢棄物和工業廢渣等。國家標準GB 5085.7-2007中規定了危險廢物的鑒別程序和鑒別規則，其中固體廢物浸出液中重金屬汞的鑒別是重要指標之一。

本文采用HJ/T299-2007 《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》來提取固體廢物浸出液，用石墨消解儀對固體廢物浸出液樣品進行消解，用原子熒光分光光度計對消解液中總汞進行測定，分析結果令人滿意。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

所用玻璃器皿先在20%硝酸溶液中浸泡過夜，再用自來水沖洗，最后用去離子水蕩洗晾干備用。

1.1.1 儀器

1）R-Agitator翻轉式振蕩器（美國Milipore公司）；

2）ED36石墨消解儀50mL 聚丙烯消解管（LabTech公司）；

3）XW-80A微型旋渦混合儀（上海滬西分析儀器廠）；

4）AFS-230E型雙道原子熒分光光度計（北京海光儀器公司）。

1.1.2 試劑

全部實驗用水均為18.23MΩ去離子水。

1）濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸及氫氧化鈉為優級純；2）固定液：稱取0.5 g重鉻酸鉀（優級純），溶解于1000mL 硝酸溶液（1+19）中；3）汞標準溶液標準值：100±2mg/L，編號：103005，20mL安瓿瓶裝，國家環境保護部標準樣品研究所；4）汞標準使用液100μg/L：臨用前用，用固定液對100mg/L汞標準深液逐級稀釋；5）5%KMO4溶液：稱取50g KMO4（優級純），溶于水并稀釋至1L；6）5%K2S2O8溶液：稱取50g K2S2O8（分析純），溶于水并稀釋至1L；7）20%鹽酸羥銨溶液：稱取20g鹽酸羥銨（分析純）溶于水并稀釋至100mL；8）載液（V/V）：5%鹽酸（優級純）；9）2%堿性硼氫化鉀溶液：稱取5g氫氧化鈉（優級純）溶于300mL 蒸餾水中，再稱取20g硼氫化鉀（分析純）溶于上述溶液中，最后用蒸餾水定容至1000mL。

1.1.3 儀器條件

PMT負高壓280V，原子化器高度為10mm，空心陰極燈電流為15mA，載氣氬流速：300mL/min，屏蔽氣流量900mL/min。測量方式：標準曲線法；讀數方式：峰面積計數。其它參見使用手冊[1]。

1.2 實驗方法

1.2.1 固廢浸出液的提取

按照HJ/T299-2007標準《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》，使用翻轉式振蕩器，在室溫條件下以30r/min連續振蕩18h，靜置[2]。

1.2.2 浸出液的預處理

量取10.00mL浸出液（可根據汞的濃度調整取樣量）于消解管中，加水定容至25mL，分別加入1.00mL（1+1）硫酸（優級純）、0.50mL（1+1）硝酸（優級純）、 2.00mL 5%KMO4溶液、2.00mL 5%K2S2O8溶液，在旋渦混合儀上混勻，充分反應15min。如果樣品不能維持紫色，需添加2.00mL 5% KMO4溶液。石墨消解儀溫度設為100℃±5℃。將樣品放在石墨消解儀上消解2h后，移開樣品，冷卻到室溫。將消解管放在旋渦混合儀上逐滴加入20%鹽酸羥銨溶液，使紫色褪去，用去離子水稀釋至50mL標線，搖勻，靜置。同時做空白試驗。

1.2.3 實驗步驟

1）吸取濃度為100μg/L汞標準使用液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、5.00mL分別置于50mL消解管中，加去離子水定容至25mL，所加試劑與消解方法同（2.2.2）浸出液的預處理。制成濃度分別為0.00μg/L、1.00μg/L、2.00μg/L、4.00μg/L、8.00μg/L、10.00 μg/L的汞標準系列溶液；

2）標準曲線和樣品的測定：開啟原子熒光分光光度計，點火，按（2.1.3）設置參數，預熱至儀器穩定。按設置的進樣位置分別將標準溶液和樣品置于自動進樣器上，測得各標準溶液和樣品的熒光強度，儀器自動繪制校準曲線，并自動計算固廢浸出液中汞濃度。

2 結果與討論

2.1 標準曲線的繪制

按選定的儀器工作條件對汞標準溶液和樣品進行測定，測量結果見表1，校準曲線方程為I f=382*C-6.74（I f為原子熒光強度），r=0.9999。

表1

表1數據表明：汞在0μg/L～10.00μg/L濃度范圍內線性良好。

2.2 檢出線

根據儀器給定的檢出限測定程序，連續測定消解后的標準空白液和標準系列的熒光信號，儀器自動算出本方法的檢出限為 ：0.02μg/L。

2.3 精密度

分別對濃度為1.55μg/L的固廢樣品和濃度為4.00μg/L的標準樣品消解后進行重復測定11次，測定結果見表2。

表2

由表2可見：二個樣品測量的相對標準偏差皆小于5%。

2.4 準確度

準確移取兩份已知濃度的固廢浸出液樣品各10.00mL，依次進行加標回收實驗，前處理與樣品相同，測得樣品加標回收率實驗結果見表3。

表3

2.00 2.34 91.52.00 2.50 99.52.00 2.56 1032.00 2.45 97.02.00 2.30 89.50.514.00 5.44 97.54.00 5.68 1044.00 5.56 1014.00 5.33 94.84.00 5.50 99.01.54

表3顯示：樣品的加標回收率在89.5%～104%之間。

3 結論

原子熒光法測汞的過程中消解效果的好壞直接影響實驗的結果。本方法研究采用石墨消解法對樣品和試劑用量進行優化。操作過程中使用旋渦混合儀，能有效避免由操作不當引起消解管中溶液濺出造成的損失，同時使樣品混合均勻、反應完全。同時樣品消解后直接在消解管中定容減少了樣品在轉移過程中的損失。實驗結果表明：采用石墨消解法對固體廢物浸出液進行消解，操作方法簡便，儀器使用成本低；用原子熒光法測定消解液中的汞檢出限低、測量范圍寬、重復性好，完全可以滿足固廢浸出液中總汞的測定要求。

[1]北京海光儀器公司.AFS-230E原子熒光光度計使用手冊[R].北京海光儀器公司，2005.

[2]HJ/T299-2007標準.固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法.