廢氣濾筒中砷及其化合物樣品消解的改進(jìn)

楊 超，柳洪方，楊丹青，陳 超，吳水兵

(1.嘉興市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，浙江 嘉興 314000；2.嘉興市固體廢物處置有限責(zé)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(guò)呼吸道和人體皮膚接觸進(jìn)入人體，在人體內(nèi)產(chǎn)生富集難于排出體外，對(duì)人的生命健康造成威脅，嚴(yán)重時(shí)可產(chǎn)生急性砷中毒。隨著浙江省“五氣共治”的宣傳和推進(jìn)，已引起社會(huì)與環(huán)保主管部門(mén)對(duì)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(méi)有專(zhuān)門(mén)的環(huán)境分析標(biāo)準(zhǔn)，基本以《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》(2007年第四版增補(bǔ)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(duì)濾筒完全消解，形成的塊狀或粘稠物加熱過(guò)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(guò)中速定量濾紙反復(fù)洗滌過(guò)濾，不僅耗時(shí)而且存在洗滌不完全造成測(cè)定值偏低，若定量濾紙砷本底較高就有可能給測(cè)定結(jié)果帶來(lái)偏差。出于這方面的考慮通過(guò)錐形瓶置于石棉網(wǎng)上加熱消解，消解過(guò)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(duì)濾筒消解后的粘稠物進(jìn)行清洗和沉淀方法替代濾紙洗滌過(guò)濾，降低隨機(jī)誤差，獲得較為理想的回收率、精密度。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要儀器與試劑

AFS-9130原子熒光光度計(jì)、可調(diào)溫電熱板、超聲波清洗器、離心機(jī)；硝酸、高氯酸、鹽酸均為優(yōu)級(jí)純，砷標(biāo)準(zhǔn)液市場(chǎng)自購(gòu)，玻璃器具用30%硝酸浸泡24 h。

2.2 分析條件

儀器負(fù)高壓270 V、屏蔽氣1000 mL/min、電流60 A、延時(shí)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(dāng)消解液接近近干時(shí)立刻加入5 mL硝酸繼續(xù)消解，重復(fù)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(jī)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(fù)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(cè)。

2.4 空白樣

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

2.5 精密度測(cè)定

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

2.6 加標(biāo)回收測(cè)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(biāo)的方式測(cè)定回收率。選取同一批號(hào)的空白濾筒3個(gè)剪碎至3個(gè)50 mL錐形瓶，分別加入濃度為100 μg/L的砷標(biāo)液1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL；加標(biāo)量為2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L(以消解液定容至50 mL計(jì)算)；采用與(2.2)步驟相同方式進(jìn)行樣品處理后測(cè)得濃度扣除濾筒空白樣濃度后計(jì)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(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)得值扣除空白樣濃度后計(jì)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(biāo)液測(cè)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(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)得值扣除空白樣濃度后計(jì)算出的回收率如表2所示。

表2 空白濾筒加入不同砷標(biāo)液的回收率

4 結(jié)語(yǔ)

(1)錐形瓶置于石棉網(wǎng)上加熱消解，通過(guò)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(guò)濾可以避免人為對(duì)消解殘?jiān)逑淳鶆虺潭炔灰弧⒉煌耆V紙本底過(guò)高帶來(lái)的正干擾。

(2)通過(guò)樣品消解方法的改進(jìn)后，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出用超聲波清洗與離心代替中速定量洗滌過(guò)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(cè)分析方法》(2007年第四版增補(bǔ)版)方法中86%～98%參考范圍。

(3)石棉網(wǎng)、超聲波清洗器、離心機(jī)均是實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器，易于購(gòu)得，操作簡(jiǎn)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