全自動流動注射分析儀測定固體廢物中揮發酚

陳澤炫,胡丹心,石燕麗,甄梓豪,徐展輝,陸春霞

(1.中國廣州分析測試中心 廣東省化學危害應急檢測技術重點實驗室,廣州510070; 2.廣州市環境監測中心,廣州510070)

固體廢物是指人類在生產建設、日常生活和其他活動中產生的,且在一定時間和地點無法利用而被丟棄的污染環境的固體、半固體廢棄物質[1]。酚類化合物是重要的化工原料之一,廣泛存在于石化、印染、農藥等行業,對一切生命體均能產生毒害作用,因此,對水、土壤、沉積物、固體廢物中此類化合物的檢測顯得尤為重要[2-4]。

目前國內沒有關于固體廢物中揮發酚的測定標準方法。依據HJ 557－2010《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》和CJ/T 221－2005《城市污水處理廠污泥檢驗方法》,本工作提出了用水振蕩浸提固體廢物樣品,并參考了HJ 998－2018《土壤和沉淀物 揮發酚的測定4-氮基安替比林分光光度法》和HJ 825－2017《水質 揮發酚的測定 流動注射-4-氨基安替比林分光光度法》等分析方法,利用全自動流動注射分析儀測定浸提液中揮發酚的含量,討論了振蕩頻率與振蕩時間對揮發酚回收率的影響。

本方法將水振蕩提取處理固體廢物樣品與全自動流動注射分析儀相結合,能夠極大地提高固體廢物樣品中揮發酚的檢測效率,具有靈敏度高、精密度好的特點。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

BDFIA-8000型全自動流動注射分析儀;SHABA型水平振蕩器;500 mL全玻璃蒸餾器。

揮發酚標準儲備溶液:1 000 mg·L－1。

揮發酚標準溶液:10.0 mg·L－1,移取10.0 mL揮發酚標準儲備溶液于1 L容量瓶中,用水定容,混合均勻。

4-氨基安替比林溶液:0.64 g·L－1,稱取4-氨基安替比林0.32 g于適量水中,用水稀釋至500.0 mL,混合均勻。

緩沖溶液:稱取3.75 g氯化鉀、3.1 g硼酸和2.0 g鐵氰化鉀溶于適量水中,溶解后轉移至1 L容量瓶中,再加入1 mol·L－1氫氧化鈉溶液47 mL,調節pH為10.2,用水稀釋至刻度,混合均勻。

10%(體積分數,下同)磷酸溶液為蒸餾試劑,試驗用水為重蒸餾過的無酚水。

1.2 儀器工作條件

波長為500 nm;流通池為1 cm;清洗時間為20 s,進樣時間為140 s,進載流時間為60 s,到達閥時間為260 s。

1.3 試驗方法

稱取10.0 g固體廢物樣品置于500 mL廣口聚乙烯瓶中,加入250 mL水,放置在水平振蕩器上,以100 r·min－1的振蕩頻率水平振蕩15 min,靜置5 min,用定量濾紙過濾,收集濾液,按照儀器工作條件進行測定。

2 結果與討論

2.1 水平振蕩器的振蕩頻率及振蕩時間的選擇

試驗用石英砂替代固體廢物樣品,稱取石英砂10.0 g,加入100.0 mg·L－1的揮發酚標準溶液1.0 mL,得到質量分數為5.0 mg·kg－1的石英砂樣品,平行制備12個樣品。在振蕩時間相同的條件下,試驗考察了振蕩頻率分別為50,80,100,150 r·min－1時對揮發酚回收率的影響。結果發現:振蕩頻率分別為50,80,100,150 r·min－1時,揮發酚的回收率分別為74%,85%,91%,92%,說明水平振蕩頻率超過100 r·min－1時,揮發酚的回收率超過90%且趨于穩定。試驗選擇水平振蕩器的振蕩頻率為100 r·min－1。

設置水平振蕩器振蕩頻率為100 r·min－1,試驗進一步考察了振蕩時間分別為3,5,10,15,20 min時對揮發酚回收率的影響。結果發現:當振蕩時間大于等于10 min時,揮發酚的回收率大于85%,且趨于穩定。試驗選擇水平振蕩器的振蕩時間為10 min。

2.2 標準曲線與檢出限

用水將10.0 mg·L－1的揮發酚標準溶液逐級稀釋,配制質量濃度分別為5.0,10.0,25.0,50.0,100.0,200.0μg·L－1的揮發酚標準溶液系列,按照儀器工作條件對其進行測定。以揮發酚的質量濃度為橫坐標,與其對應的峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結果表明:揮發酚的線性范圍為5.0～200.0μg·L－1,線性回歸方程為y＝0.228 6x＋0.772 2,相關系數為0.999 8。

按照儀器工作條件對5.0μg·L－1的揮發酚標準溶液平行測定10次,計算標準偏差s,以3倍的標準偏差計算方法的檢出限(3s),結果為0.45μg·L－1。當固體廢物取樣量為10.0 g,浸提體積為250 mL時,計算出固體廢物樣品中揮發酚的檢出限為0.011 mg·kg－1。

2.3 精密度試驗

試驗選取樣品1＃(焦化廢水污水處理廠產生的固體廢物)、樣品2＃(鋼鐵廠含酚廢水池旁的固體廢物)和樣品3＃(明膠廠污水處理產生的固體廢物)為研究對象,按照試驗方法對其進行測定,每個樣品平行測定6次,計算測定平均值和測定值的相對標準偏差(RSD),結果見表1。

表1 精密度試驗結果(n＝6)Tab.1 Results of test for precision(n＝6)

2.4 回收試驗

為了考察該方法的適用性,試驗采用對樣品1＃、樣品2＃和樣品3＃進行加標回收試驗,計算揮發酚的測定平均值和回收率,結果見表2。

表2 回收試驗結果(n＝3)Tab.2 Results of test for recovery(n＝3)

2.5 方法比對

分別采用本法和行業標準HJ 998－2018中的4-氨基安替比林分光光度法對5個不同類別的固體廢物(樣品編號為4?！?＃)進行測定,計算兩種不同分析方法測定值的相對偏差,結果見表3。

表3 兩種不同分析方法的測定結果比較Tab.3 Comparison of results by 2 different analytical methods

由表3可知:兩種不同分析方法對固體廢物中揮發酚的測定結果基本一致,相對偏差均小于1%。

本方法具有高自動化、高靈敏度、精密度和加標回收率均滿足質量標準控制要求等特點,可為固體廢物中揮發酚快速測定提供新思路。