微波消解-原子吸收法测定固体废弃物粉煤灰中的铜、钼、镍和铍含量

第３３卷第２期２０１４年２月环境化学ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＣＨＥＭＩＳＴＲＹＶｏｌ．３３，Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１４微波消解⁃原子吸收法测定固体废弃物粉煤灰中的铜、钼、镍和铍含量李志华１詹松１孙友宝２黄涛宏２吴思邈３（１．岛津企业管理（中国）有限公司广州分析中心，广州，５１１０１０；２．岛津企业管理（中国）有限公司上海分析中心，上海，２０００５２；３．上海大学环境与化学工程学院，上海，２００４４４）粉煤灰是燃煤电厂以及煤矸石、煤泥资源综合利用电厂锅炉烟气经除尘器收集后获得的细小飞灰和炉底渣［１］．粉煤灰是悬浮颗粒物的主要来源，也是会对地表水和地下水造成污染的有害元素的来源之一．铍进入人体后，难溶的氧化铍主要储存在肺部，可引起肺炎．可溶性的铍化合物主要储存在骨骼、肝脏、肾脏和淋巴结等处，它们可与血浆蛋白作用，生成蛋白复合物，引起脏器或组织的病变而致癌．镍作为一种具有生物学作用的元素，能激活或抑制一系列的酶．镍及其化合物对人皮肤粘膜和呼吸道有刺激作用，可引起皮炎和气管炎．过多的铜进入体内可出现恶心、呕吐、上腹疼痛、急性溶血和肾小管变形等中毒现象．钼对眼睛、皮肤有刺激作用，部分接触者出现尘肺病变，有自觉呼吸困难、全身疲倦、头晕、胸痛、咳嗽等［３⁃４］．根据《ＧＢ８１７３⁃８７农用粉煤灰中污染物控制标准》［２］中的限值要求：铜、镍、钼的限值要分别低于２５０、２００、１０ｍｇ·ｋｇ－１，２０１３年７月份新推出的征求意见稿《固体废物铍、镍、铜、钼的测定———石墨炉原子吸收分光光度法》［３］和《固体废物铍、镍、铜、钼的测定———火焰原子吸收分光光度法》［４］两项标准也重点指出了铜、镍、钼、铍的检测方法．本文参照“十二五”环境标准，采用微波消解⁃原子吸收法测定了粉煤灰中的铜、镍、钼和铍含量．１实验部分１．１仪器试剂及分析参数岛津ＡＡ⁃６８８０原子吸收分光光度计．实验所用器皿包括玻璃器皿和聚四氟乙烯容器（３０％硝酸浸泡２４ｈ）；实验所用硝酸为优级纯试剂，实验用水为超纯去离子水．配制４种元素的一系列标准溶液，开机待仪器稳定后，按表１和表２中的仪器工作条件，标准曲线法计算．表１火焰法工作条件元素波长／ｎｍ火焰类型燃烧头高度／ｍｍ点灯方式狭缝／ｎｍ灯电流／ｍＡ燃气流量／（Ｌ·ｍｉｎ－１）助燃气流量／（Ｌ·ｍｉｎ－１）Ｃｕ３２４．８Ａｉｒ⁃Ｃ２Ｈ２７ＢＧＣ⁃Ｄ２０．７８１．８１５．０Ｎｉ２３２．０Ａｉｒ⁃Ｃ２Ｈ２７ＢＧＣ⁃Ｄ２０．２１２１．６１５．０Ｂｅ２３４．９Ｎ２Ｏ⁃Ｃ２Ｈ２１１ＢＧＣ⁃Ｄ２０．７１６７．０１１．０表２石墨炉法工作条件元素波长／ｎｍ狭缝／ｎｍ点灯方式灯电流／ｍＡ干燥温度／℃时间／ｓ灰化温度／℃时间／ｓ原子化温度／℃时间／ｓ清洁温度／℃时间／ｓＭｏ３１３．３０．２ＢＧＣ⁃Ｄ２１０２５０３３１２００３２８００３２８５０２注：测定时，加入５μＬ浓度为１００ｍｇ·Ｌ－１的硝酸钯＋硝酸镁为基体改进剂．１．２样品前处理将粉煤灰置于１２０℃烘箱里干燥１ｈ左右，冷却至室温．精确称量０．５ｇ粉煤灰于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入５ｍＬ硝酸、３ｍＬ氢氟酸和２ｍＬ盐酸，消解结束之后冷却至室温，然后加入４ｍＬ高氯酸再运行一个微波消解过程．两次微波消解的程序：升温阶段：时间１５ｍｉｎ，温度２１０℃；恒温阶段：时间３０ｍｉｎ，温度２１０℃．样品消解结束之后，将样品转移到聚四氟乙烯烧杯中，将烧杯置于加热板上，于１８０℃的温度下加热赶酸至烧杯内液体近干后，以１％硝酸定容于５０ｍＬ容量瓶内，过滤残渣待测．按照上述步骤做样品空白实验．２期李志华等：微波消解⁃原子吸收法测定固体废弃物粉煤灰中的铜、钼、镍和铍含量３７３２结果与讨论２．１标准曲线及方程式依照表３配制４种元素的不同浓度标准溶液，以测得的吸光度值为纵坐标，浓度为横坐标，得标准曲线．在相应的浓度范围内，４种检测元素的吸光度与浓度有着良好的线性关系，相关系数为ｒ＝０．９９９１—０．９９９８．表３各元素标准曲线浓度元素浓度Ｃｕ／（ｍｇ·Ｌ－１）００．１０．５１．０２．０Ｎｉ／（ｍｇ·Ｌ－１）００．１０．５１．０２．０Ｂｅ／（ｍｇ·Ｌ－１）００．１０．２０．５１．０Ｍｏ／（μｇ·Ｌ－１）０５．０１０．０２０．０２．２方法检出限按照实验方法，对空白溶液重复测定１１次，根据３倍的标准偏差除以标准曲线斜率求得各元素的检出限，结果如下：Ｃｕ０．００６ｍｇ·Ｌ－１，Ｎｉ０．００５ｍｇ·Ｌ－１，Ｍｏ０．８５μｇ·Ｌ－１，Ｂｅ０．００５ｍｇ·Ｌ－１．２．３样品检测、加标回收率和精密度粉煤灰消解定容后按照表１和表２中条件检测，得样品中４种元素含量；粉煤灰加标后，以同样的方法前处理后检测得加标后含量，并计算加标回收率和精密度．表４样品分析、加标回收率和精密度元素粉煤灰加标前加标量加标后回收率／％ＲＳＤ／％样品分析测定结果／（ｍｇ