火焰原子吸收光普法测定废气中铅的研究

向德余 张涌飞

（东莞市大成环境检测有限公司，广东 东莞 523122）

前言：铅是一种能在人类和牲畜体内长期积累的金属，不易排出体外。铅侵犯神经系统后，出现失眠、多梦、记忆减退、疲乏，进而发展为狂躁、失明、神志模糊、昏迷，最后因脑血管缺氧而死亡。在采矿、冶金、垃圾处理等生产过程中,均会向大气中排放出铅尘。所采集的污染源废气中铅的提取方法,通常有酸煮法和索氏提取法,这两种方法都存在着耗时长、耗溶剂量大、回收率低等缺点。同时超细玻璃纤维材质做成的滤筒,在酸煮过程中容易发生飞溅而造成样品损失,影响测定的准确度。本文参考环境空气中铅的消解测定方法,用国产超细玻璃纤维无胶滤筒作为采样测定材料,分别用微波消解和酸煮法对滤筒进行前处理,采用火焰原子吸收法测定废气中的铅。

一、实验部分

1.仪器与试剂

AAnalyst800型原子吸收光谱仪 (美国PE公司);MWS-3+微波消解器(德国BERGHOF公司);烟尘采样仪TH-880IV(武汉天虹智能仪表厂);超细玻璃纤维无胶滤筒:25mm×90mm(天津市东方绿色技术发展公司)。

1000mg/L铅标准储备液。硝酸(GR)。30%过氧化氢。

2.仪器工作条件

波长283.3nm;狭缝0.7mm;灯电流:10mA;火焰类型:空气-乙炔;气体流量:乙炔1.5L/min,空气1.28L/min;进样量:5ml/min;火焰高度:7cm。

3.样品采集

使用TH-880IV型烟尘测试仪,用超细玻璃纤维无胶滤筒,以20-30L/min流量对排铅烟道采样20-30min,使采样体积约为400L(标况)。

4.样品制备

微波消解法:分别将空白滤筒和采集到的含铅滤筒放入60ml微波消解罐中,依次加入10ml硝酸、3ml30%过氧化氢,用微波消解器在190℃下消解6min。

酸煮法:分别将空白滤筒和采集到的含铅滤筒放入250ml锥形瓶中,加入50ml(1+1)硝酸溶液,15ml30%过氧化氢,插入一小漏斗,在电热板上微沸1h后再小心滴加5ml过氧化氢,继续消煮2h。

消解样品冷却后用真空抽滤装置过滤,再用1%热稀硝酸冲洗数次。待滤液冷却后,转移至50ml容量瓶中,用蒸馏水定容至标线,同时做平行空白实验。

5.结果计算

在同一仪器条件下,分别对空白滤筒滤液、空白溶剂、含铅滤筒滤液进行分析,仪器直读法记录各样品的浓度值,用如下公式计算废气中的铅浓度。

铅(mg/m3)=[(C-COO-1/2CO)×50]÷Vnd×(Vt÷Va)

式中：C─测定时50.0ml样品溶液中铅浓度(mg/L);

COO─空白滤筒中铅浓度(mg/L);

CO─空白溶液中铅浓度(mg/L);

Vt─样品溶液定容总体积(ml);

Va─测定时所取样品溶液稀释后的体积(ml);

Vnd─标准状态下干废气的采样体积(ml)。

二、结果与讨论

1.标准曲线

取10ml储备液,配制成200mg/L的铅标准使用液,然后吸取不同体积的铅标准使用液,分别配制3条标准曲线,曲线溶液浓度分别为5.0,10.0,20.0,40.0mg/L。标准曲线的相关系数r均大于0.9990。

2.方法检出限

配制0.5mg/L的铅标准空白溶液12份,进行检出限测定,试验得出采样体积为400L时,铅的检出限为0.05mg/m3。

3.空白滤筒试验

对不同批次(4批)的16个滤筒,分别做空白试验,结果表明空白滤筒含铅量为0.9-2.8mg/L。由于空白滤筒含铅量较高,因此采样前滤筒应进行脱铅处理[即用(1+1)热硝酸浸泡3h,取出后在水中浸泡约10min,取出用水淋洗至近中性,烘干备用。

4.加标回收试验

在空白滤筒(经脱铅处理)中分别加入0.1,0.5,1.0mg铅标准储备液,干燥后分别以微波消解法和酸煮法消解滤筒,其回收率试验结果见表1。

表1 回收率试验结果

从表1可看出,微波消解法滤筒铅的回收率为92.8%-97.0%,较酸煮法滤筒铅的回收率(90.0%-93.0%)高。

5.精密度试验

由于污染源的排放浓度变化比较大,难以采集到平行样品,所以取6只空白滤筒(2组,经脱铅处理)各加入0.5mg铅标准储备液,分别用微波消解法和酸煮法消解滤筒,然后定容至50ml。其精密度试验结果见表2。

表2 精密度试验结果

从表2可看出,微波消解法和酸煮法的相对偏差基本一致。

6.实际样品分析

为考察方法的准确性,对某铅厂烧结系统机体出口的实际样品进行分析,分别对该系统I周期、II周期所采样品用微波消解、酸煮法进行处理,试验结果见表3。

表3 实际样品分析试验结果

从表3可看出,对于所采废气滤筒中铅的提取微波消解法与酸煮法的相对误差较小。

结论

微波消解法消解含铅滤筒具有试剂用量少操作简便，回收率高、精密度高，结果准确，快速高效的优点。通过实验当采样体积为400L时,滤筒中铅的检出限为0.05mg/m3微波消解--火焰原子吸收法测定滤筒中铅的回收率为92.8%-97.0%，微波消解--火焰原子吸收法测定滤筒中铅的相对偏差为2%，微波消解法具有消耗试剂少、效率高、速度快、结果准确等特点。

[1]郑丽霞.火焰原子吸收光谱法测定铅及铅合金中钠量、镁量[J].湖南有色金，2010.5.

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