ICP法同时测定固体废物浸出液中多种金属元素

冯丽萍 陈泓霖 张志君 杨 静

(衡阳市环境监测站，湖南 衡阳 421001)

ICP法同时测定固体废物浸出液中多种金属元素

冯丽萍 陈泓霖 张志君 杨 静

(衡阳市环境监测站，湖南 衡阳 421001)

采用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定固体废物浸出液中铜、锌、铍、镍、总铬、铅、镉7种金属元素含量。分析了方法的检出限、精密度和准确度等质量控制参数。在优化了仪器条件下，7种重金属的方法检出限为0.0008～0.007mg/L，加标回收率在85.0%～110%之间，相对标准偏差为2.90%～6.66%。

电感耦合等离子体发射光谱；固体废物浸出液；金属元素

固体废物由于其毒性特点，未经处置的话一些有毒有害金属元素会污染土壤并通过食物链在生物体内富集，严重危害生态环境[1]。而固体废物浸出液的成分很复杂，要进行多元素同时分析，电感耦合等离子体原子发射光谱是常用手段之一[2-3]。本文采用HJ/T 299-2007《固体废物 进出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》以硫酸硝酸浸提液浸提固体废物，过滤后的浸提液经硝酸消解，采用ICP法同时测定固体废物浸出液中铜、锌、铍、镍、总铬、铅、镉7种金属元素含量，方法的准确度和精密度较好，检出限能达到HJ781-2016《固体废物 22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》的要求。

1 实验部分

1.1 仪器

Agilent 710 ICP-OES电感耦合等离子体发射光谱仪，超纯水仪，电子天平，翻转振荡器，2L具内盖和旋盖的聚四氟乙烯瓶，温控电热板，100mL聚四氟乙烯坩埚，抽滤装置，0.45μm微孔滤膜。

1.2 试剂与材料

铜、锌、铍、镍、总铬、铅、镉等混合标准液(GSB 04-1767-2004)100mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心，使用前用1%硝酸逐级稀释配制成相应浓度的混合标准使用溶液；硝酸(工艺超纯)；硫酸(工艺超纯)；浸提液(将质量比为2∶1的浓硫酸和浓硝酸混合液加入到试剂水(1L水约2滴混合液中，使pH为3.20±0.05)；试验用水为超纯水(电阻率为18.25MΩ·cm)；高纯氩气(>99.99%)。

1.3 标准曲线配制

准确吸取适量各元素标准溶液于100mL容量瓶中，以1%硝酸逐级稀释配制成0、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50、1.0、10.0mg/L的铜、锌、铍、镍、总铬、铅、镉混合标准使用溶液。

1.4 仪器工作条件

按照仪器标准操作规程，经过条件优化，本实验选择的仪器条件为：高频功率为1.20kW，等离子气流量为15.0L/min，辅助气流量1.50L/min，雾化器压力200kPa，一次读数时间5s，仪器稳定延时5s，进样延时10s，清洗时间5s，泵速15rpm，读数次数3次。

1.5 样品前处理

采集回来的固体废物，根据HJ/T20-1998和HJ/T299-2007用人工方法研磨，再通过9.5mm孔径的筛子进行筛分，用人工转堆法使过筛后的样品充分混合以达到均匀分布。称取100g样品，置于2L聚四氟乙烯提取瓶中，根据前期测定的含水率，按照固液比为1：10的要求计算浸提液的体积，并加入对应的提取瓶中，盖好盖子固定在翻转振荡仪中，以30r/min的速度，在23±2℃的条件下，振荡18小时，静置6h后过0.45um滤膜抽滤，滤液保存备用。量取过滤后的浸出液样品50.0mL于100ml聚四氟乙烯坩埚中，加入5.0ml浓硝酸，在电热板上180℃加热2小时至溶液澄清透亮，再用1%硝酸溶液淋洗坩埚，将淋洗液全部转移至50ml比色管中，用1%硝酸溶液定容至标线，混匀待测。同时做全程序空白实验。

2 结果与分析

2.1 线性关系及方法检出限

在上述仪器工作条件下，把已配制好的标准系列使用液进行分析测试，以质量浓度为横坐标，仪器信号响应值为纵坐标绘制标准曲线，结果见表1。根据HJ 168-2010的要求用空白浸出液经消解后连续7次进样ICP，记录其浓度值(如果空白浸出液中未检测出目标物质，则对浓度估计为方法检出限2-5倍的样品进行7次平行测定)计算7次平行测定的标准偏差，通过公式：检出限=t(n-1，0.99)×S，计算得出7种元素的检出限见表1。(平行测定次数为7，自由度为6，t(n-1，0.99) 值为3.143)。由表1可知，铜、锌、铍、镍、总铬、铅、镉浓度在0～10.0mg/L范围内，线性关系好，相关系数都大于0.999；方法测定的检出限比标准HJ 781-2016规定的检出限低，满足分析方法的要求。

表1 各元素标准曲线、检出限及线性范围

2.2 方法准确度检验

取1个已经测定含水率过筛后的固体废物样品，称取100g固体废物样品，根据固液比1∶10翻转振荡浸泡提取，浸出液经抽滤消解后进行本底值测定。用9根50ml比色管分别取同一个固废浸出液50mL，在其中3根比色管中加入0.10毫升10mg/L混合标准溶液，另外3根比色管中加入0.10毫升100mg/L混合标准溶液，在最后3根比色管中加入0.50毫升100mg/L混合标准溶液，测定加标回收率。本底值及加标结果为3个平行样的平均值，见表2。三个不同浓度的加标实验，7种元素的加标回收率在85.0%～110%之间，符合标准要求。

表2 各元素加标回收率及相对标准偏差

2.3 实际样品分析及方法精密度检验

取一个已经测定含水率过筛后的固体废物样品，称取100g固体废物样品，根据固液比1∶10翻转振荡浸泡提取，浸出液经抽滤消解后测定7种金属元素含量。同时做6个平行样。测定结果见表3。由表3可知：7种待测元素的相对标准偏差在2.90%～6.66%之间，本方法有较高的精密度。实际固体废物样品浸出液中铍未检出，其余6种元素测定结果都远低于GB5085.3-2007的浓度限值。

表3 固体废物浸出液中7种元素测定结果(单位：mg/L)

3 结 论

用硫酸硝酸法对固体废物样品进行浸提，过滤后的浸提液经硝酸消解，采用ICP法同时测定固体废物浸出液中铜、锌、铍、镍、总铬、铅、镉7种金属元素含量，方法的准确度和精密度较好，检出限能达到HJ781-2016《固体废物 22种金属元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》的要求。该方法具有检出限低，准确度和精密度高，分析速度快，可操作性强等特点，可满足固体废物中浸出液中高低含量多种金属元素同时分析的要求。

[1]钟跃汉，王利华，孙友宝，姚劲挺，黄涛宏.ICP-AES法测定固体废物中22种金属元素的含量[J].环境化学，2016，35(9)：1974-1976.

[2]王霞，张祥志，陈素兰.ICP-AES同时测定固体废物浸出液中钡、铍、镉、铬、铜、镍、铅和锌 [J].光谱实验室，2009，26(6)：1445-1448.

[3]董旭辉，孙文舜，李国刚，齐文启.ICP-AES光谱法同时测定固体废物浸出液中的多种金属元素[J].干旱环境监测，1995，9(2)：69-74.

Simultaneous Determination of Various Metal Elements in Solid Waste Leaching Solution by ICP

FENG Liping CHEN Honglin ZHANG Zhijun YANG Jing

( Hengyang Environmental Monitoring Station，Hunan Hengyang 421001，China)

The contents of seven kinds of metal elements in Cu，Zn，Mn，Ni，TCr，Pb and Cd of solid waste leachate were determined by ICP. The quality control parameters such as detection limit，precision and accuracy of the method are analyzed. Under the optimized conditions，the detection limits of the seven heavy metals were 0.0008～0.007mg/L，and the recoveries were between 85.0 and 110%，and the relative standard deviations were 2.90%～6.66%。

ICP；solid waste leaching solution；metal element

冯丽萍，硕士，工程师，主要从事环境污染物的监测

X21

A

1673-288X(2017)02-0101-03

引用文献格式：冯丽萍 等.ICP法同时测定固体废物浸出液中多种金属元素[J].环境与可持续发展，2017，42(2)：101-103.