废气滤筒中砷及其化合物样品消解的改进

杨 超，柳洪方，杨丹青，陈 超，吴水兵

(1.嘉兴市环境保护监测站，浙江 嘉兴 314000；2.嘉兴市固体废物处置有限责任公司，浙江 嘉兴 314201)

1 引言

砷可以存在于废物(危废)焚烧废气微小颗粒物中，通过呼吸道和人体皮肤接触进入人体，在人体内产生富集难于排出体外，对人的生命健康造成威胁，严重时可产生急性砷中毒。随着浙江省“五气共治”的宣传和推进，已引起社会与环保主管部门对废气中重金属污染更加关注和重视。

目前废气有组织滤筒砷及其化合物还没有专门的环境分析标准，基本以《空气和废气监测分析方法》(2007年第四版增补版)中氢化物-原子荧光法为主，但玻璃纤维滤筒主要成分是SiO?并含有氧化硼，从而大大提高了玻璃纤维的耐热性能，氢化物-原子荧光法选用的高氯酸-硝酸混酸体系不能对滤筒完全消解，形成的块状或粘稠物加热过程中由于受热不均及消解酸量减少滤渣容易飞溅，后期需要通过中速定量滤纸反复洗涤过滤，不仅耗时而且存在洗涤不完全造成测定值偏低，若定量滤纸砷本底较高就有可能给测定结果带来偏差。出于这方面的考虑通过锥形瓶置于石棉网上加热消解，消解过程根据锥形瓶中样品剩余酸量采用多次加硝酸的形式始终保持一定酸量即保证消解力度也可防止滤渣飞溅，样品消解后引用超声波清洗与离心的方式对滤筒消解后的粘稠物进行清洗和沉淀方法替代滤纸洗涤过滤，降低随机误差，获得较为理想的回收率、精密度。

2 实验部分

2.1 主要仪器与试剂

AFS-9130原子荧光光度计、可调温电热板、超声波清洗器、离心机；硝酸、高氯酸、盐酸均为优级纯，砷标准液市场自购，玻璃器具用30%硝酸浸泡24 h。

2.2 分析条件

仪器负高压270 V、屏蔽气1000 mL/min、电流60 A、延时1.2 s、载液为盐酸5% v/v、还原剂为氢氧化钠(2% v/v)、硼氢化钾(7% v/v)混合溶液。

2.3 样品处理

将样品滤筒剪碎，置于150 mL锥形瓶中于加热铁板石棉网上，加30 mL硝酸溶液，5 mL高氯酸，瓶口插入一小漏斗加热至微沸并保持，观察锥形瓶中消解液的量，当消解液接近近干时立刻加入5 mL硝酸继续消解，重复此步骤2～3次，保持2.5 h。冷却后，加入少量去离子水，置于超声波清洗器中超声清洗3 min，将此溶液倒入离心管中于离心机中离心沉淀，取上清液，将沉淀物加去离子水重新超声清洗，此步骤重复2～3次，将所得混合加热浓缩至近干，稍冷，加入5 mL盐酸溶液(1+1)，加热至黄褐色烟冒尽，冷却后转移到50 mL容量瓶中，最后用盐酸(5% v/v)、硫脲(10% v/v)、抗坏血酸(10% v/v)混合溶液定容后待测。

2.4 空白样

采用同一批滤筒与(2.2)步骤相同方式进行样品处理后测定浓度作为滤筒空白浓度。

2.5 精密度测定

选取同一批号的空白滤筒6个剪碎至6个50 mL锥形瓶，分别加入浓度为100 μg/L的砷标液2.50 mL加入量为5.00 μg/L(以消解液定容至50 mL计算)后采用与(1.2)步骤相同方式进行样品处理后测得浓度扣除滤筒空白样浓度后计算精密度。

2.6 加标回收测定

由于废气筒排放的浓度均匀性不一，两次采集到的样品难以获得相同浓度，故选取空白滤筒加标的方式测定回收率。选取同一批号的空白滤筒3个剪碎至3个50 mL锥形瓶，分别加入浓度为100 μg/L的砷标液1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL；加标量为2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L(以消解液定容至50 mL计算)；采用与(2.2)步骤相同方式进行样品处理后测得浓度扣除滤筒空白样浓度后计算回收率。

3 结果与讨论

(1)用空白玻璃纤维滤筒加入5.00 μg/L砷标准溶液测得值扣除空白样浓度后计算出的精密度RSD为1.4%,如表1所示。

表1 空白滤筒加入相同砷标液测得的精密度

(2)用空白玻璃纤维滤筒加入2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L砷标准溶液测得值扣除空白样浓度后计算出的回收率如表2所示。

表2 空白滤筒加入不同砷标液的回收率

4 结语

(1)锥形瓶置于石棉网上加热消解，通过多次加酸保持酸量即保证消解力度也可防止滤渣飞溅，用超声波清洗与离心代替中速定量洗涤过滤可以避免人为对消解残渣清洗均匀程度不一、不完全、滤纸本底过高带来的正干扰。

(2)通过样品消解方法的改进后，从实验结果得出用超声波清洗与离心代替中速定量洗涤过滤能得到较好的回收率、精密度，完全满足《空气和废气监测分析方法》(2007年第四版增补版)方法中86%～98%参考范围。

(3)石棉网、超声波清洗器、离心机均是实验室常规仪器，易于购得，操作简单。

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