污泥浸出毒性砷含量测定的不确定度评定
2020-04-08浦晓峰
浦晓峰
(苏州工业园区中法环境技术有限公司,江苏苏州 215125)
污泥有生活污泥和工业污泥之分,生活污泥是生活污水处理的副产物,通过危险废物鉴别标准鉴别为非危废后,可用于焚烧发电或者土地利用等,工业污泥成分复杂,同样通过危险废物鉴别标准鉴别为非危废后可作为一般固废处理。因此,危险废物鉴别是污泥处理的重要前提,危险废物鉴别其中一项为砷含量浸出毒性鉴别,准确的测量砷含量对污泥危险废物鉴别有着重要意义,通过对污泥浸出毒性砷含量测定的不确定度评定,提高砷含量检测结果可靠性。
1 方法与检测
1.1 主要材料
原子荧光光度计(北京海光AFS-230E);砷高强度空心阴极灯(北京海光);固体废弃物浸出毒性设备(EnvironLab ENV-6);电子天平(感量:0.1mg,梅特勒托利多);硫酸(优级纯),盐酸(优级纯),硝酸(优级纯),氢氧化钠(优级纯),硼氢化钾(分析纯),硫脲(分析纯),砷溶液标准溶液(GBW(E)100203 标称值1 000μg/mL,基体为10%硝酸),100mL 容量瓶(A级),500mL 容量瓶(A 级)。
1.2 采用方法
前处理按照HJ/T299—2007固体废物 浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法,砷含量检测按照GB 5085.3—2007危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别 附录E 固体废物 砷、锑、铋、硒的测定原子荧光法,通过对浸出液重复10次的砷含量测定来评定不确定度。
1.3 样品前处理
未经处理的污泥样品均含有初始液相,通过测定含水率,计算固液比,另取未处理的污泥样品混合均匀后,放入研钵中捣碎至无明显大颗粒物,通过0.9mm 孔径的筛网。按浓硫酸与浓硝酸2 ∶1质量比混合液加入纯水中,调节pH 至3.2±0.05,按液固比为10 ∶1配制好前处理样品后,装入2L 桶中,通过翻转振荡器振荡,加压过滤,收集浸出液,将浸出液酸化至pH 2以下并于4℃下保存待检测。
1.4 标准曲线绘制
砷溶液标准溶液逐级稀释后,将工作溶液加入100mL 容量瓶中,同时加入12mL 浓盐酸和8mL10%硫脲溶液,配好以后绘制标准曲线,获得强度为表1。
表1 砷各点标准溶液对应强度
计算Ka=502.006,Kb=19.245,R=0.999 9
1.5 测量
安装好砷高强度空心阴极灯后,通电调试,调节灯位置使光斑位于调节器由上往下第三根线的中心位置,点火预热约30min,在方法条件设置主面板上选定通道及所测元素,选定砷工作灯,进样方式为自动进样。条件设置:电流30mA,负高压为280~300。切换至样品测量界面,选择标准空白测量,当两次荧光强度差值不大于5,取其平均值为标准空白,进入未知样品测量界面输入溶样系数,进行样品测量。
2 结果与分析
2.1 不确定度来源分析
砷含量检测过程中主要不确定度来源有:测量重复性引入的不确定度;标准溶液配制产生的不确定度;样品质量称量引入的不确定度;原子荧光光度计产生的不确定度。
2.2 数学模型
2.3 测量重复性引入的不确定度
通过对浸出液的10次重复测定,结果见表2。
表2 浸出液砷含量测定结果
测量次数n=10,测定结果算术平均值x_=15.36,此处引入测量结果的不确定度U0,通过贝塞尔公式计算
式中xi是第i次测量的测得值。
2.4 标准溶液配制产生的不确定度
砷标准溶液由国家标准物质中心提供,证书给出的相对不确定度为1%,k=2。砷标准溶液不确定度为:
1mL 移液枪允许差(MPE)为±0.000 3,不确定度为:
重复测量10次的不确定度u2(V1)=0.001mL
温度:温度范围为(20±5)℃,为均匀分布,水的膨胀系数是2.1×10-4mL/℃。则水的温差效应引入的标准不确定度
则1mL 移液管合成体积标准不确定度
10mL 移液枪允许差(MPE)为±0.004,
重复测量10次的不确定度u2(V10)=0.001mL,温度范围为(20±5)℃,为均匀分布,水的膨胀系数是2.1×10-4mL/℃。则水的温差效应引入的标准不确定度
则10mL 移液管合成体积标准不确定度
则砷标准溶液配制引起的不确定度:
2.5 样品质量称量引入的不确定度U2
样品的10次称量结果见表3
表3 样品的10次称量结果
测量次数n=10,测定结果算术平均值x_=150.002 74,通过贝塞尔公式计算
式中xi是第i次测量的测得值。
2.6 原子荧光光度计产生的不确定度U3
原子荧光光度计检定证书给出的测量不确定度为0.000 02,k=2。则:U3=0.000 02/2=0.000 01。
2.7 合成相对不确定度
UC=0.013
2.8 扩展不确定度Urel
扩展相对不确定度:Urel=UC×2=0.026(k=2)
扩展不确定度:U=Urel×x_=0.026×15.36=0.40(k=2)
2.9 结果表示
砷含量检测结果为:(15.36±0.40)μg/L(k=2)
3 结论
通过此次对污泥浸出毒性砷含量的不确定度评定,发现原子荧光光度计重复检测带入的不确定度明显高于其他几个引入的不确定度。因此,操作人员的水平、设备所处的环境和设备的使用维护保养在检测中直接影响砷含量测定的不确定度,必须引起重视。