污水处理厂污泥中铅镉检测方案(原子吸收光谱)

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化学工程师ChemicalEngineer2018年第06期Sum 273 No.06 姜欣：固体进样石墨炉原子吸收光谱法测定污水处理厂污泥中铅和镉2018年第06期32 DOI ：10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20180631 姜 欣 (昆山市环境监测站，江苏昆山215316) 商要 建立了固体进样石墨炉原子吸收光谱法测定污水厂污泥中铅镉的方法。采用塞曼背景校正样品无需消解直接通过石墨舟进样检测。污泥中尼和镉的检出限分别为1.5和0.05pgg.铅和镉测定结果的相对标准偏差分别为4.0%和5.3%(n=6)。和湿法分析方法比较本方法具有取样量少、操作简便、环保的优点，准确度高稳定性好，适用于污水厂污泥中铅和镉的测定。 关键词：固体进样石墨炉污泥铅镉 中图分类号：X832 文献标识码 ：A Determination of lead and cadmium in sludge come from sewage treatment works by direct solidsampling-graphite furnace atomic absorption spectrometry JIANG Xin (Kunshan Environmental Monitoring Station， Kunshan 215316， China) Abstract： The rapid method for the determination of Lead and Cadmium in sludge by direct solid sampling-graphite furnace atomic absorption spectrometry was established. Zeeman background correction was used. Thesludge sample did not need pretreating and was directly tested through solid sampling graphite furnace. The detec-tion limits of Lead and Cadmium were 1.5 and 0.05pgg， respectively. The relative standard deviation of Lead andCadmium were 4.0% and 5.3% (n=6)， respectively. Compared with wet digestion method， this method has advantageof rapid， simple， it needs less sample， environmental. The test results have high accuracy and good stability， it issuitable for determination of Lead and Cadmium in sludge come from sewage treatment works. Key words： solid sampling； graphite furnace； sludge； lead；cadmium 随着城镇化的快速发展，越来越多的污水厂在各地建立。污水处理厂在处理污水的同时产生大量的污泥。含有重金属的污泥对环境来说是个不可忽视的隐患。因此搞清楚污水厂污泥中重金属的含量就显得尤为重要。污泥中重金属的常规检测方法主要有火焰原子吸收法1、石墨炉原子吸收法2]、原子荧光法B]、ICP法[4]、ICP-MS 法I5].这些常规方法都需要将污泥做消解前处理后才能上机测试。前处理过程冗长繁琐，需要使用大量酸，对环境和操作人员都是不够绿色环保的，而且前处理过程存在污染或消解不完全的风险。固体进样技术可免去繁杂的前处理环节，已在某些部门得到运用[6-8]但目前并未见其用于污水厂污泥中重金属的测定。本文研究了固体进样石墨炉原子吸收法直接测定污泥中铅镉。 ( 收稿日期2017-12-22 ) ( 作者简介姜 欣(1983-)男，江苏泰州人，工程师，2011年毕业于湖北师范学院分析化学专业，硕士研究生，从事环境监测研 究。 ) 试验部分 1.1 仪器与试剂 ZEEnit 700P 型石墨炉原子吸收光谱仪(德国耶拿仪器股份有限公司)，SSA600 石墨炉固体进样器(德国耶拿仪器股份有限公司)，十万分之一精密分析天平(瑞士梅特勒有限公司)。仪器见图1. 图1ZEEnit 700P 型石墨炉原子吸收光谱仪 Fig.1 ZEEnit 700P Furnace Atomic Absorption Spectrometry 100mg·L'铅镉标准溶液：(国家有色金属及电子材料分析测试中心)；1%(m/v)NHHPO溶液(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)，1%(m/v)HlVO，(优级纯国药集团化学试剂有限公司)实验用水为电阻率18.2 cm的去离子水。 GSS-25标准土壤(中国地斗科学院地球物理地球化学勘查研究所)。 1.2 仪器参数 仪器主要参数见表1. 表1操作参数 Tab.1 Operating parameters 1.3样品分析 GSS标准土壤用于质控，实际污泥样品采集于当地某污水厂。污泥采集回实验室后经风干后研磨过200目尼龙筛均质混匀。十万分之一天平上精确称取 0.20mg混匀后的污泥样品，放置于固体进样石墨舟中，加入2u LNHHPO溶液作基体改进剂。将石墨舟放入石墨炉中按照表1参数进行检测。 2结果与讨论 2.1标准曲线 固体直接进样测定时，可通过称取不同重量的固体标准物质经高温灰化、原子化测定，得到标准曲线，也可用传统的标准溶液配制标准含量系列。考虑到操作简便性本法使用标准溶液绘制标准曲线.用1%HNO，溶液将 100mg·L的标准溶液逐级稀 元素 波长/nm 光谱带宽/nm 温度/℃ 灯电流/mA 背景校正方式 灰化 原子化 积分模式 铅 283.3 0.5 10 900 1700 塞曼 峰面积 镉 228.8 0.2 6 700 1700 塞曼 峰面积 释成10pgL，用微量注射器将不同体积的标准溶液注入石墨舟，并加入NHHPO4溶液将石墨舟放入石墨炉中测定标准溶液系列得到标准曲线。标准系列见表2。 表2标准曲线 Tab.2Standard curve 元素 标准系列含量(ng) 标准曲线 相关 系数 铅 0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 Y=0.048X-0.006 0.9982 镉 0.0，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25 Y=1.53X+0.009 0.9970 由于标准系列的微量注射器注射配制是手工完成导致相关系数略低于仪器自动稀释配制的情况，但相关系数均大于0.995 ，可用于样品的定量分析。 2.2精密度和准确度 GSS-25标准土壤测定6次结果见表3. 表3精密度和准确度 Tab.3AAccuracy and precision test 由表3可见，两种元素的标准土壤测定结果总体情况较好，但与证书值相比，相对误差略大这可能是土壤在灰化、原子化过程中释放不彻底所致，因为土壤中的铅和镉一部分是被矿物晶格包夹，不使用湿法氢氟酸消解，直接固体进样灰化很难打破矿物晶格，包夹的那部分待测元素不能完全释放[9.10]但是本法对于测定污泥样品应不存在此情况，因为污水处理厂的污泥的产生过程与土壤不同，其内部结构与土壤不同，不存在矿物晶格包夹的情况因此，本方法对于快速测定固体样品中的铅和镉是可行的。 2.3 与湿法消解方法比对 传统湿法消解是借助微波消解仪，同时使用硝酸、氢氟酸、高氯酸对样品进行消解前处理后再上机 元素 测定值/pgg 平均值/p gg 相对标准偏差 RSD/% 证书值/pg/g 相对误差/% 铅 20.3、20.8、21.8、19.6、21.7、20.8 20.8 4.0 22±1 -5.5 镉 0.159、0.169、0.159、0.147、0.162、0.171 0.161 5.3 0.175±0.010 -8.0 测试。使用本法与湿法消解方法分别测定某污水处理厂污泥样品结果果表4. 表4方法比对 Tab.4 Contrast of different methods 元素 本法测定值 湿法消解测定值 相对偏差/% pgg /pgg 24.2 24.7 0.828 0.806 由表4可见，两种方法测定结果的相对偏差较小说明无显著性差异。但本法具有不使用大量的酸类试剂，免去繁琐的前处理，避免样品间交叉污染，快速便捷环保的优点。 2.4 检出限 按照2.1步骤连续测定空白溶液11次以3倍 (下转第48页) ( 参考文献 ) ( [1] 王宝辉，盛海霞，隋欣，等.油田集输系统油/水过渡层形成机理与处理方法[J].现代化工2010，30(2)：263-268. ) ( [2] ] 李明远，甄鹏，吴肇亮，等.原油乳状液稳定性研究VI.界面膜特性与原油乳状液稳定性[J].石油学报(石油加工)，1998，14(3)：1-4. ) ( [3] ] 夏立新，曹国英，陆世维，等.沥青质和胶质对乳状液稳定性的影 响[J].化学世界，2005，(9)521-523. ) ( [4 ] 侯吉瑞，谢玉银，赵凤兰，等.复合体系各组分对油水界面剪切粘弹性的影响规律[J].油气地质与采收率，2015，22(1)：68-73. ) ( [5 ] 马建伟.电脱水器垮电场原因分析及解决措施[D].大庆：大庆石 油学院，2005. ) ( [6] ] 王瑞，唐晓东，苏旭，等.辽河油田老化油破乳脱水实验研究[J] 特种油气藏，2010，17(6)：10-102. ) ( [7] ] 刘扬，魏金辉，王志华，等.头台油田老化油回收处理工艺技术[J].特种油气藏，2012，19(1)：131-134. ) ( [8] ] Di lson C . M a ia Filho， Joao B.V.S. R a malho， Luciana S. Spinelli，Elizabete F. Lucas. A g ing of water- in- crude oil emulsions： Effect onwater content， droplet size distribution， dynamic vi s cosity and sta - ) (上接第32页) 标准偏差对应的含量即为仪器检出限，元素的仪器检出限分别为铅 0.3ng ，镉 0.01ng..1以称样量 0.20mg计算，换算至固体中浓度检出限即为铅1.5pgg，镉0.05pgg. 2.5样品前处理 本法虽然无需对样品进行消解前处理，但由于取样量小，且是固体直接进样，这就对样品的均匀性提出了更高的要求。因此，在样品采集回实验室后，必须经过风干、缩分、过筛、研磨等步骤，才能保证样品的均一性。否则将严重影响实验结果的精密性。 3结论 本试验建立了一种固体直接进样快速测定污泥样品中铅和镉的方法。该法具有取样量小、简便快速、无需消解前处理、检出限低、无交叉污染、绿色环保的优点。 ( bility[J]. Colloids and Surfaces A： Physicochem. Eng. 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All rights reserved. http：//www.cnki.net 本试验建立了一种固体直接进样快速测定污泥样品中铅和镉的方法。该法具有取样量小、简便快速、无需消解前处理、检出限低、无交叉污染、绿色环保的优点。