摘要:本文通過一系列的實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)比對(duì),系統(tǒng)的研究了對(duì)于測(cè)定污泥重金屬組分中微波消解與常壓消解的方法比對(duì),確定了最佳的微波消解實(shí)驗(yàn)條件,填補(bǔ)了這一項(xiàng)目的空白。實(shí)驗(yàn)基于將相同組分的污泥樣本,分別通過常壓消解和微波消解兩種不同的方式進(jìn)行預(yù)處理后,用相同的原子吸收儀測(cè)定其重金屬組分(試驗(yàn)中以鎘為代表),使兩種預(yù)處理方式進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)微波消解能更快更好更完全的完成消解任務(wù),并通過平行數(shù)據(jù)分析,找到最佳的實(shí)驗(yàn)條件。
關(guān)鍵詞:原子吸收 常壓消解 微波消解 污泥 鎘
中圖分類號(hào):X832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2012)09(c)-0068-02
鎘是一種有毒有害的金屬,破壞神經(jīng)系統(tǒng),食入會(huì)引起急性腸胃炎,出現(xiàn)心血管病,鎘中毒會(huì)加速骨骼的鈣質(zhì)流失,引發(fā)骨折或變形。污水處理過程中,廢水中含有的大量鎘通過水中懸浮物和膠體物質(zhì)的吸附、包藏、沉淀于污泥中大大增加了污泥的毒害性。本實(shí)驗(yàn)通過一系列的方法研究,分別將微波消解和常壓消解后的污泥樣品,應(yīng)用原子吸收分光光度法測(cè)定其中鎘及其化合物的含量,使兩種方法得以比對(duì),選出最佳實(shí)驗(yàn)條件。
本實(shí)驗(yàn)選用儀器:美國CEM微波消解儀,美國PerkinElmer公司AAnalyst-700原子吸收分光光度計(jì)。
1 試劑(所用水均為去離子水)
2 儀器、設(shè)備
所用儀器均已硝酸(1+5)浸泡過夜,用水反復(fù)沖洗,最后用去離子水沖洗干凈。
?。?)PE-700原子吸收分光光度計(jì)及其配件:帶有氘燈背景扣除裝置、空心陰極燈。(2)乙炔鋼瓶氣(高純)。(3)空氣壓縮機(jī)。(4)電子天平;感量0.0001g。(5)烘箱。(6)微波消解儀(美國CEM)。
3 采樣
采集具有代表性的污泥樣品,將濕污泥樣品平鋪于硬質(zhì)板上,用玻璃棒等壓散,出去泥樣中石頭和動(dòng)物殘?bào)w等異物,混勻備用。
干污泥樣品出去泥樣中石頭和動(dòng)物殘?bào)w等異物后,用四分法縮分至獲得所需樣品用研缽研磨至樣品全部通過(80~100)目尼龍篩,混勻備用。
4 分析步驟
4.2 樣品測(cè)定
4.2.1 樣品預(yù)處理
(1)常壓消解進(jìn)行預(yù)處理。
稱取1.0000g樣品于150ml三角瓶中,加入1ml去離子水濕潤(rùn)樣品,加入硝酸(1.2)10ml,蓋上玻璃表面皿于電熱板上加熱10min。冷卻后再加入5ml硝酸(1.1),蓋上玻璃表面皿加熱30min。此時(shí)的煙霧為硝酸氧化樣品所產(chǎn)生。重復(fù)此步驟,每次加硝酸5ml,直至無棕色煙霧產(chǎn)生,表示消化反應(yīng)完成。冷卻后加入2ml純水及過氧化氫(1.4),直至反應(yīng)不再劇烈。注意加入過氧化氫總量不超過10ml。繼續(xù)加熱至溶液5ml。冷卻后加入10ml濃鹽酸,蓋上玻璃表面皿加熱15min。冷卻后加入40ml去離子水,加熱煮沸至溶液剩下10ml。處理后的樣品定容至50ml容量瓶中。
用去離子水代替式樣,按(4.2.1)相同步驟和試劑作全程序試劑空白試驗(yàn)。
?。?)微波消解。
?、傥⒉ㄏ庾罴褜?shí)驗(yàn)條件的確定。
(1)在不同功率下,分別對(duì)污泥樣品進(jìn)行試驗(yàn)比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
實(shí)驗(yàn)顯示在800~1000W功率下測(cè)得污泥鎘濃度基本相同,因此確定800W為最佳實(shí)驗(yàn)功率。
實(shí)驗(yàn)顯示:
在第一部保溫時(shí)間于1~3min內(nèi)測(cè)定出的污泥鎘濃度基本相同。
在第二部保溫時(shí)間于5~8min內(nèi)測(cè)定出的污泥鎘濃度基本相同。
在第三部保溫時(shí)間于20~30min內(nèi)測(cè)定出的污泥鎘濃度基本相同。
從而確定三步的保溫時(shí)間分別為1min,5min,20min。
注:升溫時(shí)間的確定。
第一步,將需要升至的最終溫度減去試問(20℃)除以第一步升溫速率。
第二、三步,將第二步需要升至的最終溫度減去第一步溫度,除以第二步升溫速率,以此類推。
4.2.2 微波消解進(jìn)行預(yù)處理
稱取0.5000g樣品于聚四佛乙烯罐中,沿罐壁加入濃硝酸8ml(1.1),1.0mlH2O2,蓋上內(nèi)蓋,擰緊罐蓋,放入微波消解爐中,管好爐門。按已優(yōu)化好的消解步驟進(jìn)行消解。消解結(jié)束后,冷卻,取出消解罐。將消解液移入50ml容量瓶中,用硝酸(1.3)定容待測(cè)。
4.2.3 樣品測(cè)定
對(duì)同一樣品不同條件下進(jìn)行平行測(cè)定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
5 結(jié)語
綜上數(shù)據(jù)可見,在實(shí)驗(yàn)過程中通過對(duì)污泥樣品應(yīng)用微波消解的方法進(jìn)行預(yù)處理,其結(jié)果與常壓消解得出的樣品在最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果上基本相同。但其安全性,準(zhǔn)確性,高效性皆優(yōu)于常壓消解這種預(yù)處理方式。在以后的實(shí)驗(yàn)中可大面積推廣應(yīng)用,其方法簡(jiǎn)便、安全,數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
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