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HJ 751-2015固體廢物鎳和銅的測定

原標題:固體廢物鎳和銅的測定火焰原子吸收分光光度法


警告:實驗中高氯酸、硝酸、過氧化氫具有強氧化性和腐蝕性,鹽酸、氫氟酸具有強揮發性和強腐蝕性,操作時應按規定要求佩戴防護用品,溶液配制及樣品預處理過程應在通風櫥中進行操作。


1適用范圍


本標準規定了測定固體廢物和固體廢物浸出液中鎳和銅含量的火焰原子吸收分光光度法。


本標準適用于固體廢物及固體廢物浸出液中鎳和銅的測定。


固體廢物浸出液中鎳和銅的方法檢出限分別為0.03mg/L和0.02mg/L,測定下限分別為0.12mg/L和0.08mg/L;當試樣質量為0.5g、消解后定容體積為50.0ml時,固體廢物中鎳和銅全量測定的方法檢出限分別為3mg/kg和3mg/kg,測定下限分別為12mg/kg和12mg/kg。


2規范性引用文件


本標準內容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本適用于本標準。


HJ/T20工業固體廢物采樣制樣技術規范


HJ/T298危險廢物鑒別技術規范


HJ/T299固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法


HJ/T300固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法


HJ557固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法


3方法原理


固體廢物浸出液或固體廢物經酸消解后,試樣中鎳和銅在空氣-乙炔火焰中原子化,其基態原子分別對鎳和銅的特征輻射譜線產生選擇性吸收,其吸收強度在一定范圍內與鎳和銅的質量濃度成正比。


4干擾及消除

4.1低于100mg/L的Cu、Zn、Pb、Cd、Mn、Ba、Sr、B、V、As、Al、Ti、K、Na、Mg、Ca和低于50mg/L的Li、Sn等共存元素對鎳的測定無干擾;低于10000mg/L的Fe、Cr、Co等共存元素對鎳的測定無干擾;低于100mg/L的Ni、Zn、Pb、Cd、Fe、Mn、Ba、Sr、B、V、As、Al、Ti、Co、K、Na、Mg、Ca和低于50mg/L的Li、Sn等共存元素對銅的測定無干擾。


4.2使用232.0nm作測定鎳的吸收線時,存在波長相近的鎳三線光譜干擾,選擇0.2nm的光譜通帶可避免。


4.3當樣品基體干擾嚴重時,可采用標準加入法進行測定,參見附錄B。


5試劑和材料


除非另有說明,分析時均使用符合國家標準的分析純試劑,實驗用水為新制備的去離子水。


5.1鹽酸:ρ(HCl)=1.19g/ml,優級純。


5.2硝酸:ρ(HNO3)=1.42g/ml,優級純。


5.3氫氟酸:ρ(HF)=1.49g/ml,優級純。


5.4高氯酸:ρ(HClO4)=1.68g/ml,優級純。


5.5過氧化氫溶液:φ(H2O2)≈30%。


5.7金屬鎳(光譜純)。


5.8金屬銅(光譜純)。


5.9硝酸溶液:1+1(v/v)量取50ml硝酸(5.2)用水稀釋至100ml。


5.10硝酸溶液:1+99(v/v)量取10ml硝酸(5.2)用水稀釋至1000ml。


5.11鎳標準貯備液:ρ(Ni)=1000mg/L使用市售的標準溶液(鎳單元素或含鎳的多元素混合標準溶液);或準確稱取1.000g金屬鎳(5.7)溶解于10ml硝酸(5.2)中,轉移入1000mL容量瓶中,用水定容至標線,搖勻。儲存于聚乙烯瓶中,冷藏,可使用兩年。


5.12銅標準貯備液:ρ(Cu)=1000mg/L使用市售的標準溶液(銅單元素或含銅的多元素混合標準溶液);或準確稱取1.000g金屬銅(5.8)溶解于10ml硝酸(5.2)中,轉移入1000mL容量瓶中,用水定標線,搖勻。儲存于聚乙烯瓶中,冷藏,可使用兩年。


5.13鎳和銅混合標準溶液:ρ=100mg/L,分別準確量取10.00ml鎳標準貯備液(5.11)和10.00ml銅標準貯備液(5.12)于100ml容量瓶中,用硝酸溶液(5.10)定容至標線,搖勻。5.14乙炔:純度≥99.5%。


6儀器和設備


6.1火焰原子吸收分光光度計。


6.2空氣壓縮機,應備有除水、除油和除塵裝置。


6.3微波消解裝置(功率600W~1500W)。


6.4電熱板:具有溫控功能(溫度穩定±5℃)。


6.5一般實驗室常用儀器和設備。


7樣品


7.1采集與保存按照HJ/T20和HJ/T298規定進行固體廢物樣品的采集和保存。


7.2樣品制備


7.2.1固體廢物浸出液


按HJ/T299、HJ/T300或HJ557的方法制備固體廢物浸出液。浸出液如不能及時進行分析,應加硝酸(5.2)酸化至pH<2,可保存14d。

7.2.2固體廢物按照HJ/T20的相關規定進行固體廢物樣品制備。對于固態廢物或可干化半固態廢物樣品,稱取10g(m1,精確至0.01g)樣品,自然風干或冷凍干燥,再次稱重(m2,精確至0.01g),研磨,全部過100目篩備用。


7.3試樣的制備


7.3.1固體廢物浸出液試樣


7.3.1.1電熱板法


陶瓷電熱板


量取50.0ml浸出液于150ml燒杯中,加入3ml~5ml硝酸(5.2),搖勻。蓋上表面皿,置于電熱板(6.4)上在近沸狀態下將樣品加熱蒸發至近干,取下冷卻;再加入3ml硝酸(5.2),繼續加熱,直至消解完全(消解液透亮或者消解液外觀不再變化),繼續蒸發至近干。取下冷卻后,加入1ml硝酸溶液(5.9),加熱溶解殘渣,用少量水清洗燒杯內壁和表面皿,全部轉移至50ml容量瓶中,用水稀釋、定容,混勻備用。取上清液測定。


7.3.1.2微波法參見附錄C。


7.3.2固體廢物試樣


7.3.2.1電熱板法


對于固態樣品或可干化的半固態樣品,稱取0.1g~0.5g(m3,精確至0.1mg)過篩樣品(7.2.2);對于液態或不可干化的半固態樣品直接稱取樣品0.5g(m3,精確至0.1mg)。將樣品置于50ml聚四氟乙烯坩堝中,用水潤濕后加入l0ml鹽酸(5.1),置于電熱板(6.4)上加熱(約50℃),初步消解,待蒸發至3ml左右時,加入5ml硝酸(5.2)和5ml氫氟酸(5.3),加蓋后于120℃~130℃加熱0.5h~1h。冷卻,加入2ml高氯酸(5.4),再加蓋,于150℃~160℃加熱1h左右,開蓋,驅趕白煙并蒸至內容物呈不流動狀態的液珠狀(趁熱觀察)。視消解情況,可再補加3ml硝酸(5.2),3ml氫氟酸(5.3)和1ml高氯酸(5.4),重復以上消解過程。取下坩堝稍冷,用水沖洗坩堝蓋和內壁,加入1ml硝酸溶液(5.9),溫熱溶解可溶性殘渣,轉移至50ml容量瓶中,冷卻后用水定容至標線,搖勻。


注1:如固體廢物中鎳或銅的含量較高,試樣消解后定容體積可根據實際情況確定。


注2:如固體廢物中鎳或銅的含量較低,可采用石墨爐原子吸收分光光度法測定。


7.3.2.2微波法參見附錄C。


8分析步驟


8.1儀器測量參考條件


參考表1所列條件調節儀器,使火焰狀態、燃燒器高度等達到最佳。


表1儀器參考測量條件



儀器參考測量條件
儀器參考測量條件


8.2校準


分別吸取混合標準溶液(5.13)0.00ml,0.20ml,0.50ml,1.00ml,2.00ml,3.00ml,5.00ml于100ml容量瓶中,用硝酸溶液(5.10)定容后搖勻。此標準系列含鎳和銅分別為0.00mg/L,0.20mg/L,0.50mg/L,1.00mg/L,2.00mg/L,3.00mg/L和5.00mg/L。按照儀器測量條件(8.1),用硝酸溶液(5.10)調節儀器零點后,按從低濃度到高濃度的順序吸入標準系列,測量相應的吸光度,以相應吸光值為縱坐標,以各元素標準系列質量濃度為橫坐標,繪制各元素的校準曲線。


8.3空白試驗按照7.3的步驟制備試劑空白樣品,按8.4進行測定。


8.4測定將制備好的試樣與繪制校準曲線相同儀器分析條件進行測定。


9結果計算與表示


9.1固體廢物浸出液測試的結果計算


公式


9.2固體廢物測試的結果計算


9.2.1固態和可干化半固態固體廢物



9.2.2液態和不可干化的半固態固體廢物


公式3


9.3結果表示


9.3.1當固體廢物浸出液測定結果小于1mg/L時,保留小數點后2位;當測定結果大于等于1mg/L時,保留3位有效數字。


9.3.2當固體廢物全量測定結果小于100mg/kg時,保留3位有效數字,當測定結果大于等于100mg/kg時,保留至整數位。


10精密度和準確度


10.1精密度


六家實驗室采用電熱板法消解對含鎳和銅的實際固體廢物浸出液樣品進行了測試,實驗室內相對標準偏差范圍分別為:0.7%~8.6%,1.6%~4.4%;實驗室間相對標準偏差范圍分別為:2.3%~8.6%,2.6%~3.4%;重復性限分別為:0.01mg/L~0.02mg/L,0.03mg/L~0.04mg/L;再現性限分別為:0.02mg/L~0.05mg/L,0.04mg/L~0.06mg/L。


六家實驗室采用電熱板法對含鎳、銅的實際固體廢物樣品和標準樣品進行了測試,實驗室內相對標準偏差范圍分別為2.2%~8.5%,2.6%~9.8%;實驗室間相對標準偏差范圍分別為2.6%~7.9%,2.8%~8.4%;重復性限分別為:7.10mg/kg~79.4mg/kg,2.91mg/kg~87.9mg/kg;再現性限分別為:11.0mg/kg~93.1mg/kg,4.02mg/kg~99.8mg/kg。精密度數據詳見附表A.1和附表A.2。


10.2準確度


六家實驗室采用電熱板法對含鎳、銅的實際固體廢物浸出液加標樣品進行了測試,加標回收率范圍分別為:87.1%~112%,87.3%~109%。

六家實驗室采用電熱板法對固體廢物統一標準樣品進行了測試,相對誤差分別為:-4.6%~2.4%,-14.2%~7.1%。


準確度數據詳見附表A.3和附表A.4。


11質量保證和質量控制


11.1每批樣品至少要做2個實驗室試劑空白,空白中目標元素的測定結果應低于方法檢出限。


11.2每次分析應繪制校準曲線,用最小二乘法進行線性擬合,其相關系數應≧0.999,否則需重新繪制校準曲線。


每批樣品(最多20個樣品)分析結束后,需測定校準系列零濃度點和中間濃度點進行校準核查。


零濃度點測定值應低于方法檢出限,中間濃度測定值與該點濃度的相對偏差應≤10%,否則應重新繪制校準曲線。


11.3每批樣品(最多20個樣品)應至少隨機進行1次平行測定(樣品數量少于20至少做一次),平行雙樣測定的相對偏差應≤15%。


11.4每批樣品(最多20個樣品)應至少隨機進行1個實際樣品加標測定(樣品數量少于20至少做一次),加標回收率應在80%~120%之間。如果需要可同時測定1個有證標準質控樣品,結果應在保證值范圍內。


12廢棄物的處理


實驗中產生的廢液和廢物應分類收集,并送具有資質的單位集中處理。


13注意事項

13.1實驗所用的玻璃器皿需先用洗滌劑洗凈,再用(1+1)硝酸溶液浸泡24h,再依次用自來水、去離子水洗凈、控干,備用。


13.2所用玻璃器皿和硝酸等試劑在使用前需進行空白檢查,滿足空白要求才能使用。


13.3電熱板溫度不宜太高,防止聚四氟乙烯坩堝變形;樣品消解時,在蒸至近干時需特別小心,防止蒸干,否則待測元素會有損失。


13.4固體廢物種類復雜,基體差異較大,在消解時各種酸的用量、消解溫度和保持時間可視消解情況酌情增減。


附錄A

(資料性附錄)

方法精密度和準確度


方法精密度和準確度




附錄B

(資料性附錄) 

標準加入法

B.1校準曲線的繪制


分別量取4等份量待測試樣(濃度為Cx),配制總體積相同的4份溶液。第一份不加標準溶液,第二、三、四份分別按比例加入不同濃度的標準溶液,4份溶液的濃度分別為:Cx、Cx+Co、Cx+2Co、Cx+3Co,加入標準的最小濃度Co≈0.5Cx。用空白溶液調零,在相同條件下依次測定4份溶液的吸光度值。以吸光度值為縱坐標,加入標準溶液的濃度為橫坐標,繪制校準曲線,曲線反向延伸與橫坐標的交點即為待測樣品的濃度。該方法只適用于濃度和吸光值呈線性的區域。待測試樣濃度與對應吸光度值的關系見附圖A.1。



B.2注意事項


B.2.1加入標準溶液后所引起的體積誤差不應超過0.5%。


B.2.2采用標準加入法只能消除基體效應帶來的影響,不能消除背景吸收的影響。


B.3標準加入法的適用性判定



附錄C

(資料性附錄) 

微波消解法

C.1浸出液試樣制備


取量50.0ml浸出液試樣(被消解的浸出液和加入的酸的體積應小于微波消解儀規定的限量體積)于微波消解罐中,如果樣品中有機質含量低,加入5ml硝酸(5.2);如果樣品中有機質含量高,加入4ml硝酸(5.2)、1ml鹽酸(5.1)和1ml過氧化氫溶液(5.5),放置30min,加蓋密閉,放入微波消解儀中,按設定升溫程序(附表C.1)進行消解。消解完畢,待罐內溫度與室溫平衡后,將消解罐放置于電熱板上在近沸狀態下將樣品加熱蒸發至近干,冷卻。加入1ml硝酸溶液(5.12),加熱溶解殘渣,用少量水清洗消解罐內壁和蓋子,全部轉移至50ml容量瓶中,用水稀釋、定容,混勻備用。取上清液測定。



升溫程序



C.2固體廢物試樣制備


對于固態樣品或可干化的半固態樣品,稱取0.1g~0.5g(m3,精確至0.1mg)過篩樣品(7.2.2);對于液態或不可干化的半固態樣品直接稱取樣品0.5g(m3,精確至0.1mg)(含油固廢應適當少?。?。將樣品置于微波消解罐中,用少量水潤濕后加入6ml硝酸(5.2),2ml鹽酸(5.1),2ml~5ml氫氟酸(5.3),按照設定升溫程序(附表C.2)進行消解,冷卻后(或將溶液轉移至50ml聚四氟乙烯坩堝中)加入1ml高氯酸(5.4),電熱板加熱飛硅,溫度控制在150℃-160℃,加熱至冒濃厚高氯酸白煙且內容物呈不流動狀態時,取下坩堝稍冷,用少量水沖洗坩堝蓋和內壁,加入1ml硝酸溶液(5.12),溫熱溶解可溶性殘渣,轉移至50ml容量瓶中,冷卻后用水定容至標線,搖勻。





C.3注意事項


C.3.1:固體廢物種類較多,基體差異較大,在消解固體廢物時各種酸的用量、消解溫度和保持時間可視消解情況酌情增減。


C.3.2:微波消解過程中因壓力過大而造成儀器泄壓,密封系統破損時,此批樣品不予采用。



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