烟道气中锑的形态

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Sb(Ⅲ)标准储备液 100 mg/L: 称 取 0.011 97g Sb2O3(上 海 实 验 试 剂 有 限 公 司, 分 析 纯), 加 入10mL 浓盐酸,溶解后移入100mL 容量瓶中定容,于4 ℃保存;100ng/mL Sb(Ⅲ)标准工 作液由 Sb(Ⅲ)标准储备液逐级稀释配制,现用现配。
广东微量元素科学 2012年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第19卷第4期
文章编号:1006-446X (2012)04-0062-05
HG AFS测定垃圾焚烧炉烟道气中锑的形态
梅 俊1 王 秀 季2 吴 喜 仁1 李 尚 德1
前人对飞灰中重金属 已 有 研 究[2 -5],研 究 对 象 主 要 集 中 在 Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni 等金属上。使用有机萃取剂,如柠檬酸、草酸、EDTA、DTPA(二乙烯三胺五乙酸)对 飞 灰 中 重 金属进行萃取,环境友好但萃取效率较低 。 [6] 本实验用酒石酸作萃取剂,萃取飞灰中的锑; 氢 化 物发生原子荧光测定飞灰中不同价态锑的含量 , [7] 为飞灰中重金属的检测和飞灰的安全处理 提 供 数据参考。
在不同浓度的酒 石 酸 介 质 中, 测 量 Sb(Ⅲ)和 Sb (Ⅴ)的荧光强度, 如 图 1 所 示。 在 0.05~0.10 mol/ L 酒石酸介质中,Sb(Ⅴ)几乎不产生荧光信号,而Sb (Ⅲ)在0.05mol/L 以 上 酒 石 酸 介 质 中 产 生 较 大 且 稳 定的荧 光 信 号。 根 据 这 一 差 异, 选 择 在 0.05 mol/L 酒石酸介质中应用差减法测 定 Sb(Ⅲ)和 Sb(Ⅴ)是 可 靠的。
测 得 的 荧 光 信 号 无 明 显 差 异 。 实 验 选 择 提 取 时 间 为 16h。 2.4 NaF对 Sb(Ⅴ)信号的掩蔽及浓度的影响
TSUJII[9]报道,0.1mol·L-1 HF 溶液作掩蔽剂,1mol·L-1 HCl介质 中 可 实 现 对 Sb(Ⅲ) 选择性测定;NINA ULRICH[10]报道,氟化物作基体 改 进 剂,FI -HG -ICP -AES对 锑 进 行 形 态分析。很明显,HCl和 NaF 溶液共存时对 Sb(Ⅴ)产生的荧光信号起到掩蔽作用。 可能的机理 是:NaF 和 Sb(Ⅴ)形成络合物 SbF6- ,而这一络合物不能 和 NaBH4作 用 生 成 SbH3, 从 而 达 到 掩 蔽的作用。在选定最佳酸度条件下, 试 验 了 不 同 质 量 浓 度 的 NaF 溶 液 对 Sb(Ⅴ)信 号 掩 蔽 效 果。 结果表明,0.4g/L 的 NaF 溶液掩蔽效果最佳。实验选择 NaF 溶液的质量浓度为0.4g/L。 2.5 酒石酸浓度对 Sb(Ⅲ)和 Sb(Ⅴ)荧光信号的影响
焚烧法处理生活垃圾和危险废弃物,具有减容减重比大、处理速度快、占地面积小、可回收 热能等优点而备受关注。但生活垃圾和危险废弃物的组成复杂,焚烧过程中会产生大量污染物 (SOx、NOx、CO、HCl、二噁英、 多 环 芳 烃 及 重 金 属 等), 使 含 有 大 量 污 染 物 的 飞 灰 受 到 环 境 工作者的关注。焚烧产生飞灰含有较高浓度的重金属和其他污染物,研究表明飞灰颗粒尺寸越 小,所富集的重金属质量分数越高。 焚 烧 改 变 了 金 属 的 存 在 形 态,使 其 转 化 为 更 易 迁 移 的 形 式。 若将飞灰直接进行填埋处理,自然环境下重金属和大量污染物将逐渐渗滤出来,污染地下水源和 环境。中国环境保护部将焚烧生活垃圾和危险废弃物所产生飞灰归类为危险废弃物,规定填埋之 前必须进行无害化处理,以防止其对环境造成不良影响。常见的 重 金 属 As、Cd、Cu、Pb、Sb、 Se、Zn和 Hg[1]在焚烧过程中会挥发并存在于焚烧尾气中。当尾气离开炉膛开始冷却时,上 述 金 属就会冷凝附着在飞灰颗粒表面。从垃圾焚烧飞灰中萃取重金属可大幅降低飞灰的重金属毒性, 相 对 传 统 技 术 (如 : 鳌 合 稳 定 化 、 水 泥 固 化 )而 言 , 萃 取 处 理 后 飞 灰 渗 滤 毒 性 更 低 可 被 安 全 应 用 于 肥料和建筑材料 。 [1]
表 1 烟 道 气 中 锑 提 取 剂 的 选 择 (提 取 剂 浓 度 均 为 0.3 mol/L)
酒石酸
KH2PO4 K2HPO4 Na3PO4 Na2CO3 NaHCO3 NH4F Na2SO4 乙 酸 铵 柠 檬 酸 钠
来自百度文库
酒石酸
钾钠
If 空 白 If 提 取 液
38.1 34.4 54.1 107.5 52.9 101 11.6 33.7 30.2 155.9
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焰 也 不 稳 定 。 实 验 选 用 10g/L NaBH4作 还 原 剂 ,0.6 mol/L HCl作 载 流 。 2.2 提 取 剂 及 浓 度 的 选 择
1 实 验 部 分
1.1 仪 器 和 主 要 试 剂 崂应3012H 型自动烟气(尘)测试仪(青岛崂山应用技术研究所);AF -610 型原子荧光光谱
收稿日期:2012 -03 -09 基 金 项 目 :广 东 医 学 院 面 上 项 目 (No.M2009006) 作者简介:梅俊(1973—),男,硕士,讲师。研究方向:环境分析化学。E -mail:mj438300@163.com
1% NaBH4溶液:称 取 5.00g NaBH4溶 于 500 mL 0.5% NaOH 溶 液 中;2g/L 的 NaF 溶 液;5% 硫脲溶液:称取5g硫脲溶于100mL 蒸馏水中;5% 抗坏血酸溶液,现配现用;所用试 剂均为分析纯,溶液用蒸馏水配制。
本实验所用飞灰(FA1、FA2)取自珠三角某垃圾焚烧厂垃圾焚烧炉,FA1、FA2 取 自 两 台 垃 圾焚烧炉的布袋除尘器飞灰,焚烧炉型为炉排炉,日处理垃圾为500t。焚烧炉的焚烧温度为 850 ~950 ℃,烟道气温度190 ℃。烟囱高50m,取样口高15m。 1.2 实 验 方 法 1.2.1 烟道气样品的采集和浸提方法 采样所用滤筒450 ℃于马弗炉烘烤4h,冷却,备用。从 圾焚烧厂取来的飞灰置于冰箱4 ℃保存,分析前置于103 ℃烘箱下放置24h,达到恒质量。
Sb(Ⅴ )标 准 储 备 液100mg/L: 称 取0.020 91g Na3SbO4(上 海 实 验 试 剂 有 限 公 司 , 分 析 纯 ), 加入10mL 浓盐酸,溶解后移入100mL 容量瓶中定容,于4 ℃保存;100ng/mLSb(Ⅴ)标准工 作液由 Sb(Ⅴ)标准储备液逐级稀释配制,现用现配。
655 327
432 767
312 662 90.7 115 157 1 081 465 2 518
△If
62.9



103
- 335
- 419 374 2 403
2.3 提 取 时 间 的 选 择 提取时间直接影响 烟 道 气 样 品 中 锑 的 提 取 效 果。 试 验 表 明, 在 室 温 下 提 取 时 间 14~18h,
烟尘(气)测试仪抽取烟道气2 000L, 滤 筒 及 所 得 颗 粒 于 10 mL 带 盖 离 心 管 中, 加 入 6 mL 0.5moL/L 酒石酸溶液和4mL 水,加盖。在振荡器上室温振荡 16h。 以 4 000r/min的速度离 心 30 min, 移 取 上 层 清 液 , 用 于 测 定 。 1.2.2 测定方法 平行取两份2.5mL 提取液置于10mL 比色管中,一份定容后,用 HG -AFS 法直接测定其中的 Sb(Ⅲ)。 另 一 份 加 入 浓 HCl 3 mL、5% 的 硫 脲 溶 液 和 5% 抗 坏 血 酸 溶 液 各 1 mL,定容,放置40min,将 Sb(Ⅴ)还原为 Sb(Ⅲ)后测定总锑。 1.2.3 标 准 曲 线 的 绘 制 平 行 取 两 份 0.00、0.50、1.00、1.50、2.00 mL 100ng/mL Sb(Ⅲ )标 准工作液和100ng/mL Sb(Ⅴ)标准工作液于10mL 比色管中 。 在 各 Sb(Ⅲ )标 准 工 作 溶 液 中 分 别 加 入 浓 HCl 0.5 mL 和 2 g/L 的 NaF 溶 液 2 mL, 定 容 。 此 系 列 含 Sb(Ⅲ )0.0、5.0、 10.0、15.0、20.0ng/mL, 按 实 验 选 择 的 条 件 测 定 Sb(Ⅲ )的 荧 光 信 号 , 得 标 准 曲 线 的 回 归 方 程 为 :y=111.28 x + 21.22。 在 各 Sb(Ⅴ )标 准 工 作 溶 液 中 分 别 加 入 浓 HCl 3 mL、5% 的 硫 脲 溶 液 和5% 抗 坏 血 酸 溶 液 各1.0mL, 定 容 , 放 置40min, 将 Sb(Ⅴ )还 原 为 Sb(Ⅲ )后 测 定 溶 液 中 的 总 Sb。 得 标 准 曲 线 的 回 归 方 程 为 :y = 123.55 x + 59.80。 由 二 者 之 差 得 到 Sb(Ⅴ )的 含 量 。
提取剂不同,对烟道气样品中锑的 提 取 效 果 也 不 同 。 [7] 试 验 KH2PO4、K2HPO4、Na3PO4、 Na2CO3、NaHCO3、NH4F、Na2SO4、 乙 酸 铵、 柠 檬 酸 三 钠、 酒 石 酸 钾 钠、 酒 石 酸 等 作 烟 道 气 颗粒提取剂的效果,如表1所示。试验结果表明,选择酒石酸溶液作提取剂产生的荧光信号强且 空白值低。这一现象或许是由于酒石酸和锑形成了稳定络合物的缘故 。 [8] 试验了不同浓度酒 石 酸 溶液的提取效果,选择0.3mol/L 酒石酸溶液作提取剂。
(1. 广 东 医 学 院 药 学 院 , 广 东 东 莞 523808; 2. 广 东 医 学 院 分 析 中 心 , 广 东 东 莞 523808)
摘 要:以某垃圾焚烧厂焚烧 炉 产 生 的 烟 道 气 为 研 究 对 象 , 采 用 酒 石 酸 提 取, 对 烟 道 气 中 Sb 形 态进行了分析,用 HG -AFS分别测出样品中 Sb(Ⅲ)和总 Sb的 量, 差 减 法 得 到 Sb(Ⅴ)的 量。 结 果表明,Sb(Ⅲ)和总 Sb检出限分别 为 0.13μg/L 和 0.11μg/L,相 对 标 准 偏 差(RSD,n =11)分 别 为 5.8% 和 6.3% , 加 标 回 收 率 在 84.8% ~113% 。 关键词:烟道气;锑;原子荧光光谱法;氢化物发生;形态分析 中 图 分 类 号 :X 831∶O 657.31 文 献 标 识 码 :A
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仪(北京 瑞 利 分 析 仪 器 公 司 ), 工 作 条 件 为: 负 高 压 300 mV、 灯 电 流 60 mA、 载 气 流 量 600 mL·min-1;锑高强度空心阴极灯(北 京 市 朝 阳 天 宫 仪 器 厂); 恒 温 振 荡 器(江 苏 金 坛 市 金 城 国 胜 实 验 仪 器 厂 ); 台 式 离 心 机 (上 海 安 亭 科 学 仪 器 厂 )。
2 结 果 与 讨 论
2.1 NaBH4和 HCl浓度的影响 NaBH4在酸性溶液中产生活性氢,与 Sb(Ⅲ)反应生成氢化 物 和 氢 气。 故 NaBH4的 质 量 浓 度
和 HCl的浓度是影响 Sb(Ⅲ)还原反应的重要因素。试验表明,0.6 mol/L 以上 HCl介质作载流 可 产 生 稳 定 的 荧 光 信 号 。10~15g/L NaBH4可 产 生 强 而 稳 定 的 荧 光 信 号 。NaBH4质 量 浓 度 过 低 , Sb(Ⅲ)还原不完全。反之,与 HCl反应剧烈,生成大量氢气,“稀释” 了氢化物的浓度, 同时火
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