浸提-离子色谱法测定污泥中可溶性氟化物

龙　麟，罗国兵，周　俊（.常州市排水管理处，江苏常州0；.无锡市排水有限公司水质检测站，江苏无锡40；.常州市环境监测中心，江苏常州00）



浸提-离子色谱法测定污泥中可溶性氟化物

龙麟1，罗国兵2，周俊3
（1.常州市排水管理处，江苏常州213022；2.无锡市排水有限公司水质检测站，江苏无锡214011；3.常州市环境监测中心，江苏常州213001）

摘要：采用浸提-离子色谱法测定污泥中可溶性氟化物。结果表明浸提-离子色谱法测定污泥中可溶性氟化物具有较好的准确度和精密度，方法的线性范围为0～10.0mg·L-1，检出限为0.025mg·L-1，相对标准偏差小于2.0%，加标回收率为96.0%～102%。浸提-离子色谱法测定污泥中的可溶性氟化物，具有结果稳定性好、快速简便的特点，适合环境检测中污泥中可溶性氟化物的快速检测。

关键词：纯水浸提；离子色谱法；可溶性氟化物

氟元素与人体健康密切相关［1］，过量无机氟化物的摄入，使人体骨骼受损如引发肢体活动障碍、骨折、牙齿脆弱等。含氟废水在工业生产中广泛存在［2］。有色金属冶炼、农药等传统工业，有机合成化工，光伏产业等新兴现代工业生产中都会排出大量的含氟废水。国内目前对含氟废水的研究较多，常用的方法主要有两大类，即吸附法和沉淀法［3］。无论吸附法还是沉淀法，废水中的氟化物均以沉淀物的形式存在于污水处理厂的污泥中。

目前，国际上对污泥的处置方式主要有好氧发酵（堆肥）、厌氧消化、干化、焚烧、土地利用、卫生填埋和综合利用等［4］。含氟污泥如果处置不当，极易导致二次污染，危害人体健康。因此，对污泥中可溶性氟化物的含量进行检测十分重要。

离子色谱法作为一种成熟的仪器检测方法，可同时检测多种阴、阳离子。该方法操作简单快速，干扰少，检测结果的准确度和精密度较高，适合污泥中可溶性氟化物的测定。本文采用浸提-离子色谱法对污泥中可溶性氟化物进行测定，为污泥中可溶性氟化物的准确检测提供参考。

1　实验部分

1.1主要仪器与试剂

ICS- 2100离子色谱仪，带电导池检测器；Chrom eleon 7.1.0色谱工作站；样品过滤器（0.22um），C18柱。

氟化物标准溶液：由1.000g·L-1氟化物标准储备溶液稀释配制成含10.0mg·L-1F-的标准溶液。

淋洗液：称取经105℃烘干2h后的无水Na2CO326.5g，用水溶解并定容至500mL，浓度为0.5mol· L-1。移取上述溶液18mL至1L容量瓶中，用水稀释至刻度，配成浓度为0.009mol·L-1的淋洗液。

再生液：0.04mol·L-1H2SO4溶液。

载气为高纯N2（纯度大于99.995%）。

试验用水为超纯水（18mΩ·cm）

H2SO4为优级纯，其他试剂为分析纯。

盐酸（HCl）：2mol·L-1

乙酸钠：称取15g NaAc溶于水，并稀释至刻度。

1.2试验方法

1.2.1浸提方法准确称取1.0000g干污泥至500mL三角烧瓶中，加500mL超纯水浸提。

1.2.2离子色谱法

1.2.2.1色谱条件IonPac AS9- HC分离柱和保护柱，MMSⅢ型抑制器，柱温为室温，流量为1.0mL· min-1，进样量为10μL。

1.2.2.2试验方法将浸提好的污泥泥水混合物依次过滤颗粒物和有机物后，用注射器抽取1mL左右注入仪器。按1.2.2.1条件测定。同时测定空白。

2　结果与讨论

2.1干扰因素的影响

离子色谱受柱温、电压稳定性及仪器工作环境等因素的影响［5］，因此，测定前应采用空白试验检查基线，基线无较大波动或杂峰方可进行样品测定。此外，样品中颗粒物可堵塞色谱柱及造成色谱法无法分离。同时有机物质的存在对色谱分离柱影响很大，严重时可使其损坏，影响其使用寿命［6］，有研究表明，可以用活性碳吸附［7］或用C18固相萃取（SPE）小柱清除提取液中的可溶性有机质物质［8］。因此，浸提液测定时应依次经0.22μm过滤器过滤颗粒度、用C18柱去除有机物干扰。

2.2浸提条件的影响

在浸提法中，浸提的时间和浸提方式对浸提效果有较大的影响，按照1.2.1浸提方法配置泥水混合物，将泥水混合浸提液采用静置、机械震荡、超声波震荡分别浸提0.5、1、1.5、2、4、6、8h，比较不同浸提时间和浸提方式的效果（表1）。结果表明当浸提时间为1h时，3种浸提方式（静置、机械震荡、超声波震荡）中机械震荡与超声波震荡提取的污泥样品中可溶性氟化物浓度达到最高值，当浸提时间超过1h后，3种浸提方式的测定结果无明显差异。考虑到浸提时间及浸提设备成本，本文采用机械震荡方式浸提1h污泥样品。

表1　浸提方式与时间关系（mg·kg-1）Tab.1 Relationship between extraction method and extraction time（mg·kg-1）

2.3标准曲线与检出限

分别移取0，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00，25.00mL F-标准溶液至25mL比色管中，用水稀释至刻度，混匀后测定。以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，线性回归方程为Y=0.504X-0.0098，相关系数为0.9997。按照3倍信噪比计算仪器检出限为0.025mg·L-1。

2.4精密度及回收率试验

将氟化物标准样品平行处理6份，用离子色谱法测定氟化物的含量，计算其相对标准偏差（表2）。在浸提液中加入一定量F-标准溶液，然后进行测定，计算回收率（表3）。

表2　精密度测定（n=6）Tab.2 Precision test of the method（n=6）

表3　测定浸提液氟化物回收率（n=6）Tab.3 Recovery test of the method（n=6）

结果表明，该方法具有较高的精密度（RSD＜2.0%）和准确度（加标回收率96%～102%）。

3　结论

浸提-离子色谱法在测定污泥中可溶性氟化物时，静置浸提需要2h才能达到满意效果，考虑到超声波震荡仪价格较贵，推荐采用纯水机械震荡浸提1h，测定的回收率是96.0%～102%，相对标准偏差均小于2%。该方法具有测定结果准确、快速、、稳定度强、精密度高等优点，并且无需加入化学试剂即可进行检测，可满足环境污泥中可溶性氟化物的检测。

参考文献

［1］营浩，张显晨，郜红建.不同pH值的柠檬酸对茶园土壤溶出液中氟组分变化的影响［J］.环境化学，2014，33（11）：1885- 1992.

［2］程炜.含氟废水处理实例与工艺探讨［J］.资源节约与环保，2015，（5）：42- 43.

［3］张超杰，周琪.含氟水治理研究进展［J］.给水排水，2002，28（12）：26- 29.

［4］张露露，罗佳文，石明岩.城市污泥处理处置的研究进展［J］.广州建筑，2015，43（5）：2- 5.

［5］罗国兵.离子色谱法测定污水中理化检验（化学分册），2011，47（11）：741- 742.

［6］薛光璞，牛星梅.在离子色谱法中用碳18小柱预处理有机污染水样［J］..环境监测管理与技术.1994，6（2）：59.

［7］刘学芝，韩富根，焦桂珍.烟叶中氯含量测定方法的改进效果［J］.河南农业科学，2004，33（4）：22.

［8］朱江，程丽娅，郎朗.离子色谱法测定植物样品中氯的前处理方法研究［J］.分析实验室，2015，8（34）：922- 925.

Determination of soluble fluoride in sewage sludge samples by ion chromatography with pure water extraction

LONG Lin1，LUO Guo-bing2，ZHOU Jun3
（1.Changzhou Drainage Management Department，Changzhou 213022，China；2.Water Quality Monitoring Station，Wuxi Drainage Co. Ltd.，Wuxi 214011，China；3.Changzhou Environmental Monitoring Center，Changzhou 213001，China）

Abstract：A new method for the determination of soluble fluoride in sewage sludge samples was developed by ion chromatography. The results indicated that the method has good accuracy and precision. The linear range was 0～10.0mg·L-1. The detect limit（DL）was 0.025mg·L-1. The relative standard deviation（RSD）was below 2.0%with 96.0%～102%recovery. The proposed method has well stability，rapid analytical speed and easy operation for environmental analysis such as the determination of soluble fluoride in sewage sludge samples with satisfactory results.

Key words：pure water extraction；ion chromatography；soluble fluoride

中图分类号：O652.63

文献标识码：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160625

收稿日期：2016- 01- 18

作者简介：龙麟（1979-），男，硕士研究生，工程师，2002年毕业于南京农业大学环境保护专业，从事排水监测工作。