ICP-MS法测定金属矿山开发活动固体废物中重金属含量

樊 丽，马广贤

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

矿山开采产生的废石和选矿产生的尾矿占金属矿山固体废物的绝大部分。污染大气环境、水环境和土壤环境，并影响生活环境卫生等，特别是重要污染问题非常突出。所以必须要做好重金属的检测工作[1]。文章主要利研究了ICPMS法对金属矿山开发活动固体废物中重金属的测定，希望为相关工作提供有益参考。

1 重金属含量的测定方法

重金属检测的方法：对于重金属而言，主要是指其比重在5以上的金属，主要包括45种，如金、银、铜、铅、镍、钴、钼、镉等，这些重金属很难通过生物方式进行有效降解，而且会在人们的食物链大量富集，不断蓄积于人体内，产生较大的毒性，危害人体健康，引发很多疾病[2]。因此，做好重金属的检测工作越发凸显出其重要性。现在在检测重金属的过程中应用的方法很多，如AFS、AAS、ICP-MS、ICPOES、XRF、UV-Vis、HPLC等方法应用比较普遍，同时还有免疫分析手段以及电化学检测法与生物传感器法和酶分析与化学滴定等诸多方法，在检测重金属污染重都发挥着巨大的作用。

固废重金属含量实验室测定的方法：由于重金属的危害性极大，因此也受到了人们的广泛重视。目前在实验室测定固体废弃物重金属污染过程中，ICP-MS电感耦合等离子体质谱法应用较为广泛，同时ICP-OES离子发射光谱法也发挥着巨大的作用，并且还有化学滴定方法测定以及分光光度法和GF-AAS石墨炉原子吸收光谱法、AFS原子荧光法等都能够有效地开展固废重金属含量实验室测定。

固废重金属含量检测方法的选择：为了更好的对固体废弃物重金属含量进行检测，应当充分考虑固废物的类型与含量、待测元素等，同时依照仪器工作条件等来科学有效的选择测定方法。如进行固废总铬测定过程中，通过硫酸亚铁铵滴定法，需要超过1mg/L浓度的固废浸出液才能够开展低浓度测定；而利用FAAS法测定过程中，在0.1mg/L浓度也可进行有效测定；在0.004mg/L的浓度范围，可通过二苯碳酰二肼分光光度法测定，2.8μg/L浓度范围，可通过GF-AAS法进行测定。然而检测高浓度浸出液过程中，通过仪器进行测定，应当对水样进行稀释，如此便能对误差进行有效控制。因此，在开展测定过程中，应当依照浸出液浓度情况对相应的检测方法进行选择。并且，单一元素测定可选择GF-AAS法以及FAAS法，AFS法能够对4种元素进行同时测定，多元素同时测定可选择分光光度法，然而必须要对元素干扰问题进行有效控制。ICP-MS法以及ICPOES法在多元素测定过程中，不仅精确度高，而且干扰小。

2 重金属含量测定中需注意的问题

制样与前处理问题:在进行固体废弃物样品采集与制备样品的过程中，必须要根据《危险废物鉴别技术规范》（HJ/T298-2007）、《工业固体废物采样制样技术规范》（HJ/T20-1998）等规范要求，进行合理风干，并进行破碎，合理筛分，混合、缩分等。浸出液以及污染物总量试样是固废的主要试样。现在主要的使用的浸出方法为水平震荡以及翻转法和两种酸浸法。两种酸浸出法主要评价固废中是否存在有机和无机物浸出毒性。翻转法主要评价除外硫化物及氰化物之外的其他无机物污染。硫化物与氰化物之外的地表水与地下水浸沥固废中无机污染物的评价，主要通过水平振荡法进行处理。消解是重要的样品前处理措施，通常分为电热板以及微波消解等方式。微波消解不仅速度快，而且不用过多的试剂，挥发损失较少，因此，应用比较普遍。

碱体系以及酸体系是重要的消解试剂，处理六价铬时，多用碱体系进行消解。浸出液消解和水质测定非常类似，消解过程中主要是利用硝酸，同时利用混合酸消解之后测定污染物总量。消解完成之后，通过离心以及过滤程序，对试液容积进行调节之后，便可开展测定。

干扰问题:干扰问题普遍存在于各类元素的分析过程当中，特别是测定金属元素，具有非常多的干扰因素。只有科学合理的开展测定，才能有效的控制干扰。

3 ICP-MS法测定固废重金属含量

以下结合固废污泥重金属含量测定为例，探讨重金属的检测方法。

实验方法:将污泥样品进行风干与破碎之后，通过100目尼龙筛后，通过微波手段进行消解，仪器型号为MARX型，工作条件：经10min后将温度升高到175℃，同时消解20min，主要应用硝酸4mL-盐酸1mL-氢氟酸1mL-双氧水1mL体系进行消解。完成消解之后，于150℃赶酸近干，静置冷却通过纯水进行50 mL定容，依照HJ 766-2015方法开展试验，并同时开展空白试验。ICP-MS型号为icap-Qc（美国热电公司），1500W的射频功率，标准氩气模式，测定过程中的质谱干扰通过干扰校正方程进行消除。

结果与讨论实验结果见表1:通过表1测定结果显示，达到了82.9%～112%的回收率，满足了75%～125%的加标回收率要求。达到了5.7%～11.5%精密度要求，能够有效开展测定。通过测定结果显示，在固废重金属含量测定过程中利用ICP-MS法进行测定不仅效率高，而且极大的满足了精密度的要求，能够同时对多种元素开展测定。

表1 固体废弃物分析结果元素

4 结语

我国地域辽阔，金属矿山繁多，金属矿山固体废物问题一直困扰着矿山工作人员。造成固废污染问题是由于多重因素所造成，特别是重金属污染，极大的增加了固废的防治难度，因此，必须要充分重视重金属的检测，同时还要依照实际情况对检测方法进行科学选择，文中主要对ICP-MS法测定金属矿山开发活动固体废物中重金属含量进行探讨，希望为相关工作提供参考。