全自动流动注射分析仪测定固体废物中挥发酚

陈泽炫,胡丹心,石燕丽,甄梓豪,徐展辉,陆春霞

(1.中国广州分析测试中心 广东省化学危害应急检测技术重点实验室,广州510070; 2.广州市环境监测中心,广州510070)

固体废物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的,且在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质[1]。酚类化合物是重要的化工原料之一,广泛存在于石化、印染、农药等行业,对一切生命体均能产生毒害作用,因此,对水、土壤、沉积物、固体废物中此类化合物的检测显得尤为重要[2-4]。

目前国内没有关于固体废物中挥发酚的测定标准方法。依据HJ 557－2010《固体废物 浸出毒性浸出方法 水平振荡法》和CJ/T 221－2005《城市污水处理厂污泥检验方法》,本工作提出了用水振荡浸提固体废物样品,并参考了HJ 998－2018《土壤和沉淀物 挥发酚的测定4-氮基安替比林分光光度法》和HJ 825－2017《水质 挥发酚的测定 流动注射-4-氨基安替比林分光光度法》等分析方法,利用全自动流动注射分析仪测定浸提液中挥发酚的含量,讨论了振荡频率与振荡时间对挥发酚回收率的影响。

本方法将水振荡提取处理固体废物样品与全自动流动注射分析仪相结合,能够极大地提高固体废物样品中挥发酚的检测效率,具有灵敏度高、精密度好的特点。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

BDFIA-8000型全自动流动注射分析仪;SHABA型水平振荡器;500 mL全玻璃蒸馏器。

挥发酚标准储备溶液:1 000 mg·L－1。

挥发酚标准溶液:10.0 mg·L－1,移取10.0 mL挥发酚标准储备溶液于1 L容量瓶中,用水定容,混合均匀。

4-氨基安替比林溶液:0.64 g·L－1,称取4-氨基安替比林0.32 g于适量水中,用水稀释至500.0 mL,混合均匀。

缓冲溶液:称取3.75 g氯化钾、3.1 g硼酸和2.0 g铁氰化钾溶于适量水中,溶解后转移至1 L容量瓶中,再加入1 mol·L－1氢氧化钠溶液47 mL,调节pH为10.2,用水稀释至刻度,混合均匀。

10%(体积分数,下同)磷酸溶液为蒸馏试剂,试验用水为重蒸馏过的无酚水。

1.2 仪器工作条件

波长为500 nm;流通池为1 cm;清洗时间为20 s,进样时间为140 s,进载流时间为60 s,到达阀时间为260 s。

1.3 试验方法

称取10.0 g固体废物样品置于500 mL广口聚乙烯瓶中,加入250 mL水,放置在水平振荡器上,以100 r·min－1的振荡频率水平振荡15 min,静置5 min,用定量滤纸过滤,收集滤液,按照仪器工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 水平振荡器的振荡频率及振荡时间的选择

试验用石英砂替代固体废物样品,称取石英砂10.0 g,加入100.0 mg·L－1的挥发酚标准溶液1.0 mL,得到质量分数为5.0 mg·kg－1的石英砂样品,平行制备12个样品。在振荡时间相同的条件下,试验考察了振荡频率分别为50,80,100,150 r·min－1时对挥发酚回收率的影响。结果发现:振荡频率分别为50,80,100,150 r·min－1时,挥发酚的回收率分别为74%,85%,91%,92%,说明水平振荡频率超过100 r·min－1时,挥发酚的回收率超过90%且趋于稳定。试验选择水平振荡器的振荡频率为100 r·min－1。

设置水平振荡器振荡频率为100 r·min－1,试验进一步考察了振荡时间分别为3,5,10,15,20 min时对挥发酚回收率的影响。结果发现:当振荡时间大于等于10 min时,挥发酚的回收率大于85%,且趋于稳定。试验选择水平振荡器的振荡时间为10 min。

2.2 标准曲线与检出限

用水将10.0 mg·L－1的挥发酚标准溶液逐级稀释,配制质量浓度分别为5.0,10.0,25.0,50.0,100.0,200.0μg·L－1的挥发酚标准溶液系列,按照仪器工作条件对其进行测定。以挥发酚的质量浓度为横坐标,与其对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。结果表明:挥发酚的线性范围为5.0～200.0μg·L－1,线性回归方程为y＝0.228 6x＋0.772 2,相关系数为0.999 8。

按照仪器工作条件对5.0μg·L－1的挥发酚标准溶液平行测定10次,计算标准偏差s,以3倍的标准偏差计算方法的检出限(3s),结果为0.45μg·L－1。当固体废物取样量为10.0 g,浸提体积为250 mL时,计算出固体废物样品中挥发酚的检出限为0.011 mg·kg－1。

2.3 精密度试验

试验选取样品1＃(焦化废水污水处理厂产生的固体废物)、样品2＃(钢铁厂含酚废水池旁的固体废物)和样品3＃(明胶厂污水处理产生的固体废物)为研究对象,按照试验方法对其进行测定,每个样品平行测定6次,计算测定平均值和测定值的相对标准偏差(RSD),结果见表1。

表1 精密度试验结果(n＝6)Tab.1 Results of test for precision(n＝6)

2.4 回收试验

为了考察该方法的适用性,试验采用对样品1＃、样品2＃和样品3＃进行加标回收试验,计算挥发酚的测定平均值和回收率,结果见表2。

表2 回收试验结果(n＝3)Tab.2 Results of test for recovery(n＝3)

2.5 方法比对

分别采用本法和行业标准HJ 998－2018中的4-氨基安替比林分光光度法对5个不同类别的固体废物(样品编号为4＃～8＃)进行测定,计算两种不同分析方法测定值的相对偏差,结果见表3。

表3 两种不同分析方法的测定结果比较Tab.3 Comparison of results by 2 different analytical methods

由表3可知:两种不同分析方法对固体废物中挥发酚的测定结果基本一致,相对偏差均小于1%。

本方法具有高自动化、高灵敏度、精密度和加标回收率均满足质量标准控制要求等特点,可为固体废物中挥发酚快速测定提供新思路。