警告:硝酸和鹽酸具有強腐蝕性和強氧化性,樣品消解過(guò)程應在通風(fēng)櫥內進(jìn)行,實(shí)驗人員應注意佩戴防護器具,避免吸入呼吸道或接觸皮膚和衣物。
1 適用范圍
本標準規定了測定環(huán)境空氣和廢氣顆粒物中砷、硒、鉍、銻四種元素的原子熒光法。
本標準適用于環(huán)境空氣、無(wú)組織排放監控點(diǎn)空氣和固定污染源有組織排放廢氣顆粒物中砷(As)、硒(Se)、鉍(Bi)、銻(Sb)的測定。
當環(huán)境空氣采樣量為 150 m3(實(shí)際狀態(tài)),樣品預處理定容體積為 50.0 ml 時(shí),方法的檢出限為 0.2 ng/m3~2 ng/m3,測定下限為 0.8 ng/m3~8 ng/m3;無(wú)組織排放監控點(diǎn)空氣采樣量為50 m(3 標準狀態(tài)),樣品預處理定容體積為50.0 ml 時(shí),方法檢出限為 0.4 ng/m3~4 ng/m3,測定下限為 1.6 ng/m3~16 ng/m3;固定污染源有組織排放廢氣采樣量為 0.600 m3(標準狀態(tài)干煙氣),樣品預處理定容體積為 100.0 ml 時(shí),方法檢出限為 0.1 g/m3~0.7 mg/m3,測定下限為 0.4 g/m3~2.8 g/m3。詳見(jiàn)附錄 A。
2 規范性引用文件
本標準引用了下列文件或其中的條款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本適用于本標準。
GB/T 16157 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法
GB/T 21191 原子熒光光譜儀
HJ/T 48 煙塵采樣器技術(shù)條件
HJ/T 55 大氣污染物無(wú)組織排放監測技術(shù)導則
HJ 93 環(huán)境空氣顆粒物(PM10 和 PM2.5)采樣器技術(shù)要求及檢測方法
HJ 194 環(huán)境空氣質(zhì)量手工監測技術(shù)規范
HJ/T 374 總懸浮顆粒物采樣器技術(shù)要求及檢測方法
HJ/T 397 固定源廢氣監測技術(shù)規范
HJ 664 環(huán)境空氣質(zhì)量監測點(diǎn)位布設技術(shù)規范(試行)
3 方法原理
用濾膜或濾筒采集空氣或廢氣中顆粒物,樣品經(jīng)硝酸-鹽酸混合酸消解后,進(jìn)入原子熒光光譜儀,試樣中的砷、硒、鉍、銻在酸性條件下與硼氫化鉀(或硼氫化鈉)發(fā)生氧化還原反應,生成砷化氫、硒化氫、鉍化氫、銻化氫氣體,氫化物在氬氫火焰中形成基態(tài)原子,在元素燈(砷、硒、鉍、銻)發(fā)射光的激發(fā)下產(chǎn)生原子熒光,在一定濃度范圍內原子熒光強度 與試液中元素的含量成正比。
4 干擾和消除
銅等過(guò)渡金屬元素可能對測定有干擾,加入硫脲-抗壞血酸混合溶液(5.17),可以基本消除干擾。在本標準的實(shí)驗條件下,樣品中含 100 mg/L 以下的 Cu2+、50 mg/L 以下的 Fe3+、1 mg/L 以下的 Co2+、10 mg/L 以下的 Pb2+和 150 mg/L 以下的 Mn2+不影響測定。
5 試劑和材料
除非另有說(shuō)明,分析時(shí)均使用符合國家標準的分析純試劑,實(shí)驗用水為新制備的去離子水或蒸餾水。
5.1 鹽酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml,優(yōu)級純。
5.2 硝酸:ρ(HNO3)=1.42 g/ml,優(yōu)級純。
5.3 氫氧化鉀(KOH)。
5.4 氫氧化鈉(NaOH)。
5.5 硼氫化鉀(KBH4)。
5.6 硫脲(CH4N2S)。
5.7 抗壞血酸(C6H8O6)。
5.8 三氧化二砷(As2O3):優(yōu)級純。
5.9 硒粉:高純(質(zhì)量分數 99.99%以上)。
5.10 鉍:高純(質(zhì)量分數 99.99%以上)。
5.11 三氧化二銻(Sb2O3):優(yōu)級純。
5.12 鹽酸溶液:5+95
量取 50 ml 鹽酸(5.1)溶于約 500 ml 水中,再用水稀釋并定容至 1 L。
5.13 鹽酸溶液:1+1
量取 500 ml 鹽酸(5.1)溶于約 400 ml 水中,再用水稀釋并定容至 1 L。
5.14 鹽酸溶液:c(HCl)=1 mol/L
量取 41.6 ml 鹽酸(5.1)溶于一定量的水中,再用水稀釋至 500 ml。
5.15 硝酸-鹽酸混合溶液
分別量取 55.5 ml 硝酸(5.2)及 166.5 ml 鹽酸(5.1),溶于約 500 ml 水中,再用水稀釋并定容至 1 L。
5.16 硼氫化鉀溶液:ρ(KBH4)=20 g/L
稱(chēng)取 0.5 g 氫氧化鉀(5.3)溶于 100 ml 水中,玻璃棒攪拌至完全溶解后,再加入 2.0 g硼氫化鉀(5.5),攪拌溶解,用時(shí)現配。
注:也可以用氫氧化鈉、硼氫化鈉配制硼氫化鈉溶液。
5.17 硫脲-抗壞血酸混合溶液
稱(chēng)取硫脲(5.6)、抗壞血酸(5.7)各 5 g,用 100 ml 水溶解,混勻,用時(shí)現配。
元素燈(砷、硒、鉍、銻)發(fā)射光的激發(fā)下產(chǎn)生原子熒光,在一定濃度范圍內原子熒光強度 與試液中元素的含量成正比。
4 干擾和消除
銅等過(guò)渡金屬元素可能對測定有干擾,加入硫脲-抗壞血酸混合溶液(5.17),可以基本消除干擾。在本標準的實(shí)驗條件下,樣品中含 100 mg/L 以下的 Cu2+、50 mg/L 以下的 Fe3+、1 mg/L 以下的 Co2+、10 mg/L 以下的 Pb2+和 150 mg/L 以下的 Mn2+不影響測定。
5 試劑和材料
除非另有說(shuō)明,分析時(shí)均使用符合國家標準的分析純試劑,實(shí)驗用水為新制備的去離子水或蒸餾水。
5.1 鹽酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml,優(yōu)級純。
5.2 硝酸:ρ(HNO3)=1.42 g/ml,優(yōu)級純。
5.3 氫氧化鉀(KOH)。
5.4 氫氧化鈉(NaOH)。
5.5 硼氫化鉀(KBH4)。
5.6 硫脲(CH4N2S)。
5.7 抗壞血酸(C6H8O6)。
5.8 三氧化二砷(As2O3):優(yōu)級純。
5.9 硒粉:高純(質(zhì)量分數 99.99%以上)。
5.10 鉍:高純(質(zhì)量分數 99.99%以上)。
5.11 三氧化二銻(Sb2O3):優(yōu)級純。
5.12 鹽酸溶液:5+95
量取 50 ml 鹽酸(5.1)溶于約 500 ml 水中,再用水稀釋并定容至 1 L。
5.13 鹽酸溶液:1+1
量取 500 ml 鹽酸(5.1)溶于約 400 ml 水中,再用水稀釋并定容至 1 L。
5.14 鹽酸溶液:c(HCl)=1 mol/L
量取 41.6 ml 鹽酸(5.1)溶于一定量的水中,再用水稀釋至 500 ml。
5.15 硝酸-鹽酸混合溶液
分別量取 55.5 ml 硝酸(5.2)及 166.5 ml 鹽酸(5.1),溶于約 500 ml 水中,再用水稀釋并定容至 1 L。
5.16 硼氫化鉀溶液:ρ(KBH4)=20 g/L
稱(chēng)取 0.5 g 氫氧化鉀(5.3)溶于 100 ml 水中,玻璃棒攪拌至完全溶解后,再加入 2.0 g硼氫化鉀(5.5),攪拌溶解,用時(shí)現配。
注:也可以用氫氧化鈉、硼氫化鈉配制硼氫化鈉溶液。
5.17 硫脲-抗壞血酸混合溶液
稱(chēng)取硫脲(5.6)、抗壞血酸(5.7)各 5 g,用 100 ml 水溶解,混勻,用時(shí)現配。
5.18 氫氧化鈉溶液:c(NaOH)=1 mol/L
稱(chēng)取 20.0 g 氫氧化鈉(5.4)溶于水,冷卻后稀釋至 500 ml。
5.19 砷標準溶液
5.19.1 砷標準貯備液:ρ(As)=100 mg/L
購買(mǎi)市售有證標準物質(zhì),或稱(chēng)取 0.1320 g 經(jīng)過(guò) 105℃干燥 2 h 的優(yōu)級純三氧化二砷(5.8) 溶解于 5 ml 氫氧化鈉溶液(5.18)中,用鹽酸溶液(5.14)中和至酚酞紅色褪去,用水定容至 1000 ml,混勻。4℃下可存放 2 年。
5.19.2 砷標準中間液:ρ(As)=1.00 mg/L
移取 5.00 ml 砷標準貯備液(5.19.1),置于 500 ml 的容量瓶中,加入 100 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 1 年。
5.19.3 砷標準使用液:ρ(As)=100 μg/L
移取 10.00 ml 砷標準中間液(5.19.2),置于 100 ml 容量瓶中,加入 20 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 30 d。
5.20 硒標準溶液
5.20.1 硒標準貯備液:ρ(Se)=100 mg/L
購買(mǎi)市售有證標準物質(zhì),或稱(chēng)取 0.1000 g 硒粉(5.9),置于 100 ml 燒杯中,加 20 ml 硝酸(5.2)低溫加熱溶解后冷卻至溫室,移入 1000 ml 容量瓶中,用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 2 年。
5.20.2 硒標準中間液:ρ(Se)=1.00 mg/L
移取 5.00 ml 硒標準貯備液(5.20.1),置于 500 ml 的容量瓶中,加入 200 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 100 d。
5.20.3 硒標準使用液:ρ(Se)=100 μg/L
移取 10.00 ml 硒標準中間液(5.20.2),置于 100 ml 容量瓶中,加入 40 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。用時(shí)現配。
5.21 鉍標準溶液
5.21.1 鉍標準貯備液:ρ(Bi)=100 mg/L
購買(mǎi)市售有證標準物質(zhì),或稱(chēng)取 0.1000 g 鉍(5.10),置于 100 ml 燒杯中,加 20 ml 硝酸(5.2),低溫加熱至溶解完全,冷卻,移入 1000 ml 容量瓶中,用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 2 年。
5.21.2 鉍標準中間液:ρ(Bi)=1.00 mg/L
移取 5.00 ml 鉍標準貯備液(5.21.1),置于 500 ml 的容量瓶中,加入 100 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 1 年。
5.21.3 鉍標準使用液:ρ(Bi)=100 μg/L
移取 10.00 ml 鉍標準中間液(5.21.2),置于 100 ml 容量瓶中,加入 20 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。用時(shí)現配。
5.22 銻標準溶液
5.22.1 銻標準貯備液:ρ(Sb)=100 mg/L
購買(mǎi)市售有證標準物質(zhì),或稱(chēng)取 0.1197 g 經(jīng)過(guò) 105℃干燥 2 h 的三氧化二銻(5.11),溶解于 80 ml 鹽酸(5.1)中,移入 1000 ml 容量瓶中,加入 120 ml 鹽酸(5.1),用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 2 年。
5.22.2 銻標準中間液:ρ(Sb)=1.00 mg/L
移取 5.00 ml 銻標準貯備液(5.22.1),置于 500 ml 的容量瓶中,加入 100 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。4℃下可存放 1 年。
5.22.3 銻標準使用液:ρ(Sb)=100 μg/L
移取 10.00 ml 銻標準中間液(5.22.2),置于 100 ml 容量瓶中,加入 20 ml 鹽酸溶液(5.13),用水定容至標線(xiàn),混勻。用時(shí)現配。
5.23 石英或玻璃纖維濾膜
對粒徑大于 0.3 μm 顆粒物的阻留效率不低于 99%。
5.24 石英或玻璃纖維濾筒
對粒徑大于 0.3 μm 顆粒物的阻留效率不低于 99.9%。
5.25 氬氣:純度≥99.99%。
6 儀器和設備
6.1 顆粒物采樣器
使用的環(huán)境空氣顆粒物采樣器性能和技術(shù)指標應符合 HJ/T 374 和 HJ 93 的規定。污染源廢氣顆粒物采樣器采樣流量為 5 L/min~80 L/min,其他性能和技術(shù)指標應符合 HJ/T 48 的規定。
6.2 原子熒光光譜儀應符合 GB/T 21191 的規定,具有砷、硒、鉍、銻的元素燈。
6.3 微波消解裝置
6.3.1 微波消解儀:具有溫度控制和程序升溫功能。
6.3.2 微波消解容器:聚四氟乙烯或同級材質(zhì)。
6.3.3 旋轉盤(pán):在微波消解過(guò)程中必須使用旋轉盤(pán),以確保樣品接受微波的均勻性。
6.4 電熱板:溫控精度±5℃。
6.5 恒溫水浴裝置:溫控精度±1℃。
6.6 分析天平:精度為 0.0001 g。
6.7 陶瓷剪刀。
6.8 聚四氟乙烯燒杯。
6.9 一般實(shí)驗室常用儀器和設備。
7 樣品
7.1 樣品采集
7.1.1 環(huán)境空氣樣品
環(huán)境空氣采樣點(diǎn)的布設和采樣過(guò)程按照HJ 664和HJ 194中顆粒物采樣的要求執行。
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