微波消解ICPMS測定垃圾滲濾液中鉛\鎘

　　垃圾填埋場滲濾液是指垃圾在堆放和填埋過程中由于垃圾自身所含水份或垃圾發酵和雨水的淋浴、沖刷以及地表水和地下水的浸泡而濾出來的污水，其形成的特殊性導致了水質的復雜性[1]，也成為地下水和地表水污染的重要來源[2,3]。其中鉛、鎘是垃圾填埋滲濾液中主要的重金屬污染成分，且難以被生物降解，是典型的累積富集型有毒元素。鉛能夠與人體內多種酶配合，擾亂機體多項機理功能；鎘會積累在腎臟和骨骼中，引起功能失調及自然骨折等難以治愈的疾病。鑒于垃圾滲濾液樣品的復雜性，建立一個快速、準確的對鉛、鎘具有普遍適應性的前處理和分析方法，對垃圾填埋場監測工作具有重要意義。 
　　目前，垃圾滲濾液中金屬元素的測定多使用分光光度法、原子吸收光譜法（AAS）、原子熒光法（AFS）、電感耦合等離子體原子發射光譜法ICP-AES[4]。分光光度法靈敏度較低；AAS法、AFS法易受垃圾滲濾液中有機物的干擾，準確性低[5,6]。ICP-MS法具有檢出限低、線性范圍寬、多元素同時測定等優點，近年來已經廣泛應用于環境監測領域[7,8]。微波消解法測定樣品準確度高，精密性好，酸消耗量少，且操作方便[9]。今以硝酸-過氣化氫為消解體系，采用微波消解 ICP-MS法同時測定垃圾滲濾液中鉛、鎘，方法操作簡便，分析快速、準確。 
　　1 試驗 
　　1.1 主要儀器與試劑 
　　 NexIONTM 300Q型電感耦合等離子質譜儀，美國Perkin Elmer公司；DEENA 60全自動石墨消解儀，美國Thomas Cain公司；PURELAB Option S7型超純水機，英國GLGA公司。 
　　鉛、鎘標準溶液，國家環境保護部標準樣品研究所；質譜調諧液（Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、Pb、U1μg/L），美國Perkin Elmer公司；內標貯備液（Pb、Cd，200μg/L），美國Perkin Elmer公司，使用時用1%硝酸溶液稀釋至10μg/L；硝酸、鹽酸、過氧化氫、高氯酸均為優級純；氬氣（99.999%）。 
　　1.2 樣品前處理 
　　 量取25.00ml垃圾滲濾液，置于消解罐中，加入一定體積消解液，搖勻，擰緊，放入微波消解儀中，按程序（見表1）消解。消解樣品同時以純水代替樣品制備實驗室全程序樣品空白（不少于兩個）。 
　　表1微波消解程序 
　　 
　　1.3 樣品測定 
　　將ICP-MS開機，抽真空達到要求后，用質譜調諧液調節儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等指標，達到測定要求后，調諧P/A因子，在線加入內標，編輯方法，依次測定標準系列、全程序空白和樣品溶液。根據標準曲線線性回歸方程計算樣品中待測元素的含量。 
　　儀器主要工作參數：RF功率1275W；霧化器氬氣流速0.95L/min；等離子體氬氣流速16L/min；載氣流量1.2L/min；采集模式為Spectrum；重復次數3次；積分時間2S。 
　　2 結果與討論 
　　2.1 消解體系的選擇與加標回收試驗 
　　垃圾滲濾液是一種污染物種類繁多、水質構成復雜的高濃度毒性有機廢水。本試驗以河源七寨生活垃圾填埋場污水處理廠進口處水樣為樣品，為確保取樣的代表性，重復收集4次，每次收集間隔2h，并將其混合作為實驗所用水樣。分別采用硝酸[10]、硝酸+鹽酸[10]、硝酸+過氧化氫、硝酸+高氯酸消解體系，用上述方法做加標回收試驗，結果見表2。 
　　表2 實際樣品加標回收試驗結果 (n=3)μg/L 
　　 
　　相比5ml硝酸和5ml硝酸+1ml鹽酸消解體系，5ml硝酸+1ml過氧化氫消解體系可產生高能態活性氧，消解樣品更加徹底；相比5ml硝酸+1ml高氯酸消解體系，5ml硝酸+1ml過氧化氫消解體系更加安全且不引入對ICP-MS產生干擾的物質；因此，本試驗選擇5ml硝酸+1ml過氧化氫消解體系。 
　　2.2線性范圍、回歸方程與方法檢出限 
　　ICP-MS具有極寬的線性范圍，綜合考慮垃圾滲濾液中各元素的含量水平，以及監測工作的實際需求，本試驗選擇1μg/L～500μg/L范圍的鉛、鎘進行研究。 
　　根據《環境監測 分析方法標準制修訂技術導則》（HJ 168-2010）附錄A“方法特性指標確定方法”的要求，重復測定7次全程序空白，計算標準偏差s，按MDL=計算方法檢出限。鉛、鎘的線性方程與方法檢出限見表3. 
　　表3線性方程與方法檢出限 
　　 
　　 有證標準物質測定 
　　測定了國家環境保護部標準樣品研究所的標準樣品，測定值均在允許范圍內，結果見表4. 
　　表4 有證標準物質測定結果 mg/L 
　　 
　　 精密度試驗 
　　取1份消解后的垃圾滲濾液，對鉛、鎘平行測定7次，根據其測定結果計算相對標準偏差（RSD），結果見表5。 
　　表5 精密度試驗結果 
　　 
　　3 結語 
　　采用硝酸體系微波消解 ICP-MS測定垃圾填埋場滲濾液中的鉛、鎘，方法操作簡便，檢出限低，靈敏度高、干擾較小，其準確度、精密度均能滿足垃圾滲濾液分析要求，為垃圾填埋場的的監測工作提供了有力的技術支持。