危險廢物無機元素的檢測，應該如何選擇檢測分析設備？

根據危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別，生活垃圾填埋污染控制標準、危險廢物焚燒污染控制標準、危險廢物填埋污染控制標準等一系列危險廢物有害元素限制的國家標準的相繼出臺，固廢中的無機元素的檢測變得越來越重要；面對市面上多種技術和檢測設備，固廢處理企業應當如何進行儀器選型？本文通過對幾項標準的解讀，和主流技術儀器的對比，為用戶提供一定的參考。

表 1危險廢物中無機危害成分及分析方法

       從上表中可以看出，如果想解決固體廢物和危險廢物中所有的無機金屬元素檢測，最理想的情況是將上述六種方法對應的設備都配齊，并且有相匹配的技術人員人數。但現實并沒有這么理想，目前在整個危險廢物經營行業中能夠具備這樣實力的單位很少。大多數的企業從資金到人員的配備上都很難滿足6種大型儀器全部配齊的理想要求；基本上該行業的用戶希望能夠配置1-2種儀器，來滿足目前的樣品檢測需求；更理想的情況是，在這兩三種儀器的基礎上，還能夠通過簡單的增補配置和前處理等方式，繼續滿足未來可能擴展的潛在檢測需求。既然財力和人力都有限，那么應該如何選擇配置儀器設備來最大程度上滿足現有的和未來的檢測需求呢？我們通過對六種分析儀器及方法的優缺點的比較，來確定如何選擇合適的儀器組合。
       電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）雖然能夠使得實驗室頓時“高大上”起來，但實際在元素分析中是它卻是一把“雙刃劍”，優點鮮明——具有檢出限低、樣品通量大、可進行同位素分析等優點，同時劣勢也很明顯：儀器本身購買的價格很高，儀器維護麻煩，成本高，樣品前處理要求苛刻，從試劑選擇到操作到人員技術能力再到實驗室環境都有非常高的要求。濃度較高的樣品，需要多次的稀釋，誤差會非常的大。目前國內固體廢物、危險廢物處理行業還處于起步發展階段，技術人員和技術能力儲備能力以及購置儀器的資金均有限，所以大部分企業幾乎不一會配置ICP-MS。
       原子吸收分光光度法（AAS）作為經典的元素分析方法，在單元素分析時有一定的優勢，。例如火焰法分析速度快，精密度好，石墨爐法檢出限低，可以直接固體或懸浮液進樣等。但受限于元素燈一次只能分析一個元素，多元素檢測時分析效率將大大降低。并且火焰法由于原子化溫度不高，同時檢出限相對于其他方法高，一般為mg/L（mg/kg）~百分含量，難以滿足部分元素的檢測需求。石墨爐法由于單個元素分析時間長（每個數據每個元素約4分鐘）、數據結果精密度較差（1~5%）、線性動態范圍小（102），制約了該技術的推廣，目前只在個別元素分析上有一定的優勢。固體廢物和危險廢物處理行業需要篩查大量樣品，鑒別的元素種類較多，而大樣品量多元素同時分析恰好是原子吸收分光光度法劣勢，所以不建議配置原子吸收分光光度計為實驗室常規分析儀器。
       原子熒光分光光度法（AFS）是目前分析砷、汞等重金屬元素最理想的方法，但除了這幾種重金屬元素以外的元素分析，原子熒光分光光度法就顯得無能為力。所以原子熒光分光光度計可以作為砷、汞等重金屬元素的專用儀器進行配置。
       電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES），采用高溫等離子體作為原子化器，不需要元素燈，可真正實現多元素同時測定。目前主流市場上的ICP-OES又可分為順序掃描型（又叫單道掃描型）和全譜直讀型。順序掃描型（單道掃描型）ICP-OES存在運動部件，即步進電機；分析時需要針對所選擇的元素譜線一個一個分析，整體分析速度較慢，通常為5~8個元素/分鐘；信號和背景（或者干擾）不是在同一時刻采集的，測量準確性較差，另外因為檢測使得時間長，導致整個分析過程中氬氣的消耗量較高，這對于實驗室來說，是一筆不小的開支；   
       如果采用順序掃描型ICP-OES進行危險廢物行業多元素分析，必然存在以下幾個問題：
1. 操作繁瑣，整個檢測過程需要先測量標液、再測量樣品、再測量標液，非常浪費時間。
2. 單道掃描需要依次讀取每一個波長的數據，測量時間跟測量波長數量有關，多個元素的測量會需要大量的時間，工作效率低。
3. 危險廢物行業的樣品往往需要選擇多個波長的測量結果進行分析，以確定一個不受干擾的波長作為測量波長，不同基質的樣品最優的波長都不一樣，因此每批樣品都需要進行最優波長確認，耗時耗錢。
4. 危險廢物行業往往需要篩查大量樣品，如果一個樣品檢測時間多一倍，那么對于幾十上百的樣品，檢測時間上的差距就更大了。不僅浪費水浪費氬氣，而且還會嚴重影響效率。
       全譜直讀型ICP-OES采用中階梯光柵分光系統，具有高分辨率和色散率，無運動部件，多元素多波長同時分析時只需1~2分鐘，其檢測速度、重復性、穩定性都有很大的提高。
       相對于原子吸收分光光度法和紫外可見分光光度法，多元素快速測量才是ICP-OES真正的優勢所在。單道掃描型ICP-OES的缺點在于操作繁瑣，時間長，對于快速多元素測量影響特別大，因此全譜直讀型ICP-OES儀器更適合危險廢物鑒別的應用。
       分光光度法檢測六價鉻具有其他方法不具備的優勢，檢出限比火焰原子吸收低（檢測范圍0.004mg/L~1.00mg/L），采購、運行和維護成本比石墨爐原子吸收法、電感耦合等離子體發射光譜法低（不需要消耗石墨管和氬氣）。
       綜上所述，在固體廢物和危險廢物處理行業應用中，大量樣品篩查和多元素鑒別時電感耦合等離子體發射光譜儀應作為第一選擇儀器，原子吸收分光光度計可以作為第二次能力補充或提升時進行配置。而原子熒光分光光度計和紫外可見分光光度計作為砷、汞等重金屬元素和六價鉻分析的專用儀器配置。
       當然，以上只是我們通過分析推薦測檢測配置，如果有些固廢處理企業存在某些特殊元素或者資金實力雄厚的情況，大可以根據自己的喜好和側重來選擇儀器配置。