火焰原子吸收分光光度法测定大气固定污染源镍的方法
环境室:孙黎黎
一、方法概述
本方法依据大气固定污染源—镍的测定 火焰原子吸收分光光度法HJ/T 63.1-2001。本方法用玻璃纤维滤筒和过氯乙烯滤膜采集样品,当采样体积为10m
3时,经硝酸-高氯酸溶液将滤膜加热浸泡制备成10ml样品直接吸入火焰进行测定。根据其对特征谱线吸收强度,来确定样品溶液中镍的浓度。本方法检出限为3×10
-5 mg/m
3,测定范围10-500ug/m
3。
该标准适用于大气固定污染源有组织和无组织排放中镍及其化合物(系指经滤筒或滤膜采集的颗粒物中能被硝酸—高氯酸浸出的镍及化合物)的测定。
二、仪器和试剂
1. 仪器及设备
1.1 火焰原子吸收分光光度计。
1.2 镍空心阴极灯。
1.3 乙炔钢瓶。
1.4 空气压缩机,应备有除水、除油、除尘装置。
1.5 总悬浮颗粒采样器,按GB/T 15432-1995执行。
1.6 烟尘采样器,按GB/T 15432-1995执行。
1.7 玻璃纤维滤筒和过氯乙烯滤膜。
2. 试剂
2.1 硝酸: 优级纯。
2.2 高氯酸: 优级纯。
2.3 硝酸溶液(1+1):2.1配制。
2.4 硝酸溶液(1+99):2.1配制。
2.5 镍标准储备溶液:1000mg/L。
2.6 镍标准工作液:100mg/L。
三、 分析步骤
1. 样品的采集与保存
1.1 样品的采集
1.1.1 无组织排放
采样时间及采样监控点位置的确定,按照GB16297-1996《大气污染源综合排放标准》附录C进行。操作步骤按GB/T15432-1995《环境空气 总悬浮颗粒物的测定 重量法》进行采样。
1.1.2 有组织的排放
采样点的数目、采样点位置及操作步骤,按GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物的测定和气态污染物采样方法》有关规定进行。采样频次和时间,按GB/T《大气污染物综合排放标准》有关规定进行。
1.2 样品的存放
采样结束后,将滤筒或滤膜取出,编号后,放入干燥洁净的器皿中。并按照采样要求,作好记录。
2. 标准曲线的绘制
取6个100ml容量瓶,分别加入镍标准工作液(2.6)0、0.5、1.0、2.0、5.0ml,然后用硝酸(2.4)稀释至刻度。
根据选定的原子吸收分光光度计工作条件,测定溶液的吸光度,再根据不同浓度下镍的吸光度值绘制标准曲线。
仪器参数按照仪器说明书选择,具体参数如下:
波长:232.0nm; 灯电流:10mA; 空气流量:9.5L/min;
火焰类型:贫燃型; 火焰高度:5.0mm; 乙炔流量:2.2L/min;
3. 样品的制备
滤筒样品:将滤筒剪碎,置于150ml锥形瓶中,用少量水润湿,加30ml硝酸(2.1)和5ml高氯酸(2.2)(以酸浸过样品为宜,不够加硝酸),瓶口插入一短颈玻璃漏斗,在电热板上加热至沸腾,蒸至近干时取下冷却。再加10ml硝酸(2.1),继续加热至近干,如此操作,直至样品消解完全。然后稍冷,加少量水过滤,每次转移洗涤液时用玻璃棒将絮状纤维挤压干净,浓缩滤液至近干后转移至25ml容量瓶中,加水稀释、定容到刻度。
滤膜样品:将滤膜剪碎,置于100ml锥形瓶中,加10ml硝酸(2.1)浸泡过夜,再加2ml高氯酸(2.2),瓶口插入一短颈玻璃漏斗,其他步骤同滤筒样品的处理方法,所用酸量均减半。
4.空白实验
取同批号空白滤膜或滤筒(每种至少两个),按以上相同步骤制备空白溶液。
5.样品溶液测定
按标准曲线绘制时仪器的工作条件,加入硝酸溶液(2.4),将仪器调零,分别将空白溶液和样品溶液直接吸入火焰,测定吸光度值。
表1 镍的标准曲线
编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
浓度(mg/L) | 0.0 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 5.0 |
减空白后吸光值 | 0.0003 | 0.0516 | 0.1053 | 0.1897 | 0.4586 |
标准曲线 | y=0.0908x+0.0068 |
相关系数 | R2=0.9992 |
[img=,492,247]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110954306541_9101_2904018_3.png!w492x247.jpg[/img]
四、结果计算
根据所测得的样品溶液吸光度值,在标准曲线上查出样品溶液和空白溶液中镍的浓度,并由下式计算出大气污染源中镍的含量(mg/m
3)。
滤膜:
c(Ni,mg/m3)=[img=,91,45]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110955330961_7768_2904018_3.png!w91x45.jpg[/img]
滤筒:
c(Ni,mg/m3)= [img=,63,45]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110955447778_1503_2904018_3.png!w63x45.jpg[/img]
式中:
c—镍及其化合物(换算成镍)的浓度mg/m
3;
a—样品溶液的含中镍的浓度;mg/mL;
b—空白溶液中镍浓度,ug/mL;
V—样品溶液体积,mL;
V
nd—换算成标准状态下(0℃,101325Pa)的采样体积,m
3;
S
t—滤膜总面积,cm
3;
S
a—测定时所取滤膜的面积,cm
3;
其中:
[img=,405,97]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110955595671_4001_2904018_3.png!w405x97.jpg[/img]
五、方法检出限
向空白溶液中加入一定量的镍标准溶液,使其浓度为1.00mg/L来测定方法检出限,测定7次,MDL(方法检出限)见下表:
表2. 镍测定方法检出限
测定次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
测定值 | 1.00 | 0.99 | 1.01 | 1.00 | 0.98 | 1.01 | 0.99 |
S |
0.01 |
MDL (mg/L) |
0.03 |
本方法镍的检出限为0.03mg/L。
六、方法精密度
对于浓度为1.00mg/L的镍标液测定七次,方法精密度见下表:
表3. 大气镍测定方法精密度
编 号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
镍 | 1.00 | 0.99 | 1.01 | 1.00 | 0.98 | 1.01 | 0.99 |
[img=,18,21]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps9E18.tmp.png[/img] | 1.00 |
SD | 0.011 |
RSD | 1.1% |
本方法精密度为1.1%,而原方法标准HJ/T63.1-2001中提供镍的方法精密度小于4.0%和3.4%,因此本方法的精密度完全能够满足HJ/T63.1-2001方法标准的要求。
七、方法准确度
表4. 水质镍测定方法准确度
测定项目 | 测定结果( mg/L) | 真值 ( mg/L) | 真值不确定度( mg/L) | 结果判断 |
Ni | 0.391 | 0.395 | 0.021 | 合格 |
与绘制标准曲线相同条件,对镍水质控样SXRC-ZK-2015-01008 (0.395±0.021 mg/L)进行测定。结果表明,所测镍浓度为0.391mg/L,结果在测试范围内,此方法的准确性好,测定结果真实可靠。
八、总结
通过对大气中镍含量测定方法的检出限、精密度和准确度的评价,本方法测定大气镍的结果准确,真实可信,可用于大气镍含量的测定。
十、注意事项
1. 如果存在背景吸收,用自动背景校正装置或邻近非特征吸收谱线法进行校正。
2. 如果存在集体干扰,用标准加入法测定并计算结果。
3. 实验所用玻璃及塑料器皿用前在硝酸溶液中浸泡24h以上,然后用水清洗干净。
4. 消解水样时蒸至近干,若有沉淀需过滤。
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