大氣顆粒物預(yù)處理技術(shù)研究序列提取重金屬

1、134大氣顆粒物預(yù)處理技術(shù)研究：序列提取重金屬大氣顆粒物預(yù)處理技術(shù)研究：序列提取重金屬項(xiàng)目完成單位：國(guó)家環(huán)境分析測(cè)試中心項(xiàng)目完成人：劉咸德劉鋒李顯芳董樹屏摘要本文用石英纖維濾膜采集大氣顆粒物樣品，采用序列提取的方法把鉛的總量分成環(huán)境可遷移態(tài)、碳酸鹽和氧化物態(tài)、有機(jī)質(zhì)和殘?jiān)鼞B(tài)三個(gè)分量，用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定鉛的濃度，儀器檢出限為1?gL。對(duì)實(shí)際大氣顆粒物樣品進(jìn)行序列提取，五份平行的序列提取三個(gè)分量和總和測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為7.

2、0%、3.2%、7.4%、5.0%，平行性好。該樣品三級(jí)序列提取的總和(756?gg)約為總量測(cè)定(738?gg)的102%，兩組數(shù)據(jù)一致性良好，且環(huán)境可遷移態(tài)、碳酸鹽和氧化物態(tài)、有機(jī)質(zhì)和殘?jiān)鼞B(tài)的鉛分別占鉛總和的64%、17%和20%。對(duì)幾種典型的鉛污染源排放樣品進(jìn)行序列提取和分析測(cè)定，不同源排放樣品的形態(tài)特征各有特點(diǎn)，說明用序列提取的方法來表征鉛污染源排放是可行的，達(dá)到了將不同形態(tài)的鉛化合物區(qū)分開的目的。對(duì)細(xì)顆粒（PM2.5）和可吸入

3、塵（PM10）樣品的鉛進(jìn)行序列提取分析測(cè)定，結(jié)果表明鉛在PM2.5中富集，PM2.5中的環(huán)境可遷移態(tài)、碳酸鹽和氧化物態(tài)、有機(jī)質(zhì)和殘?jiān)鼞B(tài)的鉛的含量均大于PM10。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞鉛；大氣顆粒物；序列提?。皇珷t原子吸收法鉛是國(guó)家大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的9項(xiàng)污染物指標(biāo)之一，是列入標(biāo)準(zhǔn)的唯一重金屬。我國(guó)汽油無(wú)鉛化以后，大氣鉛濃度有所下降，但仍然維持在一個(gè)較高的水平，大氣鉛污染有待綜合治理。研究鉛在環(huán)境中的形態(tài)遷移、轉(zhuǎn)化和來源，研究鉛的健康影響和生態(tài)效

4、應(yīng)，僅僅了解鉛的總量是不夠的。盧瑛等[1]采用連續(xù)提取法把金屬分成可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)Ц駪B(tài)，研究了南京市不同城區(qū)土壤中鉛等重金屬的化學(xué)形態(tài)分布。K.Moloe[2]等將大氣顆粒物中的金屬分為環(huán)境可遷移態(tài)、碳酸鹽和氧化物態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和硅酸鹽結(jié)合態(tài)。J.Hlavay[3]等用三級(jí)提取的方法研究了大氣顆粒物中重金屬的化學(xué)形態(tài)，發(fā)現(xiàn)鉛和鎘有相當(dāng)大的份額是環(huán)境可遷移的。本文用中性、弱酸、強(qiáng)酸序列提取的方法把大

5、氣顆粒物中的鉛分為環(huán)境可遷移態(tài)、碳酸鹽和氧化物態(tài)、有機(jī)質(zhì)和殘?jiān)鼞B(tài)三個(gè)分量，為分析表征大氣顆粒物中的鉛及其來源研究提供了更多的信息。1實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分1.1儀器及測(cè)試條件儀器及測(cè)試條件日本柴田公司生產(chǎn)的HVC1000N大流量采樣器；武漢市天虹智能儀表廠生產(chǎn)的TH136沸騰至微干；冷卻，加入20ml1%HNO3，再沸騰10分鐘；趁熱過濾（用少量熱硝酸溶液沖洗數(shù)次），溶液收集于50ml容量瓶中，用10ml1%HNO3沖洗，冷卻后定容。大氣顆粒

6、物中的鉛采用三級(jí)序列提取程序分析測(cè)定。①環(huán)境可遷移態(tài)：將稱重后的石英濾膜樣品剪碎后放入50mL離心管中，加入25mL1MNH4OAc(pH7)，室溫下提取15min，以3000rpm離心15min，用定量濾紙過濾到50mL聚丙烯塑料瓶中，留下濾液待測(cè)。將過濾后的濾紙放回離心管中，進(jìn)行下一級(jí)提??；②碳酸鹽和氧化物態(tài)：在離心管中加入25mL1MNH2OHHCl–25%vvHAc，室溫下提取6h，以3000rpm離心15min，用定量濾紙過濾

7、到50mL聚丙烯塑料瓶中，留下濾液待測(cè)。將過濾后的濾紙放回離心管中，進(jìn)行下一步消解；③有機(jī)質(zhì)和殘?jiān)鼞B(tài)：將殘留物轉(zhuǎn)入100mL錐形瓶中，加入10mL1：1濃HNO330%（mm）H2O2（現(xiàn)配），浸泡過夜；加熱至微沸（錐形瓶上放置漏斗），保持10分鐘；冷卻后加入10mL30%H2O2，繼續(xù)加熱至近干；冷卻，加入20mL1%HNO3，再沸騰10分鐘；趁熱過濾，用少量1%熱硝酸沖洗數(shù)次，溶液收集于50mL容量瓶中，冷卻后用1%HNO3定容，待

8、測(cè)。在進(jìn)行鉛的測(cè)定時(shí)，存在基體干擾，由于大氣顆粒物基體復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)基體匹配，用標(biāo)準(zhǔn)加入法定量。采用四點(diǎn)法定量，在4個(gè)10mL試管中加入1mL試液，分別加入1mL0ngmL、40ngmL、80ngmL、160ngmL的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，混勻。以零濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液為空白樣，用扣除空白樣吸光度后的各溶液的吸光度對(duì)加入標(biāo)準(zhǔn)的濃度作圖，將直線延長(zhǎng)，與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為樣品的濃度。2結(jié)果與討論結(jié)果與討論2.1石墨管的選擇石墨管的選擇普通石墨管成本低，對(duì)中低

9、溫原子化的元素有足夠的使用壽命；管壁碳的活性較強(qiáng)，對(duì)于高溫還原反應(yīng)原子化的元素，靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)。據(jù)文獻(xiàn)記載[5]，熱解涂層石墨管使用壽命雖然較長(zhǎng)，但測(cè)試靈敏度隨使用次數(shù)逐漸降低，很長(zhǎng)時(shí)間才能穩(wěn)定，所以本實(shí)驗(yàn)選擇使用普通石墨管。2.2序列提取程序的選擇序列提取程序的選擇大氣顆粒物的常用消解體系是混合酸，如HNO3HClO4、HNO3HClHClO4、HNO3H2O2等。有時(shí)也采用含HF的混合酸，可以把顆粒物晶格中包裹的鉛全部溶解出