废气铅的测定中一种新的玻璃纤维滤筒的前处理方法

杨 惠

(葫芦岛市环境保护监测中心站，辽宁 葫芦岛 125000)

目前，国标方法HJ538-2009[1]和HJ685-2014[2]中要求测定固定污染源废气中的铅时，需要使用石英纤维滤筒。但是石英纤维滤筒的使用成本很高[3]，对于有大量有组织废气采样任务的单位压力很大。因此现在仍多采用普通玻璃纤维滤筒作为替代[4]。国产玻璃纤维滤筒虽然成本很低，但本底铅含量很高[5]，有的甚至高达6mg/L。因此需要对玻璃纤维滤筒进行前处理，降低空白滤筒的铅含量，使其符合标准中对空白值应小于测定下限(0.4mg/L)的要求。

已报导的前处理方法，主要是用硝酸加热浸泡3h的方法[1]。加热浸泡虽然可降低空白值，但滤筒容易掉屑，而且前处理时间较长。本方法探讨在硝酸中采用超声进行前处理，以较好的降低空白值，并尽量保持滤筒的完整性及缩短处理时间。此外，本方法探讨采用氢氟酸全消解滤筒的方法[6，7]。

一、材料与方法

1 仪器设备

ZEEnit700型原子吸收分光光度计、铅空心阴极灯均购自德国耶拿公司。

SH3200超声波清洗器购自上海宏宇环保应用研究所。

2 材料与试剂

玻璃纤维滤筒：河北某环境监测器材厂。

铅标准储备液500mg/L，用1%硝酸稀释至100mg/L作为标准使用液。

浓硝酸、氢氟酸、过氧化氢均为优级纯。

3 方法

3.1 仪器工作条件

测定波长为283.3nm，灯电流为5.0mA，测量方式为标准曲线，背校方式为氘灯，火焰类型为空气-乙炔，载气为高纯氩气。

3.2.1 浸泡

将3个滤筒放入盛有300mL 1+1硝酸的烧杯中，加热至酸温70℃，浸泡3h。取出滤筒，在蒸馏水中浸泡10min，然后用水淋洗近中性，烘干备用。

3.2.2 超声波处理

将滤筒放入900mL 1+1硝酸的烧杯中，保持酸温70℃超声震荡，在20min、40min、60min、80min及100min时分别取出3个滤筒，在蒸馏水中浸泡10min，然后用水淋洗近中性，烘干备用。

3.3 消解

将滤筒剪成小块，放入50mL聚四氟乙烯烧杯中，加入浓硝酸溶液10mL、氢氟酸4mL、过氧化氢5mL浸没样品滤筒，于电热板上加热至微沸，保持微沸2h。必要时可补加少量水，再在电热板上加热至微沸，直至溶液粘稠近干。再加入1%硝酸溶液溶解残渣，冷却后将溶液转移至50mL容量瓶中，用水稀释至标线。

3.4 标准曲线的绘制及样品的测定

配制铅标准系列，浓度为：0.00mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、1.50mg/L、2.00mg/L，按照仪器工作条件测定吸光度，以浓度为横坐标，吸光值为纵坐标绘制标准曲线。之后，在与标准曲线相同仪器工作条件下，进行样品的测定。

二、结果与讨论

1 工作曲线和回归方程

在0.00到2.00mg/L浓度范围内，标准系列回归方程为：

y=0.031599x+0.000366，相关系数r=0.9996，符合测定要求。

2 不同前处理方法测定结果分析

从表1中可以看出，对于降低空白滤筒铅含量，超声波处理效果可以达到或超过加热浸泡的前处理方法。加热超声60min时铅含量为0.28mg/L，已满足标准中对空白值应小于测定下限(0.4mg/L)的要求。此时效果已优于加热浸泡处理，而且掉屑轻微，用时缩短三分之二。继续增加超声时间，没有达到更好的处理效果，达到100min时，掉屑明显增多，因此认为超声处理60min时效果最佳。

表1 滤筒的不同前处理方法测定结果比较

从表2可以看出，国标方法中仅用硝酸和过氧化氢进行消解，滤筒被部分消解，而且每个滤筒被部分消解的程度也不相同，RSD为37.2%，差异很大。消解体系中加入氢氟酸时，滤筒全部被消解，滤筒铅含量均值为2.41mg/L，RSD为5.21%。超声处理60min至100min后被全消解的滤筒铅含量在0.26-0.33mg/L之间，均值为0.29mg/L，RSD为7.57%，说明超声处理60min后，滤筒铅含量基本一致。跟国标方法相比，全消解滤筒铅含量一直性强，还免去了抽滤的繁琐过程，避免了抽滤过程中带来的损失。因此，本研究认为采用氢氟酸进行全消解效果更佳[8]。

表2 滤筒的不同消解方式测定结果比较

三、结论

通过以上研究，得出以下结论：

(1)对测定废气中铅所用的玻璃纤维滤筒进行前处理时，加热超声处理优于加热浸泡处理；

(2)加热超声60min时效果最佳；

(3)采用氢氟酸全消解滤筒的方法优于国标方法中部分消解的方法。

[1]环境保护部.HJ 538-2009固定污染源废气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法(暂行)[S].北京，中国环境科学出版社，2010.

[2]环境保护部.HJ 685-2014固定污染源废气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法[S].北京，中国环境科学出版社，2014.

[3]黄昌妙.玻璃纤维滤筒重金属本底值与使用成本分析[J].中国资源综合利用，2013，31(4)：47-50.

[4]罗伟金.探讨废气总铅采样对玻璃纤维滤筒进行处置后可替代石英滤筒[J].建材发展导向：上，2015(8)：327-328.

[5]赵利.滤筒材质的选择对固定源废气中铅测定的影响[J].图书情报导刊，2012，22(9)：133-135.

[6]乐小亮，毛慧，吴晶.废气铅的测定中玻璃纤维滤筒的消解方法[J].理化检验-化学分册，2015，51(1)：108-110.

[7]刘锟，刘蕾.玻璃纤维滤筒消解状态对铅测定结果的影响[J].污染防治技术，2014(5)：53-56.

[8]陈秋雯.硝酸-氢氟酸微波消解体系测定厂界空气中的铅[J].环境影响评价，2010，32(6)：13-14.