磷酸提取-高效液相色谱-氢化物发生原子荧光光谱法分析垃圾焚烧飞灰中无机砷形态.pdf

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1、第43卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第4期2015年4月ChineseJournalofAnalyticalChemistry490—494DOI：10。llS9S／j．issn．0253-3820．141140磷酸提取．高效液相色谱．氢化物发生原子荧光光谱法分析垃圾焚烧飞灰中无机砷形态徐章胡红云陈敦奎曹金秀姚洪(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室．武汉430074)摘要以HPO为提取剂，通过微波提取的方法，采用高效液相色谱．氢化物发生原子荧光光谱联用技术(HPLC—HG—AFS)实现了垃圾焚烧飞灰中砷的价态测定

2、。重点探究了H1P0存在下，使用HPLC．HG—AFS测定无机砷(AsH和As(V))价态的色谱条件。结果表明，当使用(NH)HPO为流动相时，PO的存在会对As(V)的分析造成不利影响，增大流动相流速对改善这种状况几乎没有效果；而使用Na2HPO．KHPO混合溶液(pH6．864)作为流动相时，可以显著降低P0对As(、，)分析的干扰。在优化的色谱条件下，As0叩D和As(v)可在5min内实现分离，检出限分别为0．063和0．110g／L。在标准物质加标回收实验中，各价态回收率良好(86．5％～102．5％)。利用本方法

3、对来自4个垃圾焚烧电厂的飞灰样品进行分析，发现垃圾焚烧飞灰中的砷主要以As(V)的形式存在。关键词无机砷；形态分析；高效液相色谱一氢化物发生原子荧光光谱技术；垃圾焚烧飞灰1引言近年来，垃圾焚烧技术在我国广泛应用[1]，在其有效处理城市生活垃圾的同时，也产生了大量焚烧飞灰。砷作为一种易挥发的元素，大量富集于飞灰中[2]。飞灰中的砷进人环境，对人体和动植物造成威胁。砷的毒性不仅取决于其含量，也决定于其存在形态。垃圾焚烧产生的飞灰中砷主要以无机形态存在

4、3]，而As㈣的毒性远大于As(V)]。因此，要合理评估飞灰中砷的危害，必须对

5、其价态进行准确分析。目前，通过将高效液相色谱(HPLC)等分离技术与电感耦合等离子质谱技术(ICP—MS)、原子荧光光谱(AFS)、原子吸收光谱(AAS)等检测技术耦合，可实现对不同价态砷的分离和测定l5，6]。其中，高效液相色谱一氢化物发生原子荧光光谱联用技术(HPLC．HG—AFS)，不仅具有较低的检出限，还具有分析速度快、稳定性好等优点，得到了广泛应用[7]。然而对土壤、煤等固体样品中As价态进行分析前，需采用合适的提取剂和提取方法对样品中的As进行无损提取。文献[10，11]在对土壤中的砷形态进行分析时，发现HP0是

6、一种高效而温和的提取剂。目前，HPO作为常用的提取剂已广泛用于固体样品如煤、大气颗粒物中As形态分析_l，坞]。取得了较好的效果。但在本研究组前期的研究中发现，使用HPLC．HG．AFS测试经HPO提取的飞灰提取液中砷形态时，Ascv)的峰形发生了明显的畸变，严重影响了砷形态的准确分析，类似的现象在Georgiadis等的研究中也有报道ll。但并未有学者就此进行深入分析。HPO带来的干扰直接影响了HP0提取后使用HPLC．HG—AFS分析As价态的准确性。改善HPO作为提取剂时对HPLC—HG．AFS测定砷形态造成的不良影响

7、，显得尤为重要。鉴于此，本研究优化了HPO存在下使用HPLC—HG．AFS技术分析砷价态的色谱条件。在此基础上，建立了以HPO和抗坏血酸混合溶液为提取剂，以微波辅助提取，并采用HPLC．HG—AFS技术分析垃圾焚烧飞灰中As形态的方法。2实验部分2．1仪器与试剂AFS一8220双道原子荧光光度计及砷特种空心阴极灯(北京吉天仪器有限公司)；P230高压恒流泵2014．12-31收稿：2015-01．16接受本文系国家重点基础研究发展计划(No．2011CB201505)、湖北省科技支撑项目(No．2014BCB040)资助女—

8、mail：hyao@mail．hust．edu．cn第4期徐章等：磷酸提取一高效液相色谱一氢化物发生原子荧光光谱法分析垃圾焚烧飞灰中无机砷形态491(大连依利特分析仪器有限公司)；带保护柱的阴离子交换柱HamiltonPRP．X100(250mmx4．1mm，1Om)；KQ一3200DE型超声波清洗仪(昆山舒美超声仪器有限公司)；超纯水仪(美国Millipore公司)。(NH)HPO，KH2PO，Na：HPO等试剂均为分析纯，HC1为MOS级。砷形态的标准溶液：Aso；一溶液(GBW08666)、AsO]一溶液(GBW086

9、67)和煤飞灰成分分析标准物质(GBW08401)购自中国计量科学研究院标准物质中心。2．2样品采集和处理方法实验所用灰样采集于国内4个典型垃圾焚烧电厂布袋除尘器处收集的飞灰。采集后对飞灰进行适度粉碎、均质、烘干后制得实验样品，顺序编号。称取0．2g样品放入消解罐，向其中加入20mL1．0