為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》,保護環(huán)境,保障人體健康,規(guī)范固體廢物中氟的測定方法,生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《固體廢物 氟的測定 堿熔-離子選擇電極法(征求意見稿)》,詳情如下:
前 言
為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》,保護環(huán)境,保障人體健康,規(guī)范固體廢物中氟的測定方法,制定本標準。
本標準規(guī)定了測定固體廢物中氟的堿熔-離子選擇電極法。本標準為首次發(fā)布。
本標準由環(huán)境監(jiān)測司和科技標準司組織制訂。本標準起草單位:天津市環(huán)境監(jiān)測中心。
本標準驗證單位:云南省環(huán)境監(jiān)測中心站、湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站、山東省環(huán)境監(jiān)測中心站、南京市環(huán)境監(jiān)測中心站、天津市環(huán)科檢測技術有限公司、天津市城市生活垃圾檢測中心。
本標準生態(tài)環(huán)境部 20□□年□□月□□日批準。本標準自 20□□年□□月□□日起實施。
本標準由生態(tài)環(huán)境部解釋。
固體廢物 氟的測定 堿熔-離子選擇電極法
警告:實驗中所使用的鹽酸具有強揮發(fā)性和腐蝕性,使用過程應在通風櫥中進行。操作時應按規(guī)定佩戴防護器具,避免接觸皮膚和衣物。
1 適用范圍
本標準規(guī)定了測定固體廢物中氟的堿熔-離子選擇電極法。本標準適用于固體廢物中氟的測定。
當樣品為固態(tài)或可干化的半固態(tài),取樣量為 0.25 g 時,方法檢出限為 0.02 g/kg,測定下限為 0.08 g/kg。當樣品為液態(tài)或無需干化的半固態(tài),取樣量為 10 g 時,方法檢出限為 5×10-4g/kg,測定下限為 2×10-3 g/kg。
2 規(guī)范性引用文件
本標準內容引用了下列文件中的條款。凡是未注明日期的引用文件,其有效版本適用于本標準。
HJ/T 20 工業(yè)固體廢物采樣制樣技術規(guī)范 HJ/T 298 危險廢物鑒別技術規(guī)范
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本標準。
氟 fluoride
指在本標準規(guī)定的條件下,樣品經氫氧化鈉熔融提取后測定的氟化物(以 F-計)。
4 方法原理
樣品中的氟化物經氫氧化鈉高溫熔融提取,在一定的 pH 值范圍和總離子強度下,用氟離子選擇電極法測定,溶液中氟離子濃度的對數(shù)與電極電位成正比。
5 干擾和消除
當試樣中 Al3+的濃度高于 60 mg/L、Fe3+的濃度高于 150 mg/L 時,對氟的測定產生負干擾,可通過稀釋消除。
6 試劑和材料
除非另有說明,分析時均使用符合國家標準的分析純試劑,實驗用水為新制備去離子水。
6.1 氫氧化鈉(NaOH)。
6.2 鹽酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml。
6.3 檸檬酸鈉(Na3C6H5O7˙2H2O)。
6.4 檸檬酸(C6H8O7)。
6.5 溴甲酚紫(C21H16Br2O5S)。
6.6 氟化鈉(NaF):基準試劑。
使用前,于 105~110℃烘 2 h,置于干燥器內,冷卻至室溫,備用。
6.7 氫氧化鈉溶液:c(NaOH)=5 mol/L。
稱取 100 g 氫氧化鈉(6.1),用水溶解后稀釋至 500 ml,混勻。
6.8 氫氧化鈉溶液:c(NaOH)=0.2 mol/L。
稱取 0.8 g 氫氧化鈉(6.1),用水溶解后稀釋至 100 ml,混勻。
6.9 鹽酸溶液:1+1。
量取 100 ml 鹽酸(6.2),用水稀釋至 200 ml。
6.10 總離子強度調節(jié)緩沖溶液(TISAB)。
稱取 294 g 檸檬酸鈉(6.3)和 26 g 檸檬酸(6.4),加入約 900 ml 水溶解后,用鹽酸溶液(6.9)或氫氧化鈉溶液(6.7)調節(jié) pH 約為 5.5,稀釋至 1000 ml,混勻。貯于聚乙烯瓶中,4℃冰箱中保存,臨用時取出,放至室溫后使用。
6.11 氟標準貯備液:ρ(F-)=1000 mg/L。
準確稱取 0.2212 g 氟化鈉(6.6),加水溶解后,轉入 100 ml 容量瓶中,用水稀釋至標線,混勻,貯于聚乙烯瓶中。也可購買市售有證標準物質。
6.12 氟標準使用液 :ρ(F-)=50.0 mg/L。
準確移取氟標準貯備液(6.11)5.00 ml,置于 100 ml 聚乙烯容量瓶中,用水稀釋至標線,混勻。
6.13 溴甲酚紫指示劑:ρ(C21H16Br2O5S)=0.4 g/L。
稱取 0.10 g 溴甲酚紫(6.5),溶于 10 ml 氫氧化鈉溶液(6.8)中,用水稀釋至 250 ml。
6.14 定性濾紙。
7 儀器和設備
7.1 離子計或酸度計:精度 0.1 mV。
7.2 氟離子選擇電極和參比電極(或氟復合電極)。
7.3 磁力攪拌器及聚乙烯磁力攪拌子。
7.4 聚乙烯燒杯:100 ml。
7.5 聚乙烯容量瓶:100 ml。
7.6 鎳坩堝:50 ml 或 100 ml,帶蓋。
7.7 馬弗爐:800 ℃及以上。
7.8 電熱板:具有溫控功能,最高溫度可設定至 200℃。
7.9 超聲波清洗器。
7.10 分析天平:感量 0.1 mg。
7.11 篩:直徑 0.15 mm(100 目)。
7.12 一般實驗室常用儀器和設備。
8 樣品
8.1 樣品的采集和保存
按照 HJ/T 20 及 HJ/T 298 的相關規(guī)定進行固體廢物樣品的采集與保存。使用聚乙烯瓶貯
存,密封可保存 30 d。
8.2 樣品的制備
按照 HJ/T 20 的相關規(guī)定進行固體廢物樣品的制備。
8.2.1 固態(tài)或可干化的半固態(tài)樣品的制備
準確稱取 10 g(m1,精確至 0.01 g)樣品,自然風干或冷凍干燥,再次稱重(m2,精確至 0.01 g),研磨,全部過篩(7.11)備用。
8.2.2 液態(tài)或無需干化的半固態(tài)樣品的制備
直接稱取 1.0 g~10.0 g(m1,精確至 0.01 g)樣品于鎳坩堝中。
8.3 試樣的制備
8.3.1 固態(tài)或可干化的半固態(tài)試樣的制備
稱取 0.10 g~0.25 g(m3,精確至 0.1 mg)干燥過篩后的樣品(8.2.1),置于鎳坩堝(7.6)
中。將 3.0 g 氫氧化鈉(6.1)均勻覆蓋于鎳坩堝(7.6)中的樣品表面,加蓋后放入馬弗爐(7.7)
中,按照表 1 的升溫程序進行堿熔消解。待溫度降至室溫后,將鎳坩堝取出,用約 80 ml 熱
水(約 80℃~90℃)分幾次浸取,全部轉移至燒杯中??捎秒姛岚?7.8)或超聲波清洗器(7.9)輔助溶解,直至熔融物完全溶出。再緩慢加入 5.0 ml 鹽酸溶液(6.9),冷卻后全部轉移至 100 ml 具塞比色管中,用水稀釋至標線,搖勻,靜置澄清或用定性濾紙(6.14)過濾后待測。
8.3.2 液態(tài)或無需干化的半固態(tài)試樣的制備
用氫氧化鈉溶液(6.7)將樣品(8.2.2)的 pH 值調至 11~12,置于電熱板(7.8)上,在通風櫥中以 120℃~150℃蒸發(fā)至干。按照 8.3.1 步驟進行堿熔。
8.4 空白樣品的制備
不加樣品,按與試樣制備(8.3)相同的操作步驟進行空白試樣的制備。
9 分析步驟
9.1 標準曲線的建立
準確移取 0.10 ml、0.50 ml、1.00 ml、2.00 ml、5.00 ml、10.0 ml 氟標準使用液(6.12)
于 6 支 50 ml 具塞比色管中,加入 15 ml 總離子強度調節(jié)緩沖溶液(6.10),用水稀釋至標線,混勻。此標準系列氟離子濃度分別為 0.10 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L、5.00 mg/L 和 10.0 mg/L。
將溶液倒入聚乙烯燒杯(7.4)中,攪拌(速度以溶液表面無可見渦流為準),插入氟離子選擇電極和參比電極(或氟復合電極),按氟離子濃度從低到高依次進行測定。當電位值達到平衡時(1 min 內電位變化不大于 0.2 mV),記錄電位值 E1 (mV)。以氟離子質量濃度的對數(shù)為橫坐標,以其對應的電位響應值為縱坐標,建立標準曲線。
9.2 試樣測定
準確吸取待測試樣(8.3)的上清液或過濾后的溶液 10.0 ml 于 50 ml 比色管中,加入 1~ 2 滴溴甲酚紫指示劑(6.13),搖勻后,逐滴加入鹽酸溶液(6.9),邊滴邊搖,直至溶液由藍紫色突變?yōu)辄S色,加入 15 ml 總離子強度調節(jié)緩沖溶液(6.10),用水稀釋至標線,混勻。按照與標準曲線的建立(9.1)相同的步驟進行測定。
注:若試樣中含氟量較高,可減少取樣體積。
9.3 空白試驗
準確吸取空白試樣(8.4)10.0 ml 于 50 ml 比色管中,加入 5 μg 氟標準溶液,按照與試樣測定(9.2)相同的步驟進行測定??瞻自囈旱姆繛闇y定值與標準加入量之差。
10 結果計算與表示
10.1 結果計算
10.1.1 試樣中氟的質量濃度
試樣中氟的質量濃度ρ1 (mg/L),按公式(1)計算:
式中:ρ1 ——試樣中氟的質量濃度,mg/L;
E1 ——試樣的電位響應值,mV;
E ——標準曲線的截距,mV;
S ——標準曲線的斜率,mV。
10.1.2 固態(tài)或可干化的半固態(tài)固體廢物
樣品中氟的含量 w (g/kg)按照公式(2)計算:
式中: w ——固體廢物中氟的含量,g/kg;
ρ1 ——試樣中氟的質量濃度,mg/L;
V3 ——待測液的定容體積,ml;
V1 ——消解后試樣的定容體積,ml;
m3 ——研磨過篩后試樣稱取的質量,g;
V2 ——測定時分取的試樣體積,ml;
m2 ——干燥后固體廢物樣品的質量,g;
m1 ——固體廢物樣品的稱取量,g。
10.1.3 液態(tài)或無需干化的半固態(tài)固體廢物
樣品中氟的含量 w (g/kg)按照公式(3)計算:
式中: w ——固體廢物中氟的含量,g/kg;
ρ1 ——試樣中氟的質量濃度,mg/L;
V3 ——待測液的定容體積,ml;
V1——消解后試樣的定容體積,ml;
m1——固體廢物樣品的稱取量,g;
V2——測定時分取的試樣體積,ml。
10.2 結果表示
測定結果小數(shù)位數(shù)與方法檢出限一致,最多保留三位有效數(shù)字。
11 精密度和準確度
11.1 精密度
六家實驗室分別對氟含量為 0.88 g/kg、1.17 g/kg、1.71 g/kg 和 10.4 g/kg 的固體廢物實際樣品進行了 6 次重復測定,實驗室內相對標準偏差范圍分別為:3.2%~8.3%、3.5%~9.8%、4.9%~8.4%、2.3%~11%;實驗室間相對標準偏差分別為:3.8%、6.8%、7.3%、12%;重復性限分別為:0.13 g/kg、0.20 g/kg、0.28 g/kg、2.00 g/kg;再現(xiàn)性限分別為:0.15 g/kg、0.29 g/kg、0.44 g/kg、3.80 g/kg。
11.2 準確度
六家實驗室分別對氟含量為0.88 g/kg、1.17 g/kg 和10.4 g/kg的固體廢物實際樣品進行了加標回收試驗,加標回收率范圍分別為89.6%~95.2%、88.8%~94.0%和82.1%~90.3%;加標回收率最終值分別為92.6%±4.0%、92.3%±4.2%、85.1%±6.0%。
12 質量保證和質量控制
12.1 每批樣品(最多 20 個樣品)至少做 1 個實驗室空白,其測定結果應小于 1.0 μg。
12.2 每批樣品測定均須繪制標準曲線,標準曲線相關系數(shù)≥0.999。溫度在 0℃~30℃之間時,斜率滿足(54.0~60 .0)mV。
12.3 每批樣品(最多 20 個樣品)應測定一個標準曲線的中間濃度點,其測定結果與標準濃度值相對誤差的絕對值應≤10%,否則應查找原因,重新繪制標準曲線。
12.4 每批樣品按 5%的比例進行平行樣測定,樣品數(shù)量少于 20 個時,至少測定一個平行樣,兩次測定結果的相對偏差應≤30%。
12.5 每批樣品按 5%的比例進行加標回收試驗,樣品數(shù)量少于 20 個時,至少做一個,加標回收率控制在 75%~110%。
13 廢物處理
實驗過程中產生的廢物應分類收集,并送具有資質的單位集中處置。
14 注意事項
14.1 液態(tài)或無需干化的半固態(tài)樣品加熱時,注意避免過熱而引起試樣飛濺。
14.2 在測定前應使樣品達到室溫,標準系列和試液應在相同的溫度、攪拌速度下測定,整個測定過程中,溫度變化不應超過±2℃。
14.3 在測定含氟量較高的試樣后,應將電極置于水中清洗至最大電位值,防止電極產生記憶效應。
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