基于形态分离与检测的垃圾填埋场砷污染解析

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woshi19891
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垃圾填埋场中的As的二次污染风险高,但目前关于填埋场As的研究仅关注As总量,而缺乏对As的准确表征。本研究探究了填埋场渗滤液和填埋垃圾As总量及形态的预处理与测定方法,以期为填埋场中As的环境行为精准评估提供参考。首先,研究了渗滤液中总As的分析方法,依次通过条件因子优化,发现当HNO3:H2O2(V:V)、消解温度为和消解时间分别为2.79:0.21、166℃和38 min时,渗滤液As的消解效果最佳。As消解液在以基体改进剂(10 mg/L的Pd)用量为8μL、灰化温和原子化温度分别为600℃和2200℃时可准确测定。其次,探究了填埋垃圾总As的分析方法。基于填埋垃圾不均质特性,分别针对大、小颗粒填埋垃圾样品进行微波消解预处理优化研究。经优化,小颗粒填埋垃圾微波消解分别在HNO3:H2O2(V:V)、消解温度及消解时间为3:2、179℃和32 min时最佳,而大颗粒填埋垃圾则分别为2:1、166℃和48 min。多因子进一步优化,在最佳微波消解条件下,小颗粒样品As的平均质量浓度和回收率分别为7.61±0.09 mg/kg和91±14%,大颗粒样品则为7.70±0.10 mg/kg和84±12%,方法可行。再次,考察了渗滤液As形态的分析方法。发现SPE柱流动相H+浓度、填充密度和流速分别为2 mol/L、0.0786 g/cm~3和1 m L/min时具有最佳吸附性能,对As(Ⅲ)吸附率高于95%,而As(Ⅴ)则完全不吸附、MMA和DMA则几乎不吸附。吸附As(Ⅲ)后的巯基棉用5m L的1:1(V:V)HNO3在沸水浴中加热5 min洗脱最彻底,洗脱率平均可达到97.65%;20%-2%的碘化钾-硫脲混合还原剂则可更好地实现SCF-SPE柱对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和有机胂的分离。SCF-SPE法用于渗滤液As形态分离,其中As(Ⅲ)加标回收率为96.0%~103.4%,As(Ⅴ)加标回收率为94.6%~99.09%,相对偏差均小于5%,方法准确、可靠,操作方便简单,推广应用性强。最终,优化了填埋垃圾As形态的分析方法。发现H3PO4-Vc浸提剂对填埋垃圾中As的浸提效果最优,其中Vc能抑制As(III)转化为As(V)而保持其形态。该体系中,Vc浓度为0.4 mol/L时可有效抑制浸提过程中As(Ⅲ)向As(Ⅴ)的转化,从而提高As形态检测的准确性和可靠性。在1.0 mol/L H3PO4-0.4mol/L Vc浸提剂下,微波浸提优势显著,两步浸提As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、有机胂的总浸提率可达到96.43%,是可靠的填埋垃圾As形态浸提方法。本研究获得的渗滤液和填埋垃圾中As总量及形态分析方法对研究复杂环境下As的环境行为具有重要参考价值。
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