空气和废气颗粒物中金属元素的测量

使用符合国家标准的优级纯或高纯（如微电子级）化学试剂。 实验用水为去离子水或纯度达到比电阻≥18 MΩ·cm 的水。仪器和设备颗粒物采样器：使用的环境空气颗粒物采样器（含切割器）性能和技术指标应符合HJ/T 374 和HJ 93的 规定。污染源废气颗粒物采样器采样流量为5 L/min ~80 L/min ，其性能和技术指标应符合 HJ/T 48 的规定。电感耦合等离子体发射光谱仪 仪器主要检定项目及计量性能至少应符合国家计量检定规程JJG 768中规定的B 级要求。（上海美析仪器有限公司）微波消解仪：具有程式化功率设定功能。微波消解容器：PFA Teflon 或同级材质。聚四氟乙烯烧杯：100 ml 。聚乙烯或聚丙烯瓶：100 ml 。陶瓷剪刀。试剂硝酸：ρ（HNO3）=1.42 g/ml。盐酸：ρ（HCl）=1.19 g/ml。过氧化氢：ω （H2 O2)=30 % 。氢氟酸：ρ（HF）=1.16 g/ml。高氯酸：ρ（HClO4）=1.67 g/ml。硝酸-盐酸混合消解液： 于约500 ml 水中加入55.5 ml硝酸（5.1）及167.5 ml （5.2）盐酸，用水稀释并定容至1 L。硝酸溶液：1+1 。于400 ml 水中加入500 ml 硝酸（5.1），用水稀释并定容至1 L。硝酸溶液：1+9 。于400 ml 水中加入100 ml 硝酸（5.1），用水稀释并定容至1 L。硝酸溶液：1+99（标准系列空白溶液）。 于400 ml 水中加入10.0 ml 硝酸（5.1），用水稀释并定容至1 L。硝酸溶液：2+98（系统洗涤溶液）。 于400 ml 水中加入20.0 ml 硝酸（5.1），用水稀释并定容至1 L。主要用于冲洗仪器 系统中的残留物。盐酸溶液：1+1 。 于400 ml 水中加入500 ml 盐酸（5.2），用水稀释并定容至 1 L。盐酸溶液：1+4 。 于400 ml 水中加入200 ml 盐酸（5.2），用水稀释并定容至1 L。标准溶液：市售有证标准溶液。多元素标准贮备溶液：ρ=100 mg/L。单元素标准贮备 溶液：ρ=1000 mg/L 。石英滤膜，特氟龙滤膜或聚丙烯等有机滤膜。 对粒径大于0.3 μm颗粒物的阻留效率不低于99% 。石英滤筒，玻纤滤筒。 对粒径大于0.3 μm 颗粒物的阻留效率不低于99.9% 。空白滤筒中目标金属元素含量应 小于等于排放标准限值的1/10 ，不符合要求则不能使用。氩气：纯度不低于 99.9% 。样品采集按照HJ 664 的要求设置环境空气采样点位。采集滤膜样品时，使用中流量采样器，至少采集10m 3（标准状态）。当金属浓度较低或采集PM10（PM2.5）样品时，可适当增加采样体 积，采样时应详细记录采样环境条件。无组织排放大气颗粒物样品的采集，按照HJ/T 55中 有关要求设置监测点位，其它同环境空气样品采集要求。污染源废气样品采样过程按照GB/T 16157中颗粒物采样的要求执行。使用烟尘采样器采集滤筒样品至少0.600m 3（标准状态干 烟气）。当重金属浓度较低时可适当增加采样体积。如管道内烟气温度高于需采集的相关金 属元素熔点，应采取降温措施，使进入滤筒前的烟气温度低于相关金属元素的熔点。样品保存滤膜样品采集后将有尘面两次向内对折，放入样品盒或纸袋中保存；滤筒样品采集后将 封口向内折叠，竖直放回原采样套筒中密闭保存。 样品在干燥、通风、避光、室温环境下保存。试样制备——微波消解取适量滤膜或滤筒样品（例如：大流量采样器矩形滤膜可取1/4，或截取直径为47 mm 的圆片；小流量采样器圆滤膜取整张，滤筒取整个），用陶瓷剪刀剪成小块置于微 波消解容器（微波消解容器：PFA Teflon 或同级材质）中，加入20.0 ml 硝酸-盐酸混合消解液（硝酸-盐酸混合消解液： 于约500 ml 水中加入55.5 ml硝酸（ρ（HNO3）=1.42 g/ml）及167.5 ml （ρ（HCl）=1.19 g/ml）盐酸，用水稀释并定容至1 L），使滤膜（滤筒）碎片 浸没其中，加盖，置于消解罐组件中并旋紧，放到微波转盘架上。设定消解温度为200 ℃， 消解持续时间为15 min 。消解结束后，取出消解罐组件，冷却，以水淋洗微波消解容器内壁， 加入约10 ml水，静置0.5 h 进行浸提。将浸提液过滤到100 ml 容量瓶中，用水定容至100 ml 刻度，待测。当有机物含量过高时，可在消解时加入适量的过氧化氢（ω（H2 O2)=30 %）以分解有机物。实验室样品空白取与样品相同批号、相同面积的空白滤膜或滤筒，按与试样制备相同的步骤制备实验室空白试样。分析步骤仪器参数采用仪器生产厂家推荐的仪器工作参数。表1 给出了测量时参考分析条件。点燃等离子体后，按照厂家提供的工作参数进行设定，待仪器预热至各项指标稳定后开 始进行测量。波长选择分析测定校准曲线基于颗粒物样品实际化学组成，表2 给出了标准溶液浓度参考范围。建议在此范围内除 标准系列空白溶液（1+99（标准系列空白溶液）。 于400 ml 水中加入10.0 ml 硝酸（ρ（HNO3）=1.42 g/ml），用水稀释并定容至1 L），依次加入多元素标准储备液（标准溶液：市售有证标准溶液。多元素标准贮备溶液：ρ=100 mg/L。单元素标准贮备 溶液：ρ=1000 mg/L 。）配制3 ～5个浓度水平的标准系列。各浓度点用硝酸溶液（1+99（标准系列空白溶液）。 于400 ml 水中加入10.0 ml 硝酸（ρ（HNO3）=1.42 g/ml），用水稀释并定容至1 L）定容至50.0 ml。可根据实际样品中待测元素浓度情况调 整校准曲线浓度范围。将标准溶液依次导入发射光谱仪进行测量，以浓度为横坐标，元素响应强度为纵坐标进 行线性回归，建立校准曲线。样品测定分析样品前，用系统洗涤溶液（硝酸溶液：2+98（系统洗涤溶液）。 于400 ml 水中加入20.0 ml 硝酸（5.1），用水稀释并定容至1 L。主要用于冲洗仪器 系统中的残留物。）冲洗系统直到空白强度值降至最低，待分析信号 稳定后开始分析样品。样品测量过程中，若样品中待测元素浓度超出校准曲线范围，样品需稀释后重新测定。结果计算与表示——结果计算 颗粒物中金属元素的浓度按下列公式计算：