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分光光度法测定大气颗粒物和柴油尾气中的砷含量 ＊ 李树文 白汀汀 河北工程大学环境工程系, 邯郸 056038 摘要 介绍了测定砷含量的分光光度法, 该方法可以应用于大气颗粒物中的痕量砷的敏感性测定。 测定、考察了北方 城市大气中砷浓度及日变化规律, 结果表明, 分光光度法显色稳定, 灵敏度高。 将此方法获得的结果与原子吸收法所 得到的结果进行比较, 两者高度吻合。 进行了柴油机动车尾气中砷含量的测定, 结果表明, 其尾气中含有一定量的砷。 关键词 分光光度法 痕量砷 大气颗粒物 吸光度 柴油机车尾气 ＊河北省博士基金 03547012D ; 河北省教育厅博士基金 B2001111 0 引言 砷是一种有毒的类金属 [ 1] , 广泛存在于自然界 中。砷通过天然 污染 源和人为 污染 源两种途径 进入大气 ,少量砷元素的存在引起了大气污染问题。 城市大气中砷含量的测定引起了普遍的关注 ,比较流 行的方法是氢化物发生-原子吸收光谱法 [ 2] HG- AAS ,但该技术需要保证测定时间的连续性 , 在测定 过程中易受外界环境干扰 , 并且过程复杂。近年来, 许多在环境样本中测定痕量砷的方法得到了很大的 发展, 现有的一些测定方法 [ 3,4] 都需要非常成熟的技 术体系和高额投资 [ 5] 来保证获得较可靠的结果 。 本研究进行了分光光度法在大气颗粒物和柴油 机动车尾气中痕量砷含量测定的应用研究 。这种方 法操作简单,在实验室就可以进行 。该方法对进行大 气污染的研究具有重要意义。 1 实验部分 1. 1 实验仪器 ZC- 1000G 大流量 TSP 采样器; 分光光度计 。 1. 2 空气样本采集 对我国北方某城市的空气样本进行采集 ,从距地 面1. 5 m 高度采集样本, 大流量采样器流速定为 1. 0m 3 min。 在 3个监测点采集样本, 设A 监测点在交 通流量相对较低的地区; B 监测点位于城市中心并且 与学校和居民区相邻; C 监测点邻近商业区,柴油机动 车通过率很高。在白天和夜晚进行样本连续采集,测 定大气中砷的平均浓度。白天采集时间为上午6 点至 下午6 点,夜晚采集时间为下午 6点至上午 6点。 1. 3 柴油尾气采集 在上海华普海域 303 柴油轿车发动机 排气量 1. 2 L 、 最大功率为 55 kW 、 最高转速4 200 r min 的工 作状态下 采集柴油尾气。 采集尾气时的工况为 2 200 r min ,功率为 30 kW ,采样温度为 50 ℃, 每次采 样有 30 L 尾气通过光纤过滤器 。 1. 4 大气颗粒物中砷的提取 通过湿法消化方法进行大气颗粒物中砷的提取。 将空气样本置于 250 mL 的蒸馏烧瓶中, 加入备好的 混合酸溶液 , 对混合物加热并保持温度在 100 ℃, 0. 5 h 后去掉表面皿, 继续加热直到混合溶液的体积 减少至原来的 1 2。然后冷却样本溶液 ,加入 2 mL KI 溶液, 振荡 ,可以使 As 5转化成低价态的 As3 。将溶 液过滤后倒入细颈烧瓶, 加入 2 滴蔷薇红 B, 将混合 溶液静置15 min, 再加入无砷蒸馏水。然后, 测定溶 液的吸光度 ,工作波长为 551 nm。 柴油机动车的柴油尾气颗粒物的取得及其溶液 的制备和以上操作方法及步骤一致 。 2 绘制工作曲线 绘制工作曲线时 , 使用的是含有 1. 0 ～ 5. 0 μ g As 3的标准溶液[ 6] ,将其放入细颈烧瓶中, 加入 1 mL 的盐酸 0. 5 mol L 和 2 mL KI 溶液, 轻微振荡 。最后 加入 2滴蔷薇红 B,静置 15 min。将所得溶液倒入盛 有无砷蒸馏水的容器中 。用上述方法制备等量不含 砷的溶液。在光波长为 551 nm 处测定样本溶液的吸 光度, 减去不含砷溶液的吸光度得到净吸光度, 以含 砷量为横坐标, 净吸光度为纵坐标, 绘制工作曲线 [ 7] , 砷含量在 1. 0～ 5. 0 μ g 范围内与溶液的吸光度呈良好 的线性关系 [ 8] 。 3 结果与讨论 1 上述方法可应用于大气颗粒物中不同砷含量 的测定。滤液被精确地分为Ⅰ 、Ⅱ两部分 。第 Ⅱ的部 78 环 境 工 程 2007年 4 月第25 卷第2 期 分滤液中加入一定量的砷, 通过上述步骤进行分析。 结果如表 1 所示 。 表 1 滤液中砷含量的测定与比较μ g 样本样本砷含量加入滤液Ⅱ的砷量滤液Ⅱ中的砷含量 12. 162. 11 22. 6524. 54 32. 7235. 56 43. 0546. 94 52. 6357. 46 2 通过对比标准参照样本Ⅰ和 Ⅱ , 可以发现这 种方法的准确性 。如表 2所示可知, 分光光度法可以 精确测定砷浓度 。 表 2 参照标准样本中砷浓度μ g g 参照样本标准浓度测得浓度 Ⅰ115. 0113. 51. 25 Ⅱ67. 068. 91. 21 3 通过分光光度法和氢化物发生-原子吸收光 谱法对过滤器中测定的砷含量进行比较 。得到的结 果列在表 3 中, 对比 2 种方法获得的结果 ,发现两者 是高度吻合的。 表 3 分光光度法和原子吸收法测定砷结果比较μ g 样本AA 测定浓度分光光度法测定浓度最大差值 12. 63 0. 0082. 660. 0060. 044 23. 15 0. 0073. 190. 0090. 056 32. 79 0. 0072. 820. 0080. 045 42. 42 0. 0072. 360. 0090. 044 52. 78 0. 0082. 840. 0070. 075 4 柴油机动车尾气中砷浓度测定结果如表 4 所 示,尾气采样体积为 30 L 。结果表明柴油尾气中含有 一定量的砷。 表 4 柴油机动车尾气颗粒物中的砷浓度ng m3 样本测定的砷浓度 1138. 4 2140. 2 3136. 9 4137. 2 5 在A 、 B 、 C 监测点采集的大气样本中砷的平 均浓度分别为 2. 4、 3. 3、 6. 0 ng m 3 。结果显示,在监测 点C 处测定的砷浓度较高, 该区域柴油机动车的交 通流量比其他地区高 。 图1 分别显示在 A 、B、 C 监测点的测定结果, 监 测时间为 7 d ,绘出的大气砷含量变化图均呈折线状 , 白天大气中的砷浓度比较高, 是由于交通流量较大, 柴油机动车通过率较高。 图 1 白天与夜晚大气砷含量变化图 4 结论 分光光度法相对于较为流行的 HG- AAS 是一种 较新的测定砷含量的方法。分光光度法测定砷含量 的方法快速 ,简单并且敏感度高, 可应用于大气污染 的研究 [ 9] 。结果表明,柴油机动车尾气中含有一定的 砷。砷造成大气污染, 并且严重危害到人类健康, 因 此有必要对大气中砷浓度进行监测与控制。 参考文献 [ 1] 杨翠英, 杨增, 张晓燕. 流动注射氢化物发生原子吸收法测定人 全血中砷. 预防医学文献信息, 2003,1 1 50 -51. 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Keywords refuse landfill, regulating reservoir and floating cover film THE DESIGN OF TREATMENT PROCESS OF MEDICAL WASTESPan Qing 62 Abstract It is designed the treatment process of medical wastes by thermal decomposition double -incineration 3T controland application of new technigue in the system of flue -gas clean, the running result showed that the treatment process can treat medicalwastes effectively, and has the advantages of no secondary pollution and good social, economic and environmental benefits, which is worth popularizing. Keywords AB -incinerator, thermal decomposition, medicalwastes and design of treatment process RESEARCH ON PREPARATION OF IRON CONCENTRATE POWDER FROM PYRITE CINDER Mi Qingliang Huang Xiaoqin QuJiaguo 67 Abstract It is analyzed the current use of pyrite cinder in Chenxi County and made an in -depth discussion on the new technology for the preparation of iron concentrate powder from pyrite cinder. By means of screening and physics -chemistry treatment processes of pyrite cinder. the related norms of iron concentrate powder can meet the quality requirements by iron and steel industry. Keywords pyrite cinder, utilize and research APPLICATION OF HPLC TO COMPETITIVE ABSORPTION OF THE PHENOLS Xin Meihua Li Mingchun Wang Qiong et al 69 Abstract The determination of phenolswas carried out by Rp -HPLCwith UV detection. The effects of the component, concentration, pH and flow rate of the mobile phase on the separation of phendswere studied. The optimal chromatographic conditions for the separation and determination of phenols have been obtained. The experimental results can be used to the detection of competitive absorption of the phenols on the modified chitosan. Keywords high perance liquid chromatography, UV detection, phenolic compounds and absorption DETERMINATIONOFCODCrINLOWCONCENTRATIONWASTEWATERWITH PHOTOELECTRIC COLORIMETRYGuan Huiling Li Xiaoming Yang Qi et al 72 Abstract This study is focused on the feasibility of utilizing the photoelectric colorimetry to determine the CODCrof low concentration wastewater. The photoelectric colorimentry has better accuracy and precision, it can greatly decrease the dosage of reagent, and the results can be displayed directly without the titration or protracting criterion curve. However, this can t resist the influence of Cl-well. Keywords CODCrmeasurement, photoelectric colorimetry and low concentration wastewater CALCULATION OF RIVER WATER ENVIRONMENTAL CARRYING CAPACITY BASED ON TRIANGULAR FUZZY NUMBERLi Ruzhong Gao Sudi 74 Abstract Based on the characteristics of fuzzinessand impreciseness of river water system, and the lack ofwater environmental ination, the parameters of river water environmental system are defined as triangular fuzzy numbers. On the basis, a fuzzy model for calculating river water environmental carrying capacity is established through fuzzifying the parameters in the conventional and certain model. From the model proposed above, the triangular fuzzy values of river water environmental carrying capacity are derived. According to the different required confidnece levelα , the above river water environmental carrying capacity can be transed from triangular fuzzy numbers into interval values. Study results show that the new model is more scientific and reasonable than that of conventional one. Keywords water environmental system, water environmental carrying capacity,triangular fuzzy number, membership function and confidence level DIRECTARSENIC DETERMINATION OFATMOSPHEREPARTICULATES AND DIESEL EXHAUST BY SPECTROPHOTOMETRYLi Shuwen Bai Tingting 78 Abstract The spectrophotometry is introduced for arsenic determination. This can be used for sensitive determination of arsenic in atmosphere particulates. The is practically applied in the arsenic determination in northern area of China. It is proved that the is dependable and accurate. Comparing the resultsby this with those of atomic absorption, a good agreement is found between them. The arsenic determination of diesel exhaust of motor vehicles is also carried out, and a certain amount of arsenic is contained in diesel exhaust. Keywords spectrophotometry , trace arsenic, atmosphere particulates, absorbance and diesel exhaust MODEL OF ASSESSING LAKE AND RESERVOIR EUTROPHICATION BASED ON RBF NETWORKZhang Xiaodan Huang Zhaojun Xu Han et al 80 5 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25, No. 2,Apr. ,2007