高分子螯合剂和垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化技术

简单介绍了垃圾焚烧飞灰的理化特性和垃圾焚烧飞灰中重金属稳定化技术。依据螯合剂的结构特点及分类,结合高分子螯合剂合成方法,简述了高分子螯合剂稳定重金属的原理。认为高分子螯合剂处理垃圾焚烧飞灰后短期内是有效的。但是,螯合剂与重金属形成的螯合物的长期稳定性有待进一步的实验验证。二硫代羧酸盐类高分子螯合剂研究较多,含其他配位基团的螯合剂有待研究。     

生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化及其机理研究

以中国西南某垃圾焚烧发电厂所产生的飞灰为研究对象,分别考察了二乙基二硫代氨基甲酸盐(DTC)和磷酸钠单一添加处理以及混合联用处理对飞灰中重金属的稳定化效果,运用X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外线光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和分级提取等分析方法对飞灰中重金属的稳定化机理进行研究.研究结果表明,DTC能有效稳定Cd、Cu和Ni,磷酸钠则对Pb的稳定化效果较好,用1%的DTC和8%的磷酸钠混配来处理飞灰,能使其中Cd、Cu、Ni和Pb的浸出浓度都达到生活垃圾填埋标准.稳定化药剂与飞灰中重金属结合没有生成晶体,而是重金属进入螯合剂有效基团内,反应生成絮状沉淀穿插、附着在飞灰颗粒物的孔隙和表面,并且处理后飞灰中Cd、Cu、Ni和Pb的形态均呈现出由不稳定态向稳定态转化的趋势,使飞灰中重金属的浸出浓度降低.     

垃圾焚烧飞灰浸出特性及理化性质研究（英文）

文章研究了福建某垃圾焚烧厂飞灰的化学、矿物学特征以及不同处理工艺对飞灰中重金属脱除效率的影响。结果表明:垃圾焚烧飞灰表面结构复杂,比表面积较小,而飞灰中的碱性氯化物和金属化合物对酸洗处理过程中的浸出效率有明显影响。飞灰中的金属浸出效率与其性质和形态有关。水洗处理可造成飞灰中组成物质和化合物形态的变化,并显著去除飞灰中水溶性化合物如KCl、NaCl和CaCl₂,对Cl、Na、K和Ca的去除率分别为93.1%、41.4%、48.5%和24.8%。酸灰比为40∶1(kg/L)、处理时间为120 min的酸洗处理可显著降低垃圾焚烧飞灰中Cu、Zn、Cd和Pb的毒性浸出浓度(80%-100%),在一定程度上降低As的毒性浸出浓度(30%-80%),但对Ni的脱除效果较差(<30%)。而采用二次水洗+酸洗的组合处理工艺可进一步降低垃圾焚烧飞灰的环境风险。     

固体添加剂对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰高温过程中重金属挥发特性的影响

在研究垃圾与污泥掺烧后焚烧飞灰中重金属浸出特征的基础上,重点研究了飞灰在1 000 ℃条件下高温处置过程中重金属(Cu、Zn 、Pb、Cd)随不同停留时间的挥发特性及添加剂(CaO、Al₂O₃、SiO₂、高岭土、粉煤灰)对重金属转化与挥发特性的影响。研究结果表明,飞灰中重金属Zn、Pb、Mn含量较高,Ni的含量较低,而毒性较大的Cd达到29.4 mg/kg。浸出液中七种金属都满足危险废物鉴别标准(GB5085.3-1996),并且重金属的浸出浓度受浸取时间及浸取液pH值影响较大。在同样的高温处置条件下,焚烧飞灰中不同重金属的挥发特性有较大的差别。其中,Pb表现出易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率小于30%。综合来看,飞灰中重金属的挥发性大小依次为Pb>Cd>Zn>Cu。飞灰中添加Al₂O₃和高岭土可以抑制Cd的挥发,添加Al₂O₃后Pb的挥发率有所减少,添加SiO₂、CaO、高岭土、粉煤灰均使Zn的挥发率降低,而对Cu的挥发率没有抑制作用,这与飞灰中高Cl含量及各痕量元素化合物对固体添加剂活性位选择性的竞争吸附有关。     

ICP–MS法测定食品接触纸制品中铬、镍、砷、镉、铅、汞

建立电感耦合等离子体质谱法(ICP–MS)测定食品接触纸制品中铬、镍、砷、镉、铅、汞6种重金属含量的方法。样品经微波消解处理后用ICP–MS进行测定,内标法定量。在优化实验条件下,测定汞元素的线性范围在0~10μg/L之间,测定铅、镉、铬、镍、砷元素的线性范围在0~100μg/L之间,相关系数均大于0.999。各元素的检出限为0.001~0.1 mg/kg,加标回收率为89.3%~116.0%,测定结果的相对标准偏差为3.5%~7.9%(n=6)。该方法样品处理简单,检测灵敏度高,适用于食品接触纸制品中铬、镍、砷、镉、铅、汞的检测。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定辛菌胺危险废物工业盐中9种重金属元素

采用王水消解-电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）对辛菌胺生产工艺中产生的危险废物工业盐中9种重金属元素Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Be、Ba、As、Ni 同时进行测定。研究了固液比、提取时间、提取温度等对样品重金属浸出浓度的影响,并通过高盐基体同重金属元素一起建立标准曲线以消除基体干扰。9种重金属在各自的检测范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,方法的检出限为0.0001～0.03 mg/L,测定结果的相对标准偏差为 0.20%～1.84%,样品加标回收率为 93.0%～104.6%,废盐中杂质元素含量均未超过GB 5085.3-2007中浸出毒性危害成分浓度限值。该方法操作简便,测定快速、结果准确并且检出限低,满足测定要求,适用于高盐危险废物中9种重金属元素的浸出毒性分析测定。     

电感耦合等离子体质谱法测定垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

基于全自动消解仪优化程序,以HNO3-HF-HClO4消解体系消解飞灰样品,通过选择合适的待测同位素以及干扰元素校正方程校正质谱干扰,建立了全自动消解-电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）测定飞灰样品中铍、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镉、铅等9种元素的新方法。该方法采用嵌片技术和碰撞模式消除基体干扰,采用单一内标103Rh进行信号漂移校正,9种元素校准曲线的线性相关系数均大于0.999,方法检出限在0.01~0.3 μg/g之间。该方法用飞灰标准物质SRM1633C进行验证,平均RSD在0.54%~2.38%之间,加标回收率为85%~120%,各元素的测定值与标准值吻合。该分析方法具有较好的准确度和精密度,适合垃圾焚烧产生飞灰样品中全量金属的测定。     

435 m2烧结机机头化学团聚强化细颗粒物及重金属脱除试验研究

针对某435 m²烧结机机头,在静电除尘器前安装化学团聚强化除尘系统,研究化学团聚强化细颗粒物及重金属（As、Cr、Cd、Ni、Cu、Pb、Zn七种）脱除特性。实验结果表明,化学团聚后,细颗粒团聚成较大颗粒,静电除尘器后烟气中PM₁₀、PM_2.5、PM₁颗粒质量浓度均降低49%以上,静电除尘器飞灰平均粒度增长46%以上,细颗粒物团聚效果显著,提升了静电除尘器脱除细颗粒物效率;静电除尘器飞灰及细颗粒物中重金属质量浓度上升,静电除尘器后烟气中重金属质量浓度均下降,表明化学团聚作用促使气态重金属向颗粒态重金属及飞灰中迁移,细颗粒重金属团聚长大。化学团聚不仅可以强化细颗粒物的脱除,同时有效提升了重金属的脱除效率。     

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定垃圾焚烧飞灰中的重金属

基于全自动消解仪优化程序,以HNO3-HF-HClO4消解体系消解飞灰样品,通过选择合适的待测同位素以及干扰元素校正方程校正质谱干扰,建立了全自动消解-电感耦合等离子质谱(ICP-MS)法测定飞灰样品中铍、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镉、铅等9种元素的新方法。采用嵌片技术和碰撞模式消除基体干扰,采用单一内标~(103) Rh进行信号漂移校正,9种元素校准曲线的线性相关系数均大于0.999,方法检出限在0.01～0.3μg/g。用飞灰标准物质SRM1633C进行验证,平均相对标准偏差RSD在0.54%～2.4%,加标回收率为85%～120%,各元素的测定值与标准值吻合。方法具有较好的准确度和精密度,适合垃圾焚烧产生飞灰样品中全量金属的测定。     

螯合型纤维富集废水中镧钇铬钛等元素的ICP光谱测定

电感耦合高频等离子体(ICP)作为一种新型光源用于测定废水中的微量元素已有许多报导。利用螯合剂将溶液中痕量元素进行选择性吸附、萃取、分离与富集已成为一种有效的方法。本文利用本校合成的带有肟、胺、羧基功能团的螯合纤维素,在pH6的条件下,对溶液中痕量元素镧、钇、铬、钛等的富集、干扰、ICP工作条件以及螯合纤维对待测元素的饱和吸附量等进行了试验,並对废水样进行了分析,获得了良好的结果。     

垃圾焚烧飞灰颗粒的微观形态特征及能谱研究

利用SEM/EDX，观察了垃圾焚烧飞灰颗粒的微观形态特征，探讨了其主要组成元素及其质量分数。实验结果表明，飞灰颗粒形态多样化，其中以不规则形状聚合体居多，球形体、絮状集合体相对较少，少数颗粒为棒状集合体。球形飞灰颗粒很少有重金属分布，不规则形状聚合体或絮状集合体的表面易分布重金属。从飞灰颗粒表面、内部组成元素的质量分数来看，Si、Ca、Al为主要元素。飞灰颗粒表面、内部有重金属Pb、Cu等分布，局部测定点其质量分数可高达16.2%和14.5%。     

ICP-MS测定PM2.5中痕量重金属及铅同位素

建立了HNO3-H2O2湿法消解、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)同时测定PM2.5样品中痕量重金属Cr,Ni,Cu,As,Cd,Pb和Pb同位素的方法。通过内标校正克服了基体效应、物理效应和仪器的长短期漂移的干扰。在ICP-MS优化参数下,测定的痕量元素及Pb同位素的标准曲线相关系数均优于0.9997,5种痕量元素的方法检出限在0.01~0.07μg/L之间,4种Pb同位素的方法检出限在0.014~0.07μg/L之间。通过测定滤膜标准物质(GBW(E)080212)和Pb同位素标准物质(NIST981)考察了方法准确性,测定值均在标准值范围内。当Pb质量浓度大于10μg/L时,浓度对Pb同位素比值的测量影响不显著。运用该方法测得厦门市PM2.5中6种痕量重金属元素的RSD小于4.8%,Pb同位素RSD小于0.5%。     

410t/h煤粉锅炉的汞排放及其NID系统除汞特性研究

对配备有NID系统的410t/h燃煤电站锅炉的煤、底渣、飞灰进行取样,测定了样品中汞的含量。采用Ontario Hydro方法测定了NID前和ESP后烟气中汞的形态。实验结果表明,汞主要以飞灰形式排放,占总汞量的90%,烟气汞占10%。NID前和ESP后的烟气中,汞的浓度分别为21.3μg/m3~22.4μg/m3和1.93μg/m3~3.67μg/m3,说明该NID系统对烟气中汞具有相当高的脱除效率,达到83.6%~90.9%。对汞的化学形态研究表明,NID前烟气汞主要以Hg2+形式存在,占气态汞量的67%;ESP后烟气中Hg2+占气态汞量的71.8%~85.1%,Hg0的含量为零,说明烟气中Hg0在NID系统中经历一系列的氧化还原反应后,被氧化成Hg2+并吸附脱除。     

ICP–OES法测定绿茶中7种重金属元素的溶出量

建立了以电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP–OES)法同时测定绿茶中铁、铜、锰、镍、锌、镉、铅等7种重金属元素溶出量的方法。以3种绿茶为研究对象,通过模拟实际生活中的泡茶方式,用100℃的水浸泡茶叶,过滤后用ICP–OES法进行测定。结果表明,随着浸泡时间的延长,重金属元素的溶出量逐渐增加;随着茶叶被浸泡的次数增加,重金属元素的溶出量逐渐降低。7种重金属的添加水平为0.003~4μg/m L时,加标回收率为100.00%~109.55%。测定结果的相对标准偏差为2.17%~7.13%(n=7)。检出限为0.012~0.622 mg/kg。该方法快速简单,具有良好的精密度与准确度,可用于茶叶中重金属的测定。     

ICP-AES法快速测定不锈钢食具容器中重金属的迁移量

采用ICP–AES法快速测定不锈钢食具容器中的重金属铅、铬、镍、镉和砷的迁移量。样品用4%乙酸溶液浸泡,ICP–AES法测定浸泡液中铅、铬、镍、镉、砷的含量。铅、铬、镍、镉、砷的质量浓度分别在0.03~0.30,1.0~5.0,0.3~2.0,0.015~0.20,0.020~0.30 mg/L范围内与其光谱强度线性相关,相关系数均大于0.999 6。铅、铬、镍、镉、砷的检出限分别为0.009,0.000 5,0.002,0.000 5,0.007 mg/L,加标回收率分别为100.0%~122.5%,100.0%~115.0%,99.0%~117.5%,108.0%~115.0%,60.0%~68.8%,测定结果的相对标准偏差为0.2%~5.0%(n=6)。结果表明,该方法能够满足对不锈钢食具容器中重金属迁移量的快速测定要求,可应用于食品相关产品的监管工作。     

添加剂对焚烧飞灰旋风熔融特性的影响

采用旋风熔融炉对焚烧飞灰进行熔融试验，分析了CaO、SiO2、MgO等添加剂对熔渣熔融特性的影响。结果表明，CaO添加量在5%时可有效地控制飞灰熔点，熔渣中晶体相的比例较少，稳定性较好；添加SiO2有利于降低飞灰的熔点，随着SiO2添加量的增加，熔渣中玻璃态无定形物质增多，熔渣稳定性就越好；MgO对飞灰中硅酸盐或硅铝酸盐的网状结构有破坏作用，可降低熔融体黏度，MgO的添加可使熔渣中的玻璃态物质增多，晶体相转变为无定形熔渣，MgO添加量大于5%时，可促使试样达到较好的熔融效果。     

植物类中药材及饮片中18种重金属及有害元素研究

建立植物类中药材及饮片中铅、镉、总砷、总汞、铜、锑、锡、铬、镍、钡、锰、铊、银、铍、镝、铝、硒、钼共18种重金属及有害元素含量的检测方法和限量。样品经微波消解处理后,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对100批植物类中药材中的重金属及有害元素进行测定和方法研究。各元素线性关系良好,相关系数(r)均大于0.999 5,方法检出限为0.000 22~0.023 0 mg/kg,回收率为90.2%~108.7%,相对标准偏差为1.8%~4.9%。该方法准确、简便、灵敏,可为植物类中药材中重金属及有害元素的检测与控制提供方法参考。     

火焰原子吸收法测定云母钛珠光颜料中6种重金属元素

本文采用硝酸/氢氟酸/盐酸混合酸消解,火焰原子吸收法测定云母钛珠光颜料中的Pb、Cd、Co、Cr、Cu、Ni 6种重金属元素的含量。各元素校正曲线的线性关系良好,相关系数在0.9991~0.9996之间,检出限在0.0018~0.0510 mg/L之间。平行测定7次,各元素的RSD均不大于1.21%。各元素在添加水平为0.5μg/mL时的回收率为88.9~107.6%之间。该方法获得了令人满意的测量效果,对云母钛珠光颜料中重金属含量的测定提供了可靠的分析方法。     

便携式X射线荧光光谱法在化肥砷、隔、铅、铬、汞快速检测中的应用

为评估便携式X射线荧光光谱法(PXRF)对化肥中砷、隔、铅、铬、汞五种重金属含量测定的可靠性,使用PXRF法分别对4个模拟污染化肥样品,以及在全国11个省、直辖市或自治区抽样的103个化肥样品进行测定,与肥料检测国家标准(GB/T 23349-2020)中实验室分析方法的测定结果进行了比较。结果表明：PXRF法对模拟污染化肥样品中As、Cd、Pb元素测定的准确度在90% ~ 115%之内,相对标准偏差小于10%,对Cr的测定准确度在115% ~ 140%之间,相对标准偏差在3.99% ~ 15.83%之间,对Hg的测定准确度在70% ~139%之间,相对标准偏差在3.68% ~ 9.37%之间。PXRF法测定的结果与实验室分析法所确定的参考值有较好的相关性,R2 在0.8906 ~ 0.9816之间,PXRF法各元素的最低检出含量低于国家标准限值或与之相当。因此PXRF法能满足肥料中五种重金属含量的快速筛查要求,可作为辅助手段用于肥料重金属污染抽查,有效减少抽样量,提高抽样效率。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中10种重金属

建立电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤中Ba,Cd,Co,Cr,Cu,Mn,Ni,Sr,Pb和Zn 10种重金属的含量。以国家标准土壤样品GSS–1,GSS–2,GSS–3为研究对象,采用硝酸、盐酸、氢氟酸和高氯酸微波消解,赶酸后加入2 m L 2%的柠檬酸溶液作为络合剂,在选定的仪器工作条件下测定,10种元素的质量浓度在0~20μg/m L范围内与光谱强度存在良好的线性关系,相关系数均大于0.999,方法检出限为0.01~0.15μg/m L。测定结果的相对标准偏差为0.86%~4.82%(n=6),10种重金属平均加标回收率为95.17%~108.67%。该方法操作简单、稳定性好,适用于土壤中重金属含量的测定,并为络合剂在元素测定中的应用提供参考。