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公司动态

固体废物 氟的测定 碱熔-离子选择电极法

    据悉,为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,保护环境,保障人体健康,规范固体废物中氟的测定方法,生态环境部印发《固体废物 氟的测定 碱熔-离子选择电极法(征求意见稿)》,详情如下:前 言    为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,保护环境,保障人体健康,规范固体废物中氟的测定方法,制定本标准。    本标准规定了测定固体废物中氟的碱熔-离子选择电极法。本标准为首次发布。    本标准由环境监测司和科技标准司组织制订。本标准起草单位:天津市环境监测中心。    本标准验证单位:云南省环境监测中心站、湖南省环境监测中心站、山东省环境监测中心站、南京市环境监测中心站、天津市环科检测技术有限公司、天津市城市生活垃圾检测中心。    本标准生态环境部 20□□年□□月□□日批准。本标准自 20□□年□□月□□日起实施。    本标准由生态环境部解释。    固体废物 氟的测定 碱熔-离子选择电极法    警告:实验中所使用的盐酸具有强挥发性和腐蚀性,使用过程应在通风橱中进行。操作时应按规定佩戴防护器具,避免接触皮肤和衣物。    1 适用范围    本标准规定了测定固体废物中氟的碱熔-离子选择电极法。本标准适用于固体废物中氟的测定。    当样品为固态或可干化的半固态,取样量为 0.25 g 时,方法检出限为 0.02 g/kg,测定下限为 0.08 g/kg。当样品为液态或无需干化的半固态,取样量为 10 g 时,方法检出限为 5×10-4g/kg,测定下限为 2×10-3 g/kg。    2 规范性引用文件    本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是未注明日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。    HJ/T 20 工业固体废物采样制样技术规范 HJ/T 298 危险废物鉴别技术规范    3 术语和定义    下列术语和定义适用于本标准。    氟 fluoride    指在本标准规定的条件下,样品经氢氧化钠熔融提取后测定的氟化物(以 F-计)。    4 方法原理    样品中的氟化物经氢氧化钠高温熔融提取,在一定的 pH 值范围和总离子强度下,用氟离子选择电极法测定,溶液中氟离子浓度的对数与电极电位成正比。    5 干扰和消除    当试样中 Al3+的浓度高于 60 mg/L、Fe3+的浓度高于 150 mg/L 时,对氟的测定产生负干扰,可通过稀释消除。    6 试剂和材料    除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂,实验用水为新制备去离子水。    6.1 氢氧化钠(NaOH)。    6.2 盐酸:ρ(HCl)=1.19 g/ml。    6.3 柠檬酸钠(Na3C6H5O7˙2H2O)。    6.4 柠檬酸(C6H8O7)。    6.5 溴甲酚紫(C21H16Br2O5S)。    6.6 氟化钠(NaF):基准试剂。    使用前,于 105~110℃烘 2 h,置于干燥器内,冷却至室温,备用。    6.7 氢氧化钠溶液:c(NaOH)=5 mol/L。    称取 100 g 氢氧化钠(6.1),用水溶解后稀释至 500 ml,混匀。    6.8 氢氧化钠溶液:c(NaOH)=0.2 mol/L。    称取 0.8 g 氢氧化钠(6.1),用水溶解后稀释至 100 ml,混匀。    6.9 盐酸溶液:1+1。    量取 100 ml 盐酸(6.2),用水稀释至 200 ml。    6.10 总离子强度调节缓冲溶液(TISAB)。    称取 294 g 柠檬酸钠(6.3)和 26 g 柠檬酸(6.4),加入约 900 ml 水溶解后,用盐酸溶液(6.9)或氢氧化钠溶液(6.7)调节 pH 约为 5.5,稀释至 1000 ml,混匀。贮于聚乙烯瓶中,4℃冰箱中保存,临用时取出,放至室温后使用。    6.11 氟标准贮备液:ρ(F-)=1000 mg/L。    准确称取 0.2212 g 氟化钠(6.6),加水溶解后,转入 100 ml 容量瓶中,用水稀释至标线,混匀,贮于聚乙烯瓶中。也可购买市售有证标准物质。    6.12 氟标准使用液 :ρ(F-)=50.0 mg/L。    准确移取氟标准贮备液(6.11)5.00 ml,置于 100 ml 聚乙烯容量瓶中,用水稀释至标线,混匀。    6.13 溴甲酚紫指示剂:ρ(C21H16Br2O5S)=0.4 g/L。    称取 0.10 g 溴甲酚紫(6.5),溶于 10 ml 氢氧化钠溶液(6.8)中,用水稀释至 250 ml。    6.14 定性滤纸。    7 仪器和设备    7.1 离子计或酸度计:精度 0.1 mV。    7.2 氟离子选择电极和参比电极(或氟复合电极)。    7.3 磁力搅拌器及聚乙烯磁力搅拌子。    7.4 聚乙烯烧杯:100 ml。    7.5 聚乙烯容量瓶:100 ml。    7.6 镍坩埚:50 ml 或 100 ml,带盖。    7.7 马弗炉:800 ℃及以上。    7.8 电热板:具有温控功能,高温度可设定至 200℃。    7.9 超声波清洗器。    7.10 分析天平:感量 0.1 mg。    7.11 筛:直径 0.15 mm(100 目)。    7.12 一般实验室常用仪器和设备。    8 样品    8.1 样品的采集和保存    按照 HJ/T 20 及 HJ/T 298 的相关规定进行固体废物样品的采集与保存。使用聚乙烯瓶贮存,密封可保存 30 d。    8.2 样品的制备    按照 HJ/T 20 的相关规定进行固体废物样品的制备。    8.2.1 固态或可干化的半固态样品的制备    准确称取 10 g(m1,精确至 0.01 g)样品,自然风干或冷冻干燥,再次称重(m2,精确至 0.01 g),研磨,全部过筛(7.11)备用。    8.2.2 液态或无需干化的半固态样品的制备    直接称取 1.0 g~10.0 g(m1,精确至 0.01 g)样品于镍坩埚中。    8.3 试样的制备    8.3.1 固态或可干化的半固态试样的制备    称取 0.10 g~0.25 g(m3,精确至 0.1 mg)干燥过筛后的样品(8.2.1),置于镍坩埚(7.6)中。将 3.0 g 氢氧化钠(6.1)均匀覆盖于镍坩埚(7.6)中的样品表面,加盖后放入马弗炉(7.7)中,按照表 1 的升温程序进行碱熔消解。待温度降至室温后,将镍坩埚取出,用约 80 ml 热    水(约 80℃~90℃)分几次浸取,全部转移至烧杯中。可用电热板(7.8)或超声波清洗器(7.9)辅助溶解,直至熔融物完全溶出。再缓慢加入 5.0 ml 盐酸溶液(6.9),冷却后全部转移至 100 ml 具塞比色管中,用水稀释至标线,摇匀,静置澄清或用定性滤纸(6.14)过滤后待测。    8.3.2 液态或无需干化的半固态试样的制备    用氢氧化钠溶液(6.7)将样品(8.2.2)的 pH 值调至 11~12,置于电热板(7.8)上,在通风橱中以 120℃~150℃蒸发至干。按照 8.3.1 步骤进行碱熔。    8.4 空白样品的制备    不加样品,按与试样制备(8.3)相同的操作步骤进行空白试样的制备。    9 分析步骤    9.1 标准曲线的建立    准确移取 0.10 ml、0.50 ml、1.00 ml、2.00 ml、5.00 ml、10.0 ml 氟标准使用液(6.12)    于 6 支 50 ml 具塞比色管中,加入 15 ml 总离子强度调节缓冲溶液(6.10),用水稀释至标线,混匀。此标准系列氟离子浓度分别为 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。    将溶液倒入聚乙烯烧杯(7.4)中,搅拌(速度以溶液表面无可见涡流为准),插入氟离子选择电极和参比电极(或氟复合电极),按氟离子浓度从低到高依次进行测定。当电位值达到平衡时(1 min 内电位变化不大于 0.2 mV),记录电位值 E1 (mV)。以氟离子质量浓度的对数为横坐标,以其对应的电位响应值为纵坐标,建立标准曲线。    9.2 试样测定    准确吸取待测试样(8.3)的上清液或过滤后的溶液 10.0 ml 于 50 ml 比色管中,加入 1~ 2 滴溴甲酚紫指示剂(6.13),摇匀后,逐滴加入盐酸溶液(6.9),边滴边摇,直至溶液由蓝紫色突变为黄色,加入 15 ml 总离子强度调节缓冲溶液(6.10),用水稀释至标线,混匀。按照与标准曲线的建立(9.1)相同的步骤进行测定。    注:若试样中含氟量较高,可减少取样体积。    9.3 空白试验    准确吸取空白试样(8.4)10.0 ml 于 50 ml 比色管中,加入 5 μg 氟标准溶液,按照与试样测定(9.2)相同的步骤进行测定。空白试液的氟含量为测定值与标准加入量之差。    10 结果计算与表示    10.1 结果计算    10.1.1 试样中氟的质量浓度    试样中氟的质量浓度ρ1 (mg/L),按公式(1)计算:    式中:ρ1 ——试样中氟的质量浓度,mg/L;    E1 ——试样的电位响应值,mV;    E ——标准曲线的截距,mV;    S ——标准曲线的斜率,mV。    10.1.2 固态或可干化的半固态固体废物    样品中氟的含量 w (g/kg)按照公式(2)计算:    式中: w ——固体废物中氟的含量,g/kg;    ρ1 ——试样中氟的质量浓度,mg/L;    V3 ——待测液的定容体积,ml;    V1 ——消解后试样的定容体积,ml;    m3 ——研磨过筛后试样称取的质量,g;    V2 ——测定时分取的试样体积,ml;    m2 ——干燥后固体废物样品的质量,g;    m1 ——固体废物样品的称取量,g。    10.1.3 液态或无需干化的半固态固体废物    样品中氟的含量 w (g/kg)按照公式(3)计算:    式中: w ——固体废物中氟的含量,g/kg;    ρ1 ——试样中氟的质量浓度,mg/L;    V3 ——待测液的定容体积,ml;    V1——消解后试样的定容体积,ml;    m1——固体废物样品的称取量,g;    V2——测定时分取的试样体积,ml。    10.2 结果表示    测定结果小数位数与方法检出限一致,最多保留三位有效数字。    11 精密度和准确度    11.1 精密度    六家实验室分别对氟含量为 0.88 g/kg、1.17 g/kg、1.71 g/kg 和 10.4 g/kg 的固体废物实际样品进行了 6 次重复测定,实验室内相对标准偏差范围分别为:3.2%~8.3%、3.5%~9.8%、4.9%~8.4%、2.3%~11%;实验室间相对标准偏差分别为:3.8%、6.8%、7.3%、12%;重复性限分别为:0.13 g/kg、0.20 g/kg、0.28 g/kg、2.00 g/kg;再现性限分别为:0.15 g/kg、0.29 g/kg、0.44 g/kg、3.80 g/kg。    11.2 准确度    六家实验室分别对氟含量为0.88 g/kg、1.17 g/kg 和10.4 g/kg的固体废物实际样品进行了加标回收试验,加标回收率范围分别为89.6%~95.2%、88.8%~94.0%和82.1%~90.3%;加标回收率最终值分别为92.6%±4.0%、92.3%±4.2%、85.1%±6.0%。    12 质量保证和质量控制    12.1 每批样品(最多 20 个样品)至少做 1 个实验室空白,其测定结果应小于 1.0 μg。    12.2 每批样品测定均须绘制标准曲线,标准曲线相关系数≥0.999。温度在 0℃~30℃之间时,斜率满足(54.0~60 .0)mV。    12.3 每批样品(最多 20 个样品)应测定一个标准曲线的中间浓度点,其测定结果与标准浓度值相对误差的值应≤10%,否则应查找原因,重新绘制标准曲线。    12.4 每批样品按 5%的比例进行平行样测定,样品数量少于 20 个时,至少测定一个平行样,两次测定结果的相对偏差应≤30%。    12.5 每批样品按 5%的比例进行加标回收试验,样品数量少于 20 个时,至少做一个,加标回收率控制在 75%~110%。    13 废物处理    实验过程中产生的废物应分类收集,并送具有资质的单位集中处置。    14 注意事项    14.1 液态或无需干化的半固态样品加热时,注意避免过热而引起试样飞溅。    14.2 在测定前应使样品达到室温,标准系列和试液应在相同的温度、搅拌速度下测定,整个测定过程中,温度变化不应超过±2℃。    14.3 在测定含氟量较高的试样后,应将电极置于水中清洗至最大电位值,防止电极产生记忆效应。

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2018.06.26

色谱柱填料的种类及选择

    现代高效液相色谱中,分离效果好坏很大程度上取决于色谱填料的选择。但是色谱填料的选择范围很宽,要做合适的选择,首先必须对此有一定的认识和了解。下面将对几种常见的色谱填料极其各种的性能做各一个简要的介绍。  (1)、硅胶填料  硅胶填料主要应用正相色谱及反相色谱柱中,正相色谱用的固定相通常为硅胶(Silica),以及其他具有极性官能团,如胺基团(NH2,APS)和氰基团(CN,CPS)的键合相填料。  由于硅胶表面的硅羟基(SiOH)或其他团的极性较强,因此,分离的次序是依据样品中的各组份的极性大小,即极性强弱的组份先被冲洗出色谱柱。正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低,如:正乙烷(Hexane),现代高效液相色谱中,分离效果好坏很大程度上取决于色谱填料的选择。但是色谱填料的选择范围很宽,要做合适的选择,首先必须对此有一定的认识和了解。下面将对几种常见的色谱填料极其各种的性能做各一个简要的介绍。  (1)、硅胶填料  硅胶填料主要应用正相色谱及反相色谱柱中,正相色谱用的固定相通常为硅胶(Silica),以及其他具有极性官能团,如胺基团(NH2,APS)和氰基团(CN,CPS)的键合相填料。  由于硅胶表面的硅羟基(SiOH)或其他团的极性较强,因此,分离的次序是依据样品中的各组份的极性大小,即极性强弱的组份先被冲洗出色谱柱。正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低,如:正乙烷(Hexane),现代高效液相色谱中,分离效果好坏很大程度上取决于色谱填料的选择。但是色谱填料的选择范围很宽,要做合适的选择,首先必须对此有一定的认识和了解。下面将对几种常见的色谱填料极其各种的性能做各一个简要的介绍。  (1)、硅胶填料  硅胶填料主要应用正相色谱及反相色谱柱中,正相色谱用的固定相通常为硅胶(Silica),以及其他具有极性官能团,如胺基团(NH2,APS)和氰基团(CN,CPS)的键合相填料。  由于硅胶表面的硅羟基(SiOH)或其他团的极性较强,因此,分离的次序是依据样品中的各组份的极性大小,即极性强弱的组份先被冲洗出色谱柱。正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低,如:正乙烷(Hexane),Chloroform,二氯甲烷(Methylene Chloride)等。  反相色谱填料常是以硅胶为基础,表面键合有极性相对较弱的官能团的键合相。反相色谱所使用的流动相极性较强,通常为水,缓冲液与甲醇,已腈等混合物。样品流出色谱柱的顺序是极性较强组合先被冲出,而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留。常用的反相填料有C18(ODS)、C8(MOS)、C4(B)、C6H5(Phenyl)等。  (2)、聚合物填料  聚合物调料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等,其主要优点是在PH值为1~14均可使用。相对与硅胶基质的C18填料,这类填料具有更强的疏水性;大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。现在的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料,色谱柱柱效较低。  (3)、其他无机填料  其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化。由于其特殊的性质,一般仅限于特殊的用途。如石墨化碳也用于正逐渐成为反相色谱填料。这种填料的分离不同与硅胶基质烷基键合相,石墨化碳的表面即是保留的基础,不再需其它的表面改性,该柱填料一般比烷基键合硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强,石墨化碳可用于分离某些几何导构体,又由于HPLC流动相中不会被溶解,这类柱可在任何PH与温度下使用。氧化铝也可用于HPLC,氧化铝微粒刚性强,可制成稳定的色谱柱柱床,其优点是可在PH高达12的流动相中使用。但由于氧化铝与碱性化合物作用也很强,应用范围受到一定的限制,所以未能广泛应用,新型氧化锆填料也可用于HPLC,商品化的仅有聚合物涂层的多孔氧化锆微球色谱柱,应用PH范围1~14,温度可达100℃。由于氧化锆填料几年才开始研究,加之面临的实验难度,其重要用途与优势尚在进行中。  二、怎样选择填料粒度  目前,商品化的色谱料粒度从1um到超过30um均有销售,而目前分析分离主要用3um、5um和10um填料,填料的粒度主要影响填充柱的两个参数,即柱效和背压。粒度越小,填充柱的柱效越高;小于3um的填料应用,在相同选择性条件下,提高柱效可提高分离度,但不是仅有的因素。如果固定相选择是正确,但是分离度不够,那么选择更小粒度的填料是很有用的,3um填料填充柱的柱数比相同条件下的5um填料的柱效提高近30%;然而,3um的色相谱的背压却是5um的2倍。与此同时,柱效提高意味着在相同条件下可以选择更短的色谱柱,以缩短分析时间,另外,可以采用低粘度的溶剂做流动相或增加色谱柱的使用温度,比如用乙腈代替甲醇,以降低色谱柱的压力。  三、如何保证良好的柱性能与柱寿命  ◆ 认证阅读色谱柱使用说明书;  ◆ 使用填充良好的色谱柱;  ◆ 尽量减少压力波动,避免机械及热冲击;  ◆ 使用保护柱及在线过滤器;  ◆ 经常以强溶剂冲洗色谱柱;  ◆ 充分过滤样品及流动相,尽量避免杂质微粒与强保留成分;  ◆ 用稳定的固定相(C18最稳定);  ◆ 在中等PH值操作(6~8),用有机缓冲溶液;  ◆ 色谱柱使用温度小于40℃;  ◆ 硅胶基质的的色谱柱,应保持流动相的PH值范围在3.0~8.0;  ◆ 在水流动相与缓冲溶液中加200ppm的叠氮钠;  ◆ 流动相中含有缓冲溶液,应注意应95∶5的水及有机溶剂过渡,有机溶剂不能低于5%;  ◆ 过夜或贮存时,冲洗掉盐和缓冲液,用纯有机溶剂流动相保存(乙晴)。现代高效液相色谱中,分离效果好坏很大程度上取决于色谱填料的选择。但是色谱填料的选择范围很宽,要做合适的选择,首先必须对此有一定的认识和了解。下面将对几种常见的色谱填料极其各种的性能做各一个简要的介绍。  (1)、硅胶填料  硅胶填料主要应用正相色谱及反相色谱柱中,正相色谱用的固定相通常为硅胶(Silica),以及其他具有极性官能团,如胺基团(NH2,APS)和氰基团(CN,CPS)的键合相填料。  由于硅胶表面的硅羟基(SiOH)或其他团的极性较强,因此,分离的次序是依据样品中的各组份的极性大小,即极性强弱的组份先被冲洗出色谱柱。正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低,如:正乙烷(Hexane),Chloroform,二氯甲烷(Methylene Chloride)等。  反相色谱填料常是以硅胶为基础,表面键合有极性相对较弱的官能团的键合相。反相色谱所使用的流动相极性较强,通常为水,缓冲液与甲醇,已腈等混合物。样品流出色谱柱的顺序是极性较强组合先被冲出,而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留。常用的反相填料有C18(ODS)、C8(MOS)、C4(B)、C6H5(Phenyl)等。  (2)、聚合物填料  聚合物调料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等,其主要优点是在PH值为1~14均可使用。相对与硅胶基质的C18填料,这类填料具有更强的疏水性;大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。现在的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料,色谱柱柱效较低。  (3)、其他无机填料  其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化。由于其特殊的性质,一般仅限于特殊的用途。如石墨化碳也用于正逐渐成为反相色谱填料。这种填料的分离不同与硅胶基质烷基键合相,石墨化碳的表面即是保留的基础,不再需其它的表面改性,该柱填料一般比烷基键合硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强,石墨化碳可用于分离某些几何导构体,又由于HPLC流动相中不会被溶解,这类柱可在任何PH与温度下使用。氧化铝也可用于HPLC,氧化铝微粒刚性强,可制成稳定的色谱柱柱床,其优点是可在PH高达12的流动相中使用。但由于氧化铝与碱性化合物作用也很强,应用范围受到一定的限制,所以未能广泛应用,新型氧化锆填料也可用于HPLC,商品化的仅有聚合物涂层的多孔氧化锆微球色谱柱,应用PH范围1~14,温度可达100℃。由于氧化锆填料几年才开始研究,加之面临的实验难度,其重要用途与优势尚在进行中。  二、怎样选择填料粒度  目前,商品化的色谱料粒度从1um到超过30um均有销售,而目前分析分离主要用3um、5um和10um填料,填料的粒度主要影响填充柱的两个参数,即柱效和背压。粒度越小,填充柱的柱效越高;小于3um的填料应用,在相同选择性条件下,提高柱效可提高分离度,但不是仅有的因素。如果固定相选择是正确,但是分离度不够,那么选择更小粒度的填料是很有用的,3um填料填充柱的柱数比相同条件下的5um填料的柱效提高近30%;然而,3um的色相谱的背压却是5um的2倍。与此同时,柱效提高意味着在相同条件下可以选择更短的色谱柱,以缩短分析时间,另外,可以采用低粘度的溶剂做流动相或增加色谱柱的使用温度,比如用乙腈代替甲醇,以降低色谱柱的压力。  三、如何保证良好的柱性能与柱寿命  ◆ 认证阅读色谱柱使用说明书;  ◆ 使用填充良好的色谱柱;  ◆ 尽量减少压力波动,避免机械及热冲击;  ◆ 使用保护柱及在线过滤器;  ◆ 经常以强溶剂冲洗色谱柱;  ◆ 充分过滤样品及流动相,尽量避免杂质微粒与强保留成分;  ◆ 用稳定的固定相(C18最稳定);  ◆ 在中等PH值操作(6~8),用有机缓冲溶液;  ◆ 色谱柱使用温度小于40℃;  ◆ 硅胶基质的的色谱柱,应保持流动相的PH值范围在3.0~8.0;  ◆ 在水流动相与缓冲溶液中加200ppm的叠氮钠;  ◆ 流动相中含有缓冲溶液,应注意应95∶5的水及有机溶剂过渡,有机溶剂不能低于5%;  ◆ 过夜或贮存时,冲洗掉盐和缓冲液,用纯有机溶剂流动相保存(乙晴好)。(Chloroform),二氯甲烷(Methylene Chloride)等。  反相色谱填料常是以硅胶为基础,表面键合有极性相对较弱的官能团的键合相。反相色谱所使用的流动相极性较强,通常为水,缓冲液与甲醇,已腈等混合物。样品流出色谱柱的顺序是极性较强组合先被冲出,而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留。常用的反相填料有C18(ODS)、C8(MOS)、C4(B)、C6H5(Phenyl)等。  (2)、聚合物填料  聚合物调料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等,其主要优点是在PH值为1~14均可使用。相对与硅胶基质的C18填料,这类填料具有更强的疏水性;大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。现在的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料,色谱柱柱效较低。  (3)、其他无机填料  其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化。由于其特殊的性质,一般仅限于特殊的用途。如石墨化碳也用于正逐渐成为反相色谱填料。这种填料的分离不同与硅胶基质烷基键合相,石墨化碳的表面即是保留的基础,不再需其它的表面改性,该柱填料一般比烷基键合硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强,石墨化碳可用于分离某些几何导构体,又由于HPLC流动相中不会被溶解,这类柱可在任何PH与温度下使用。氧化铝也可用于HPLC,氧化铝微粒刚性强,可制成稳定的色谱柱柱床,其优点是可在PH高达12的流动相中使用。但由于氧化铝与碱性化合物作用也很强,应用范围受到一定的限制,所以未能广泛应用,新型氧化锆填料也可用于HPLC,商品化的仅有聚合物涂层的多孔氧化锆微球色谱柱,应用PH范围1~14,温度可达100℃。由于氧化锆填料几年才开始研究,加之面临的实验难度,其重要用途与优势尚在进行中。  二、怎样选择填料粒度  目前,商品化的色谱料粒度从1um到超过30um均有销售,而目前分析分离主要用3um、5um和10um填料,填料的粒度主要影响填充柱的两个参数,即柱效和背压。粒度越小,填充柱的柱效越高;小于3um的填料应用,在相同选择性条件下,提高柱效可提高分离度,但不是仅有的因素。如果固定相选择是正确,但是分离度不够,那么选择更小粒度的填料是很有用的,3um填料填充柱的柱数比相同条件下的5um填料的柱效提高近30%;然而,3um的色相谱的背压却是5um的2倍。与此同时,柱效提高意味着在相同条件下可以选择更短的色谱柱,以缩短分析时间,另外,可以采用低粘度的溶剂做流动相或增加色谱柱的使用温度,比如用乙腈代替甲醇,以降低色谱柱的压力。  三、如何保证良好的柱性能与柱寿命  ◆ 认证阅读色谱柱使用说明书;  ◆ 使用填充良好的色谱柱;  ◆ 尽量减少压力波动,避免机械及热冲击;  ◆ 使用保护柱及在线过滤器;  ◆ 经常以强溶剂冲洗色谱柱;  ◆ 充分过滤样品及流动相,尽量避免杂质微粒与强保留成分;  ◆ 用稳定的固定相(C18最稳定);  ◆ 在中等PH值操作(6~8),用有机缓冲溶液;  ◆ 色谱柱使用温度好小于40℃;  ◆ 硅胶基质的的色谱柱,应保持流动相的PH值范围在3.0~8.0;  ◆ 在水流动相与缓冲溶液中加200ppm的叠氮钠;  ◆ 流动相中含有缓冲溶液,应注意应95∶5的水及有机溶剂过渡,有机溶剂不能低于5%;  ◆ 过夜或贮存时,冲洗掉盐和缓冲液,用纯有机溶剂流动相保存(乙晴好)。(Chloroform),二氯甲烷(Methylene Chloride)等。  反相色谱填料常是以硅胶为基础,表面键合有极性相对较弱的官能团的键合相。反相色谱所使用的流动相极性较强,通常为水,缓冲液与甲醇,已腈等混合物。样品流出色谱柱的顺序是极性较强组合先被冲出,而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留。常用的反相填料有C18(ODS)、C8(MOS)、C4(B)、C6H5(Phenyl)等。  (2)、聚合物填料  聚合物调料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等,其主要优点是在PH值为1~14均可使用。相对与硅胶基质的C18填料,这类填料具有更强的疏水性;大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。现在的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料,色谱柱柱效较低。  (3)、其他无机填料  其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化。由于其特殊的性质,一般仅限于特殊的用途。如石墨化碳也用于正逐渐成为反相色谱填料。这种填料的分离不同与硅胶基质烷基键合相,石墨化碳的表面即是保留的基础,不再需其它的表面改性,该柱填料一般比烷基键合硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强,石墨化碳可用于分离某些几何导构体,又由于HPLC流动相中不会被溶解,这类柱可在任何PH与温度下使用。氧化铝也可用于HPLC,氧化铝微粒刚性强,可制成稳定的色谱柱柱床,其优点是可在PH高达12的流动相中使用。但由于氧化铝与碱性化合物作用也很强,应用范围受到一定的限制,所以未能广泛应用,新型氧化锆填料也可用于HPLC,商品化的仅有聚合物涂层的多孔氧化锆微球色谱柱,应用PH范围1~14,温度可达100℃。由于氧化锆填料几年才开始研究,加之面临的实验难度,其重要用途与优势尚在进行中。  二、怎样选择填料粒度  目前,商品化的色谱料粒度从1um到超过30um均有销售,而目前分析分离主要用3um、5um和10um填料,填料的粒度主要影响填充柱的两个参数,即柱效和背压。粒度越小,填充柱的柱效越高;小于3um的填料应用,在相同选择性条件下,提高柱效可提高分离度,但不是仅有的的因素。如果固定相选择是正确,但是分离度不够,那么选择更小粒度的填料是很有用的,3um填料填充柱的柱数比相同条件下的5um填料的柱效提高近30%;然而,3um的色相谱的背压却是5um的2倍。与此同时,柱效提高意味着在相同条件下可以选择更短的色谱柱,以缩短分析时间,另外,可以采用低粘度的溶剂做流动相或增加色谱柱的使用温度,比如用乙腈代替甲醇,以降低色谱柱的压力。  三、如何保证良好的柱性能与柱寿命  ◆ 认证阅读色谱柱使用说明书;  ◆ 使用填充良好的色谱柱;  ◆ 尽量减少压力波动,避免机械及热冲击;  ◆ 使用保护柱及在线过滤器;  ◆ 经常以强溶剂冲洗色谱柱;  ◆ 充分过滤样品及流动相,尽量避免杂质微粒与强保留成分;  ◆ 用稳定的固定相(C18最稳定);  ◆ 在中等PH值操作(6~8),用有机缓冲溶液;  ◆ 色谱柱使用温度小于40℃;  ◆ 硅胶基质的的色谱柱,应保持流动相的PH值范围在3.0~8.0;  ◆ 在水流动相与缓冲溶液中加200ppm的叠氮钠;  ◆ 流动相中含有缓冲溶液,应注意应95∶5的水及有机溶剂过渡,有机溶剂不能低于5%;  ◆ 过夜或贮存时,冲洗掉盐和缓冲液,用纯有机溶剂流动相保存(乙晴)。

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2018.06.26

黄曲霉分析方法汇总!

    一、多功能净化柱+KRC光化学柱后衍生法  1 简介  多功能净化柱是由多种固相复合填料不仅包括大分子物质,更重要的是含有多种活性亲脂性(非极性)和带电(极性)物质,用来吸附各种酯类,叶黄素,化学物质,碳水化合物和蛋白质等干扰物。多功能净化柱+KRC衍生法就是利用PRIBOLAB公司的Pribofast 226/260多功能净化柱可以将Aflatoxins B1、B2、G1、G2很好的分离出来,然后用HPLC/FLD+KRC柱后衍生系统可以有效的测定Aflatoxins B1、B2、G1、G2含量。  2 多功能净化柱特点:  2.1 多功能净化柱可以简化样品提取、净化步骤,无需清洗和洗提。  2.2 可以实现多种毒素检测,有效降低检测成本;  2.3 HPLC+FLD+KRC衍生化,可以有效提高检测灵敏度,实现较低的检测限(Aflatoxins B1 0.05ppb);  2.4 光化学衍生操作简便,无需使用衍生试剂(通常电化学柱后衍生均需要使用衍生试剂,分析成本高,操作麻烦,仪器故障率较高);  2.5 一步法净化,回收率高达90%左右。  2.6 广泛适用于各类农产品:谷物、淀粉、动物饲料、食品、坚果、棉籽等。  3 多功能净化柱/KRC衍生法操作步骤简介:  3.1 提取样品:研磨粉碎、称重25g样品;用乙腈/水(84/16 V/V)混合样品,  高速均质 1 分钟。  3.2 过滤:将提取的样品定量滤纸过滤,收集滤液;  3.3 取4-6ml滤液快速通过 多功能净化柱PribofastM226 或Pribofast M260  3.4 收集过柱溶液,直接用于HPLC检测,KRC衍生化后直接记录Aflatoxins 浓度。  二、免疫亲和柱+KRC光化学柱后衍生法  1 简介  PribofastAflatoxins 总量免疫亲和柱可选择性吸附样品液中的毒素,从而对毒素样品起到非常针对性的纯化作用,然后用HPLC/FLD+KRC柱后衍生系统可以有效的测定Aflatoxins  B1、B2、G1、G2浓度,提高检测的准确性和灵敏度。  2 免疫亲和柱/KRC衍生法特点:  2.1 特异性很强使得样品净化效果极佳;  2.2 使用免疫亲和柱操作架可以使样品净化快速,提高检测效率高  2.3 HPLC+FLD+KRC柱后衍生化,有效提高检测灵敏度,实现较低的检测限 (Aflatoxins B1 0.05ppb)。  2.4 衍生化操作方便,光化学衍生化无需使用衍生试剂(通常电化学柱后衍生均需要使用衍生试剂,分析成本高,操作麻烦,仪器故障率较高)。  2.5 回收率高,达到90%以上  3 免疫亲和柱法操作步骤简介:  3.1 提取样品:研磨、称重50g样品;用甲醇/水(80/20 V/V)混合物将样品  高速混匀 1 分钟。  3.2 过滤:将提取的样品滤膜过 玻璃纤维滤纸,  3.3 将回温的免疫亲和柱安装在泵流操作架进行过柱净化:经过PribofastAflatoxins 总量免疫亲和柱(IAC-010-3)活化、淋洗、洗脱三步骤,洗脱下来的溶液可直接用于HPLC检测;  3.4 测定:HPLC直接进样,经色谱柱、KRC光化学柱后衍生化后直接记录Aflatoxins 浓度;  三、酶联免疫法检测Aflatoxins 总量  1 采取直接竞争ELISA方法,利用酶标仪测定样品和标准品的样本的吸光值计算得到样品中Aflatoxins 素总量的含量。  2 试剂盒检测时间:15分钟+15分钟  3 检测限:0.1ppb   关于Pribofast KRC 柱后衍生器和 HPLC参数  ●Pribofast KRC 柱后光化学衍生器 波长:254 nm  ●HPLC-色谱柱: Aflatoxins 专用色谱柱150 x 4.6 mm; C-18  ●流动相: 甲醇/水 (45/ 55 v / v)  ●流量:1.0 mL/min 柱温: 30 °C  ●进样体积:20μL  ●荧光检测器:λ-激发波长:365 nm λ-发射波长:440 nm  ●高效液相色谱仪需要配制:PriboLab公司Pribofast KRC 柱后光化学衍生器,含有1ml反应池,纳米灯管254nm  关于Aflatoxins 专用色谱柱:产品货号产品名称及规格数量IAC-010-3Pribofast, Aflatoxins B1, B2, G1, G2  25 columns/pck 3mL, widebore columnAflatoxins 总量免疫亲和柱3ml,25支/盒1盒M226PriboFast®226  Multifunctional cleanup column for Aflatoxin and zearalenoneAflatoxins 多功能净化柱,用于Aflatoxins 玉米赤霉烯酮检测25支/盒1盒PriboFast® 260PriboFast® 260 Multifunctional cleanup column for Aflatoxin and zearalenoneAflatoxins 多功能净化柱,用于Aflatoxins 玉米赤霉烯酮检测25支/盒1盒PR K010-96Pribofast ELISA Kit (96-well plate/stripes)  for detection of Aflatoxin B1, B2, G1, G2 in food and feed samplesAflatoxins 总量ELISA试剂盒包,96孔1盒STD#1081Standard, Solution of 4 different aflatoxins in acetonitrile B1, G1Aflatoxins B1B2G1G2 混合标样。1ml装,4度阴暗保存也可提供Aflatoxins B1B2G1G2 四种单独的固体装标准品。1盒KRC-25Photochemical Reactor for Enhanced Detection Aflatoxin B1, B2, G1, G2; Pribofast KRC-25  230V 50 HzUVE 254 nm lampPribofast KRC 光化学柱后衍生反应系统,254nm纳米紫外灯1套ODS-150HPLC-Column for Aflatoxin Analysis, C18 150 x 4.6 mm  Aflatoxins 专用液相色谱柱1根泵流操作架/免疫亲和柱操作架,用于免疫亲和柱样品净化操作(含气泵 转换头等配件,多用连接头是选配)1套

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2018.06.26

全文|山西:《燃煤电厂大气污染物排放标准》

    近日,山西发布了地方标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》(DB14/T1703—2018),自2018年7月30日实施。该标准主要包括烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物、烟气黑度5项控制指标,排放限值分别为5mg/m3、35mg/m3、50mg/m3、0.03mg/m3和1级,并提出了低热值煤燃煤发电锅炉烟尘排放限值为10mg/m3、W型火焰炉膛的燃煤发电锅炉氮氧化物排放限值为100mg/m3。标准还要求,新建煤电锅炉和位于城市规划区的现有煤电锅炉应采取有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象。以下为标准全文。       (文章内容源于北极星环保网)

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2018.06.25

原子发射光谱的5大光源特点及原理

    光源作为原子发射光谱仪主要部件之一,是决定光谱分析灵敏度和准确度的重要因素,它分为电弧光源、火花光源以及近年发展的电感耦合等离子体光源和辉光放电光源。各光源的原理和特点又是什么呢?  原子发射光谱仪由光源、分光系统、检测系统和数据处理系统四个部分组成。而光源是光谱仪检测最主要的部分之一,光源的作用是提供样品蒸发和激发所需的能量。它先把样品中的组分蒸发、离解成气态原子,然后再使原子的外层电子激发产生光辐射。光源是决定光谱分析灵敏度和准确度的重要因素,它分为电弧光源、火花光源以及近年发展的电感耦合等离子体光源和辉光放电光源。  一、激发光源  1.原子发射光谱对激发光源的要求  (1)光源应具有足够的激发容量,利于样品的蒸发、原子化和激发,对样品基体成分的变化影响要小。  (2)光源的灵敏度要高,具有足够的亮度,对元素浓度的微小变化在线状光谱的强度上应有明显的变化,利于痕量分析。  (3)光源对样品的蒸发原子化和激发能力有足够的稳定性和重现性,以保证分析的精密度和准确度。  (4)光源本身的本底谱线要简单,背景发射强度弱,背景信号要小,对样品谱线的自吸效应要小,分析的线性范围要宽。  (5)光源设备的结构简单,易于操作、调试、维修方便等。  二、电弧光源  电弧是较大电流通过两个电极之间的一种气体放电现象,所产生的弧光具有很大的能量。若把样品引入弧光中,就可使样品蒸发、离解,并进而使原子激发而发射出线状光谱。它可分为直流电弧和交流电弧。  1.直流电弧直流电弧发生器及直流电弧如图1所示。电源可用直流发电机或将交流电整流后供电,电压为220~380V、电流为5~30A,可变电阻R用于调节电流的大小,电感L用来减小电流的波动。  图1 直流电弧发生器和直流电弧  E-直流电源;V-直流电压表;L-电感;R-可变电阻;A-直流电流表;I-阳极;2-样品槽;3-电弧柱;4-电弧火焰;5-阴极  带有凹槽的石墨棒阳极,可放置样品粉末,其与带有截面的圆锥形石墨阴极之间的分析间隙约为4~6mm。点燃直流电弧后,两电极间弧柱温度达4000~7000K,电极温度达3000~4000K。在弧焰中样品蒸发、离解成原子、离子、电子,粒子间碰撞使它们激发,从而辐射出光谱线。  直流电弧光源的弧焰温度高,可使70种以上的元素激发,适用于难熔、难挥发物质的分析,测定的灵敏度高、背景小,适用于定性分析和低含量杂质的测定。因弧焰不稳定易发生谱线自吸现象,使分析精密度、再现性差。阳极温度高不适用于定量分析及低熔点元素分析。  2.交流电弧交流电弧发生器由交流电源供电。常用110~120V低压交流电弧,其设备简单、操作安全。用高频引燃装置点火,交流电弧放电具有脉冲性,弧柱温度比直流电弧高,稳定性好,可用于定性分析和定量分析,有利于提高准确度。其不足之处是蒸发能力低于直流电弧,检出灵敏度低于直流电弧。  单纯的电弧光源至今仍保留在地质试样、粉末和氧化物样品中的杂质元素分析中。  三、火花光源  高压火花发生器可产生10~25kV的高压,然后对电容器充电,当充电电压可以击穿由试样电极和碳电极构成的分析间隙时,就产生火花放电。放电以后,又会重新充电、放电,反复进行。  火花光源的放电电路见图2。它由放电电容C、电阻R、电感圈L和放电分析间隙G组成。  图2 火花光源的放电电路  1-碳电极;2-试样电极  当电极被击穿时产生的火花在电极间产生数条细小弯曲的放电通道,短时间释放大量能量,放电的电流密度达105~106A/cm2,使样品呈现一股发光蒸气喷射出来,喷射速度约105cm/s,称为焰炬。每次放电都在电极表面的不同位置产生新的导电通道,单个火花直径约0.2mm,当曝光数十秒时,可发生几千次击穿,由于每次击穿的面积小,时间短,使电极灼热并不显著。  高压火花放电的平均电流比电弧电流小,约为十分之几安培,但在起始的放电脉冲期间,瞬时电流可超过1000A,此电流由一条窄的仅包含极小一部分电极表面积的光柱来输送,此光柱温度可达10000~40000K。虽然火花光源的平均电极温度比电弧光源温度低许多,但在瞬时光柱中的能量却是电弧光源的几倍,因此高压火花光源中的离子光谱线要比电弧光源中明显。此种光源的特点是放电稳定性好,分析结果重现性好,适于做定量分析。缺点是放电间隔时间长,电极温度较低,对试样蒸发能力差,适于低熔点、组成均匀的金属或合金样品的分析。由于灵敏度低,背景大,不宜做痕量元素分析。  四、等离子体光源  电感耦合等离子体(inductively coupled plasma, ICP)光源它由高频发生器、等离子体炬管和雾化器组成,为现代原子发射光谱仪中广泛使用的新型光源。  1.高频发生器高频发生器在工业上称射频(radio frequency,RF)发生器,在ICP光源中称高频电源或等离子体电源,它通过工作线圈向等离子体输送能量,是ICP火焰的能源。高频发生器有两种类型,即自激式和它激式,它们都能满足ICP分析的需求。  自激式高频发生器由整流稳压电源、振荡回路和大功率电子管放大器三部分组成,提供40.68MHz高频振荡电场。它的电路简单,造价低廉,具有自动补偿、白身调节作用是目前仪器厂商广泛使用的技术。  它激式高频发生器是由石英晶体振荡器、倍频、激励、功放和匹配五部分组成,它采用标准工业频率振荡器6.87MHz工作,经4~6倍的倍频电路处理,产生27.12MHz或40.68MHz的工作频率,经激励、放大,由匹配箱和同轴电缆输送到ICP负载上,此种发生器频率稳定性高、耦合效率高,功率输出易于自动控制,但其电路比较复杂,易发生故障,因而应用厂商较少。  现在被广大厂商广泛采用的是固态高频发生器,它是由一组固态场效应管束代替自激式高频发生器中的大功率电子管,以获得大功率高频能量的输出。它具有体积小,输出功率稳定、耐用、抗震、抗干扰能力强,已成为新一代ICP光谱仪使用的主流产品,使用寿命已大干5000h。  高频发生器产生的频率和它的正向功率(系指在ICP燃炬负载线圈上获得的功率)是两个最重要的性能指标,二者有紧密的相关性。  高频发生器产生的振荡频率和它的正向功率呈反比关系,如使用5MHz频率,维持ICP放电的功率为5~6 kW;使用9MHz,功率为3kW;使用21 MHz,功率为1.5kW,因而提高振荡频率;可使ICP放电所需的功率降低,并进而降低激发时的温度和电流密度,还会降低冷却氩气的消耗量,振荡频率的稳定性应≤0.1%。  高频发生器的功率应>1.6kW,当输出功率为300~500W时,能维持ICP火焰燃烧,但不稳定,不能进行样品分析工作,当输出功率>800W时,ICP火焰才能保持稳定,才可进行样品分析,输出功率的稳定性应≤0.1%,它直接影响分析的检出限和分析数据的精密度。  2011年美国PE公司在Optima 8000系列仪器上,采用平行铝板作为高频感耦元件,称为平板等离子体。其在射频发生器上用两块平行放置的铝板,取代传统的螺旋铜管感应线圈,构成电感耦合等离子体炬,可降低氩气消耗在10L/min以下,并且平行铝板不需用水冷却,当等离子体冷却气只有8L/min,等离子体炬焰仍然稳定,使操作成本大大降低,并有良好的稳定性和分析性能。  2.等离子体炬管高频发生器通过用水冷却的空心管状铜线圈围绕在石英等离子体炬管的上部,可辐射频率为几十兆赫的高频交变电磁场。等离子体炬管由三层同心圆的石英玻璃管组成,工作氩气携带经适当方法雾化后的样品气溶胶,从等离子体矩管的中心管进入等离子体火焰的中央处,中心管的第一个外层同心管以切线的方向通入冷却用的氩气,它可抬高等离子体火焰、减少炭粒沉积,起到既可稳定等离子体炬焰,又能冷却中心进样石英管管壁的双重保护作用。中心管的第二个外层同心管通入能点燃等离子体火焰的辅助氩气。开始时由于炬管内没有导电粒子,不能产生等离子体炬焰,可用电子枪点火产生电火花,会触发少量工作氩气电离产生导电粒子,其可在高频交变电磁场作用下高速运动,再碰撞其它氩原子,使之迅速大量电离,形成“雪崩”式放电,电离的Ar+在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形路径的涡流,即在高频感应线圈内形成电感耦合电流,这股高频感应电流产生的高温又再次将氩气加热、电离,而在石英炬管上口形成一个火炬状的稳定等离子体炬焰,此炬焰的最外层电流密度最大,温度最高,试样在此炬焰中蒸发、原子化并进行电离,再激发而呈现辐射光谱。  电感耦合等离子体光源结构示意图,见图3。  图3 电感耦合等离子体光源  1-等离子体炬焰;2-高频线圈;3-三个同心石英管;4-辅助氩气;5-冷却氩气(冷却中心炬管);6-工作氩气及样品入口(由雾化室进入)  (1)等离子体炬焰的稳定曲线理想的ICP炬管应易点燃,节省工作氩气并且炬焰稳定。通用ICP炬管的不足之处是氩气消耗量大,降低冷却氩气流量又会烧毁ICP炬管。为了降低氩气的消耗量,必须保持高频输入的正向功率与等离子体消耗能量之间的平衡,才能使ICP炬焰稳定。等离子体输入的正向功率,一般为1 kW,消耗能量包括工作气流和冷却气流带走的能量、热辐射和光辐射散失的能量,试样和溶剂蒸发、气化和激发消耗的能量,炬管壁传导和热辐射能量。当这些消耗能量的总和大于高频输入的正向功率时,会使等离子体炬焰熄灭,而高频输入的正向功率过大又会烧毁等离子体炬管,对每一支ICP石英炬管都有保持ICP炬焰稳定的曲线,对直径22 mm的ICP炬管的等离子体炬焰的稳定曲线如图4所示。  图4 ICP炬焰稳定曲线  (2)等离子体炬焰中,三股氩气的作用  ①工作氩气也称载气或样品雾化气,此股氩气经雾化器,使样品溶液转化成粒径只有1~10um的气溶胶,并将样品气溶胶引入到ICP炬焰中还起到不断清洗雾化器的作用,它的流量约为0.4~1.0L/min,其压力约为15~45psi(1psi=6894.76Pa)。  ②冷却氩气它沿中心炬管的切线方向引入,主要起冷却作用,保护中心炬管免被高温熔化,冷却等离子体炬焰的外表面并与中心炬管的管壁保持一定距离,保护中心炬管顶端温度不会发生过热。其流量一般为10~20L/min,新型炬管此流量可降至8L/min。  ③辅助氩气它从三个同心石英管的最外层通入,其作用是点燃等离子体火炬,也起到保护中心炬管和中间石英管的顶端不被烧熔,并减少样品气溶胶夹带的盐分过多沉积在中心炬管的顶端,其流量为0.1~1.5L/min。  冷却气和辅助气都可起到提升ICP火焰高度,实现变换高度来观测ICP火焰的作用。  (3)等离子体炬焰的观测方式  ①垂直观测又称径向观测或侧视观测。此时观测方向垂直于ICP炬焰,能够观测火焰气流方向的所有信号,是最常用的观测方式,适用于任何基体试液,并有较小的基体效应和干扰效应,此时,可以观察到电感耦合等离子体的炬焰分为焰心区、内焰区和尾焰区三个部分,如图5所示。各个区域的温度不同,功能也不相同。  图5 ICP焰炬观测区间  1-Ar气导入区;2-预热区;3-ICP焰心;4-ICP内焰;5-ICP尾焰;6-电感线圈;7-在电感线圈上方进行观测的高度  ICP的焰心区呈白炽状不透明,是高频电流形成的涡电流区,温度高达10000K,试样气溶胶通过该区时被预热、蒸发,停留约2ms。  ICP的内焰区在焰心上方,在电感线圈上方约10~20mm,呈浅蓝色半透明状,温度约6000~8000K,试样中的原子在该区被激发,龟离并产生光辐射,试样停留约1 ms,比在电弧光源和高压火花光源中的停留时间(约10-3~10-2 ms)长,利于原子的离解和激发。  ICP的尾焰区在内焰的上方,呈无色透明状,温度约6000K,仅能激发低能态原子的试样。  ②水平观测又称轴向观测或端视观测。此时水平放置ICP炬管,火焰气流方向与观测方向呈水平重合,由于整个火焰各个部分的光都可被采集,灵敏度高。缺点是基体效应高,电离干扰大,炬管易积炭和积盐而沾污,适用于水质分析。  此时由于尾焰温度低可能会产生自吸和分子光谱,导致测量偏差加大,为此应采用尾焰消除技术(如压缩空气切割技术、冷锥技术或加长炬管),以消除分子复合光谱干扰、降低基体效应,以提高灵敏度,扩展线性动态范围。  ③双向观测即在水平观测基础上,增加一套侧向观测光路,就可实现水平/垂直双向观测,可同时实现全部元素的水平观测及垂直观测,也可实现部分元素的水平测量或垂直测量。此时为实现垂直观测,会在炬管上开口,而导致缩短炬管使用寿命,此时会降低分析速度,增加了分析消耗。  3.雾化器雾化器可将试样溶液雾化后转化成气溶胶,并被工作氩气携带进入等离子体炬中。  现在广泛使用玻璃同心雾化器,又称迈哈德(Meinhard)雾化器,其构造如图6(a)所示。  图6 玻璃同心雾化器结构示意图  (a)雾化器的双流体结构;(b)喇叭口形雾化器结构(防止盐类在喷口处沉积);(c)雾化器喷口的A、C、K型的结构;1-液体样品入口;2-喷雾气体入口;3-喷液毛细管;4-气溶胶喷口;5-玻璃外壳  玻璃同心雾化的双流体结构中有两个通道,喷液毛细管(中心管)和外管之间的缝隙为0.01~0.35mm,毛细管气溶胶喷口的孔径约为0.15~0.20mm,毛细管壁厚为0.15~0.10mm。其喷雾原理是当喷雾气体(载气)通入雾化器后,在毛细管喷口形成负压而自动提升液体样品,将溶液粉碎成细小液滴,并载带微小液滴从喷口喷出气溶胶。  为防止液体盐类在喷口处沉积,可将喷口制成喇叭口形,使出口保持湿润,而不易堵塞[见图6(b)]。  由于加工方法不同,气溶胶喷口的形状有三种,即A、C、K型[见图6(c)]。A型为平口型(标准型),喷口内管和外管在同平面上,喷口端面磨平。C型为缩口型,中心管比外管缩进0.5mm,且中心管被抛光。K型与C型相同,但中心管未被抛光。A型喷口雾化效率高,C型和K型,耐盐能力强,不易堵塞。  雾化器的进样效率是指进入等离子体焰炬的气溶胶量与被提升试液量的比值。当增加载气压力时,会增加试液的提升量,但进样效率会降低,这点由雾化器的结构决定的,因此使用雾化器时,应确定进样效率最佳值时,所对应载气的压力和流量。过度增加试液提升量,会增加大液滴的数量使废液量增加,易造成喷口阻塞,反而使进样效率下降。    4.电感耦合等离子体光源的特性  (1)此光源的工作温度高于其它光源,等离子体炬表面层温度可达10000K以上,在中心管通道温度也达6000~8000K,在分析区内有大量具有高能量的Ar+等离子,它们通过碰撞极有利于试样的蒸发、激发、电离,有利于难激发元素的测定,可测70多种元素,具有高灵敏度和低的检测限,适用于微量及痕量元素分析。  (2)此光源不使用电极,可避免由电极污染带来的干扰。因使用氩气作为工作气体,产生的光谱背景千扰低、光源稳定性良好,可使分析结果获得高精密度(标准偏差为1%~2%左右)和准确度,定量分析的线性范围可达4~6个数量级。  由于电感耦合等离子体光源具有良好的分析性能和广泛的应用范围,在近二十年受到广泛重视,发展迅速。  电磁耦合微波等离子体光源2011年Agilent公司提供全新的电磁耦合微波等离子体(electro meganic coupled microwave plasma,EMMP)光源。  此光源使用氮气发生器从空气中提取氮气,作为产生等离子体的气源,而不使用昂贵的氩气。它不使用高频发生器的电场作为等离子体炬的能源,而是使用大功率1000W工业级磁控管产生的电磁场作为N2等离子体炬的能源。这种使用磁场而非电场来耦合微波能量并激发N2等离子体的技术,大大降低了发射光源的成本,原子化温度达5000℃,并具有即开即用、操作简便的特点。  此光源使用的炬管,可随时拆卸,安装时可实现炬管的快速定位和与气源的连接,保证了定位精度和快速启动。  此光源使用One Neb通用雾化器(见图7),采用惰性材料制作,耐有机溶剂和强酸,其特殊的防阻塞设计使其成为高盐、高固体溶解浓度样品溶液进行雾化的最佳选择。  图7 One Neb通用雾化器  1-试液样品入口;2-雾化N2入口;3-四氟乙烯喷液毛细管;4-气溶胶喷口;5-聚乙烯外壳  五、辉光放电光源  辉光放电(glow discharge, GD)可用作原子发射光谱的激发光源,它具有较高的稳定性,能直接用于固体样品的成分分析和逐层分析。  辉光放电有直流放电(DC)模式,可用于金属等导体分析,射频放电(RF)模式可用于所有固体样品(导体、半导体和绝缘体)的分析。  辉光放电光源,基本上都是格里姆(Grimm)型,其结构见图8。  此光源中,阳极空心圆筒伸入环形阴极中,它们之间为聚四氟乙烯绝缘体。两个电极间的距离和阳极圆筒下端面与阴极试样之间的距离皆为0.2 mm。光源内部抽真空至10Pa后,充入压力约100~1000Pa的低压放电气体氩,然后在两电极间施加500~1500V直流电压;阳极接地保持零电位,阴极施加负高压。使光源内氩气被激发、离解成Ar+和电子,在两电极间形成Ar+等离子体。在电场作用下Ar+与阴极样品碰撞,在样品表面的原子,获得可以克服晶格束缚的5~15eV的能量,并以中性原子逸出表面,其再与Ar+和自由电子产生一系列的碰撞,会被激发电离、产生二次电子发射,从而在负辉区产生样品特征的发射光谱。负辉区主要构成阴极的金属原子的溅射和光辐射,它产生最大的电流密度和电子动能,会使挥发出的气态原子强烈电离,并激发出光辐射(见图9)。  图8 格里姆辉光放电光源结构示意图  1-石英窗;2-阳极;3-环形阴极;4-绝缘体;5-放电气体(Ar)入口;6-放电气体出口;7-样品;8-负辉区  图9 格里姆放电光源放电负辉区放大图  辉光放电光源,除使用直流电压供电分析金属导体外,还可在两电极间施加具有一定频率的射频电压,此时样品可交替作为阴极或阳极,其表面轮流受到正离子和电子的碰撞,增大了样品原子被撞击的频率,提高了样品原子化和被激发离子化效率,它可直接分析导体、半导体和绝缘体样品。  辉光放电过程,样品原子被不断地逐层剥离,随溅射过程的进行,光谱信息反映的化学组成,由表面到里层所发生的变化,可用于深度分析。

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2018.06.25

北京:《电子工业大气污染物排放标准》

北京市环境保护局关于公开征求北京市地方标准《电子工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)意见的函京环函[2018]462号各有关单位:按照《北京市蓝天保卫战2018年行动计划》有关要求,根据北京市质量技术监督局《2018年北京市地方标准制修订项目计划》,我局组织起草了北京市地方标准《电子工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)。按照《北京市地方标准管理办法》的要求,现公开征求意见,欢迎机关、科研单位、企业、社会组织等机构和个人提出意见。请将意见填入“意见反馈表”,于2018年7月15日前,以电子邮件和书面方式反馈我局。涉及修改重要技术指标时,应附上必要的技术数据。定向征求意见单位,如没有意见也应复函说明,逾期未复函的按无异议处理。北京市环境保护局2018年6月19日(联系人:大气处庄子威、科技处高喜超;联系电话:68426310,68428670;传真:68412763,68428670;E-mail:daqichu@bjepb.gov.cn,kjchu@bjepb.gov.cn)前言本标准为全文强制。本标准规定了电子工业企业或生产设施的大气污染物排放限值、监测和监控要求,以及标准实施与监督等相关规定。本标准依据GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由北京市环境保护局提出并归口。本标准由北京市人民政府于201年x月x日批准。本标准由北京市环境保护局组织实施。本标准主要起草单位:北京市环境保护科学研究院。本标准主要起草人:李国昊、聂磊、邵霞、高喜超、刘晓宇、李树琰、李宗泽。引言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《大气污染防治行动计划》和《北京市大气污染防治条例》,打赢蓝天保卫战,控制电子工业的大气污染物排放,引导电子工业生产工艺和大气污染控制技术的发展方向,改善北京市大气环境质量,制定本标准。电子工业大气污染物排放标准1范围本标准规定了电子工业企业或生产设施的大气污染物排放限值、监测和监控要求,以及标准实施与监督等相关规定。本标准适用于电子专用材料、电子元件、印制电路板、半导体器件、显示器件及光电子器件、电子终端产品等六类电子工业企业或生产设施的大气污染物排放管理,以及这六类电子工业建设项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工环境保护验收及其投产后的大气污染物排放管理。其他类别电子工业企业或生产设施的大气污染物排放管理,参照本标准执行。2规范性引用文件本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注明日期的引用文件,其新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T14668空气质量氨的测定纳氏试剂比色法GB/T15432环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ38固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法HJ480环境空气氟化物的测定滤膜采样氟离子选择电极法HJ481环境空气氟化物的测定石灰滤纸采样氟离子选择电极法HJ533环境空气和废气氨的测定纳氏试剂分光光度法HJ534环境空气氨的测定次氯酸钠-水杨酸分光光度法HJ538固定污染源废气铅的测定火焰原子吸收分光光度法(暂行)HJ539环境空气铅的测定石墨炉原子吸收分光光度法(暂行)HJ544固定污染源废气硫酸雾的测定离子色谱法(暂行)HJ547固定污染源废气CL2的测定碘量法(暂行)HJ548固定污染源废气氯化氢的测定硝酸银容量法(暂行)HJ549环境空气和废气氯化氢的测定离子色谱法(暂行)HJ583环境空气苯系物的测定固体吸附/热脱附-气相色谱法HJ584环境空气苯系物的测定活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法HJ629固定污染源废气二氧化硫的测定非分散红外吸收法HJ644环境空气挥发性有机物的测定吸附管采样热脱附/气相色谱-质谱法HJ657空气和废气颗粒物中铅等金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法HJ685固定污染源废气铅的测定火焰原子吸收分光光度法HJ692固定污染源废气氮氧化物的测定非分散红外吸收法HJ693固定污染源废气氮氧化物的测定定电位电解法HJ732固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法HJ733敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则HJ734固定污染源废气挥发性有机物的测定固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法HJ759环境空气挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法HJ/T28固定污染源排气中氰化氢的测定异烟酸-吡唑啉酮分光光度法HJ/T55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ/T56固定污染源排气中二氧化硫的测定碘量法HJ/T57固定污染源排气中二氧化硫的测定定电位电解法HJ/T67大气固定污染源氟化物的测定离子选择电极法HJ/T397固定源废气监测技术规范DB11/1195固定污染源监测点位设置技术规范DB11/T1367固定污染源废气甲烷/总烃/非甲烷总烃的测定便携式氢火焰离子化检测器法DB11/T1484固定污染源废气挥发性有机物监测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1电子专用材料specialelectronicmaterials在半导体集成电路、各种电子元器件(包括有源及无源元器件、激光器件、光通讯器件、发光二极管器件、液晶显示器件等电子基础产品)制造中所采用的特殊材料。本标准中电子专用材料涵盖的产品范围包括半导体材料、覆铜板、电子铜箔、光电子材料、压电晶体材料、电子专用精细化工与高分子材料等,但不包括真空电子材料、磁性材料、电子焊接材料和电子陶瓷材料。具体产品范围见附录A。3.2电子元件electricalunit电子电路中具有某种独立功能的单元,可对电路中电压和电流进行控制、变换和传输等。一般包括:电阻器、电容器、电子变压器、电感器、压电晶体、电子敏感元器件与传感器、电接插元件、控制继电器、微特电机与组件、电声器件等产品。3.3印制电路板printedcircuitboard(PCB)在绝缘基材上,按预定设计形成印制元件、印制线路或两者结合的导电图形的印制电路或印制线路成品板。印制电路板包括刚性板与挠性板,它们又有单面印制电路板、双面印制电路板、多层印制电路板,以及刚挠结合印制电路板和高密度互连印制电路板等。高密度互连印制电路板,简称HDI板。3.4半导体器件semiconductordevice利用半导体材料的特殊电特性制造,以实现特定功能的电子器件。包括分立器件和集成电路两大类产品。3.5光电子器件photoelectroncomponent利用半导体光-电子(或电-光子)转换效应制成的各种功能器件。如半导体光电器件中的光电转换器、光电探测器等;激光器件中的气体激光器件、半导体激光器件、固体激光器件、静电感应器件等;光通信电路及其他器件;半导体照明器件等。3.6显示器件displaydevice基于电子手段呈现信息供视觉感受的器件。包括薄膜晶体管液晶显示器件(TN/STN-LCD、TFT-LCD)、场发射显示器件(FED)、真空荧光显示器件(VFD)、有机发光二极管显示器件(OLED)、等离子显示器件(PDP)、发光二极管显示器件(LED)、曲面显示器件以及柔性显示器件等。3.7电子终端产品electronterminalsproducts以采用印制电路板(PCB)组装工艺技术为基础装配的具有独立应用功能的电子信息产品。如通信设备、雷达设备、广播电视设备、电子计算机、视听设备、电子测量仪器等。3.8挥发性有机物volatileorganiccompounds(VOCs)指参与大气光化学反应的有机化合物,或者根据有关规定确定的有机化合物。在表征VOCs总体排放情况时,根据行业特征和环境管理要求,可采用总挥发性有机物(以TVOC表示)、非甲烷总烃(以NMHC表示)作为污染物控制项目。3.9企业边界enterpriseboundary电子工业企业或生产设施的法定边界。若无法定边界,则指企业或生产设施的实际占地边界。3.10密闭排气系统closedventsystem将工艺设备或车间排出或逸散出的大气污染物,捕集并输送至污染控制设备或排放管道,使输送的气体不直接与大气接触的系统。3.11挥发性有机物治理设施treatmentfacilityforVOCs处理挥发性有机物的燃烧装置、吸收装置、吸附装置、冷凝装置、生物处理设施或其它有效的污染控制设施。3.12现有污染源Existingpollutionsource指本标准实施之日前,已建成投产或环境影响评价文件已通过审批的工业企业和生产设施。3.13新建污染源Newpollutionsource指本标准实施之日起,环境影响评价文件通过审批的新建、改建和扩建的建设项目。4大气污染物控制要求4.1时段划分4.1.1现有污染源自本标准实施之日起至2019年12月31日止,执行第Ⅰ时段的排放限值;自2020年1月1日起执行第Ⅱ时段规定的限值。4.1.2新建污染源自本标准实施之日起执行第Ⅱ时段规定的限值。4.1.3工艺措施和管理要求自本标准实施之日起执行。4.2排气筒排放浓度限值4.2.1电子工业生产过程中,设备或车间排气筒排放大气污染物浓度执行表1规定的限值。4.2.2废气焚烧设施应对排放烟气中的二氧化硫、氮氧化物和二噁英类进行监测,并达到表2规定的要求。其他大气污染物排放还应满足表1的控制要求。4.2.3对进入VOCs燃烧(焚烧、氧化)装置的废气需要补充氧气(空气)进行燃烧、氧化反应(燃料助燃需要补充空气的情况除外)时,排气筒中实测大气污染物排放浓度应按公式(1)换算为基准含氧量为3%的大气污染物基准排放浓度,并与排放限值比较判定排放是否达标;如进入VOCs燃烧(焚烧、氧化)装置的废气中含氧量可满足自身燃烧、氧化反应需要,或者燃料助燃需要补充空气时,按排气筒中实测大气污染物浓度判定排放是否达标,此时装置出口烟气含氧量不应高于装置进口废气含氧量。式中:——大气污染物基准排放浓度,mg/m3;——干烟气基准含氧量,%,取值为3;——实测的干烟气含氧量,%;——实测大气污染物排放浓度,mg/m3。4.3无组织排放控制要求4.3.1电子工业生产过程中,企业边界大气污染物浓度执行表3规定的限值。4.4排气筒高度要求排气筒高度应按环境影响评价要求确定,且应不低于15m。排气筒排放CL2、氰化氢两种污染物中任一种或一种以上时,其高度不得低于25m。4.5工艺措施和管理要求4.5.1产生大气污染物的生产工艺和装置需设立局部或整体气体收集系统和净化处理装置,达标排放。4.5.2当执行不同排放控制要求的废气合并排气筒排放,且可选择的监控位置只能对混合后的废气进行监测时,应执行各排放控制要求中最严格的规定。4.5.3其他工艺措施和管理要求见附录A。5监测5.1企业监测要求5.1.1企业应按照有关法律法规要求,建立企业监测制度,制定监测方案,对污染物排放状况及其对周边环境质量的影响开展自行检测,保存原始监测记录。5.2排气筒监测5.2.1按DB11/1195的规定设置废气采样口和采样平台,并满足GB/T16157、HJ/T397和DB11/T1484规定的采样条件。5.2.2排气筒废气的采样监测应按照GB/T16157、HJ/T397和HJ732的规定执行。5.2.3排污企业安装污染物排放自动监控设备的要求,按《北京市固定污染源自动监控管理办法》、HJ/T75中相关要求及其他相关法律法规执行。5.3无组织排放监测5.3.1厂界大气污染物无组织排放监测应按HJ/T55的规定执行。5.3.2无组织排放监控点位污染物浓度应以任何连续1小时的采样获得平均值、或在任何1小时内以等时间间隔采集3个以上样品,计算平均值。5.3.3对于设备与管线组件和敞开液面,逸散排放的VOCs监测采样和测定方法按HJ733的规定执行,采用氢火焰离子化检测仪(以甲烷或丙烷为校正气体,以碳计)监测。5.4大气污染物浓度测定方法大气污染物浓度的分析测定应按照表4规定的方法执行。6监测工况要求6.1对于建设项目环境保护设施竣工验收监测或限期治理后的监测,采样期间的工况不应低于设计工况的75%。对于监督性监测,不受工况和生产负荷限制。6.2生产设施应采用合理的通风措施,不应稀释排放。在国家未规定单位产品基准排气量之前,暂以实测浓度作为判定是否达标的依据。7监督与实施7.1本标准由市和区环境保护主管部门统一监督实施。7.2在任何情况下,电子工业企业均应遵守本标准规定的污染物排放要求,采取必要措施保证污染防治设施正常运行。各级环保部门在对企业进行监督性检查时,以现场即时采样或监测的结果作为判定排污行为是否符合排放标准以及实施相关环境保护管理措施的依据。

厂商

2018.06.22

浅析|农田土壤重金属污染化学钝化修复

    随着城镇化、工业化的发展和城市污泥、废弃物进入农业生态系统,土壤重金属污染态势日趋严峻。据国家环保部、国土资源部等的调查,我国土壤各种污染物超标点位占调查总点位的16.1%;而耕地土壤点位超标率高达19.4%,污染情形不容乐观。      由于我国人口压力大,优质耕地资源短缺与粮食生产需求的矛盾异常突出,不可能将污染土壤进行大规模休闲、种植非粮食作物或开展植物修复;工程措施则代价高昂难以实施,且污染土壤填埋并不去除重金属类污染物,所以对农田重金属污染土壤而言,切实可行且能保证作物安全生产的修复措施应是化学钝化,尤其是对中轻度污染的农田土壤。      化学钝化修复是向污染土壤中施入各种钝化剂,利用吸附、沉淀、氧化还原、络合等机制,改变污染物的形态与活性,使其转化成非活性、植物难吸收的组分,从而实现修复利用的技术。目前采用的钝化剂主要包括各类含磷物质、粘土矿物、生物炭、氧化物、有机物等,它们对不同污染物以及土壤类型、污染程度的修复效果有一定差异,相关综述论文也常见报道。本文就一些主要的化学钝化材料修复重金属污染研究进展作一概述,为进一步推动农田重金属污染土壤修复研究与应用提供参考。      1含磷物质对污染土壤中重金属的钝化      含磷物质除提供植物磷营养外,对重金属的钝化修复是当前土壤重金属污染修复研究的热点领域之一,也是一种廉价、环境友好的修复材料,其可以通过释放磷来有效地固定土壤中的重金属。在实际应用中,常见的含磷材料有磷酸及可溶性磷酸盐,磷酸钙、磷灰石、磷矿粉、骨粉等难溶含磷材料,以及活化磷矿粉、溶磷菌–磷矿粉、动物粪便–磷矿粉堆肥等复合含磷材料。含磷材料修复的对象主要包括Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Hg、Cr、Co以及As等。      磷酸盐可以直接参与土壤重金属的钝化,也常与其他矿物材料混合使用。采用磷酸酸化磷矿粉处理Pb污染的土壤,可将土壤中非残渣态Pb转化为残渣态,降低土壤中Pb的淋溶毒性。Pb与磷形成了极稳定的磷氯铅矿[Pb5(PO4)3Cl],明显降低了植物对Pb的吸收。另外,用磷酸化生物炭处理铅污染土壤,发现其有很好的修复效果。与磷酸的钝化作用相比较,可溶性磷酸盐(如磷酸铵、磷酸氢钾)等也可直接参与重金属的钝化作用。用磷酸氢二铵处理土壤60天后,Cd的溶出量从306mg/kg降低到34mg/kg,磷含量增加会相应提高Cd的稳定效果。雷鸣等研究了磷酸氢二钠对污染土壤中重金属(Pb、Cd、Zn)向水稻迁移的影响,发现其显著提高了土壤pH值,降低了土壤中交换态Pb、Cd、Zn含量,同时明显降低了水稻各器官中Pb、Cd的含量。     过磷酸钙和重过磷酸钙等也被用于修复重金属污染的土壤。用过磷酸钙修复Pb、Cu污染的土壤,一段时间培养后,Pb和Cu大幅度转化为残渣态。重过磷酸钙用于钝化修复Pb、Cu和Zn复合污染土壤,4周后发现可有效地降低提取态Pb和Cu,但对土壤中Zn的稳定化影响较小;磷处理可抑制Pb和Cu在土壤剖面中的径向迁移。在Pb、Cd、Cu和Ni污染的土壤中施加重过磷酸钙处理后,Pb和Cd向残渣态转化,降低大白菜对重金属的吸收。林笠等采用盆栽试验研究了重金属Cd、Pb复合污染土壤中添加磷对草莓累积重金属的影响,结果表明,添磷后不仅能显著降低Cd、Pb对草莓产量和品质的影响,还能降低Cd、Pb在各组织中的累积。      含磷材料还包括磷酸钙、天然磷灰石、磷矿粉、骨粉等难溶磷酸盐矿物,它们是碱性矿物,有效磷远低于可溶性磷酸盐及磷肥。用磷矿粉处理重金属污染的土壤能增加植物对As的吸收,降低蕨类植物体内Pb、Cd含量。羟基磷灰石可显著降低土壤中Pb、Zn、Cd、Co和Ni的生物有效性,增强它们的地球化学稳定性。纳米磷材料的性质有别于普通含磷矿物,用纳米Ca3(PO4)2处理射击场的重金属Pb、Cu、Zn污染后,土壤中可提取态重金属大幅度降低,部分Cu和Pb结合在纳米磷酸钙表面;而用负载纳米羟基磷灰石的生物炭原位修复Pb污染土壤,Pb的固定率达到74.8%,残渣态增加到66.6%,土壤中生物有效性Pb显著减少。      难溶磷矿物的磷有效性低,为提高有效磷的释放,溶磷菌–磷矿粉、有机酸活化磷矿粉、动物粪便–磷矿粉堆肥等也被用于处理不同污染程度的土壤。磷矿粉经处理后,有效磷含量提高,对重金属的钝化效率也高于原磷矿粉。Park等利用溶磷菌处理磷矿粉后,固定污染土壤中的Pb效果更强。与溶磷菌相比,草酸处理磷矿粉后,能更好地钝化土壤中重金属Pb、Cu、Cd,毒性淋溶分析显示Pb含量低于美国EPA标准;砖红壤中施加磷矿粉和草酸活化磷矿粉后,交换态铅含量下降,稳定态Pb、Cu含量增加,且活化磷矿粉的效果更佳。许学慧等在Cd、Cu污染的矿区土壤中添加磷矿粉和活化磷矿粉,可降低土壤中交换态重金属的含量,减少莴苣对重金属Cd和Cu的吸收;施加活化磷矿粉后莴苣根和地上部重金属含量比对照可降低55%和59%。      含磷材料在土壤重金属原位修复中具有重要的实际意义。该方法对土壤环境的扰动少,除了提供磷素外,大部分磷材料可提高土壤的pH,影响重金属在土壤中的形态,加快重金属由可溶性向难溶性的转化,减少植物对重金属的吸收。现有研究表明,含磷材料主要对重金属Pb、Cd、Cu等有较好的钝化效果,其机理表现在以下方面:提高土壤pH,使重金属离子生成氢氧化物沉淀;利用释放的磷酸根与重金属离子作用,生成溶解度更小的磷酸盐矿物(磷氯铅矿等);土壤重金属离子与含磷矿物晶格中的阳离子发生同晶置换而被固定;金属阳离子在矿物表面发生静电吸附和共沉淀作用被固定(图1),实际环境中这几种作用机理可能是共存的。      2无机矿物对重金属的钝化      无机矿物也常用于土壤重金属的化学钝化,主要包括膨润土、凹凸棒石、海泡石、沸石等无机矿物,赤泥、飞灰、磷石膏和白云石残渣等工业副产物。此外,还有一些化学制品,如硫酸亚铁等。这些通常不提供植物营养成分,而且可以改良土壤性质。      2.1粘土矿物钝化剂      用于土壤污染物钝化的粘土矿物主要包括海泡石、凹凸棒石、膨润土(蒙脱石)等,它们较大的比表面积决定了其良好的吸附性能,可通过吸附、离子交换、配位反应和共沉淀等反应钝化重金属。      凹凸棒石也称坡缕石,对Cd、Pb和Cu污染土壤具有良好的修复效果。其对Zn的钝化以吸附和表面络合为主,对Cd以碳酸盐、氢氧化物或表面络合的形式固定。谢晶晶等认为,Zn2+在凹凸棒石表面先发生快速吸附,其后为慢速沉淀,表面快速水化时可提高悬浮液的pH值,诱导了Zn2+水解沉淀。      实验证明凹凸棒石添加量为红壤的1%~4%(质量比)时,土壤中可提取态重金属的浓度都有明显降低。殷飞等发现添加20%凹凸棒石降低可提取态Pb、Cd、Cu、As的比例达35%~54%,植物易吸收的可交换态Pb显著减少,残渣态Pb显著增加。Liang等也表明,凹凸棒石能降低水稻土中Cd的可交换态,增加碳酸盐结合态和残渣态,并降低糙米中23%~56%的Cd。      凹凸棒石对重金属的吸附能力可通过改性得到加强。将凹凸棒石改性成微纳米网加入污染土壤,能明显降低土壤Cr(Ⅵ)的淋洗量,并能将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)。添加10%富钙凹凸棒石可以分别降低土壤酸溶态Cd56%和Pb82%。凹凸棒石–磁铁复合物在去除U(Ⅵ)方面比单一组分更优越。      蒙脱石掺入沉积物后可固定Zn,但不能提高Cu的稳定性。0.5%膨润土可明显降低Pb、Zn和Cd的水溶性。Zhang等发现蒙脱石对Cu吸附量可达3741mg/kg,按2%施入土壤可降低对蚯蚓60%的重金属毒性。      相比较单一蒙脱石,其改性产物的环境应用正引起更多关注。蒙脱石–OR–SH(钙基蒙脱石酸活化后,在乙醇–水–巯基硅烷溶液中分散)饱和吸附的Cd无毒性,在连续盆栽4季作物后,对土壤Cd仍保持显著的钝化效果。施加巯基化改性膨润土能有效固定土壤Cd和Pb,显著降低土壤中重金属的活性态含量,并将其转化为稳定的铁锰结合态,有较好的钝化长效性。另外,蒙脱石与有机聚合物的复合研究也有大量报道。将壳聚糖加载到蒙脱石后,该复合物对Pb2+、Cu2+和Cd2+的最大吸附量分别为49.3、28.2和20.6mg/g。      海泡石有较好的重金属吸附能力,能降低水稻土中可交换态Cd并增加碳酸盐结合态和残渣态,使Cd以碳酸盐、氢氧化物或者表面络合的形式被固定。添加0.5%~5%的海泡石可降低菠菜对Cd吸收量的28.0%~72.1%,当5%海泡石加入土壤,酶活性和微生物量也得以恢复。海泡石的添加可使TCLP-Cd降低0.6%~49.6%,而植物吸收降低14.4%~84.1%。将1%~5%海泡石加入土壤后,Cd、Zn和Pb的淋洗量降低60%~70%,而苜蓿茎秆中Zn的浓度降低45%。当添加量为5%时,土壤呼吸活性、脱氢酶和碱性磷酸酶活性分别增加了25%、138%和42%。Li等的实验则表明,可交换态Cd降低14.3%~49.0%,而糙米中的Cd含量降低34.5%~44.4%。海泡石改性后有更好的钝化效果,如经过氧化氢改性后可极大地促进其对Pb的吸附,比天然海泡石提高43.5%。      2.2工业废弃物的应用      粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状结构,比表面积大,碱性,具有较高的吸附重金属能力。可施入污染土壤以固定重金属。实验表明,经粉煤灰改良后,土壤中Hg、Cd和Pb有效态含量平均降低24.4%~31.8%,钝化作用明显。      自然沸石或改性沸石均可用于稳定土壤中重金属污染物。其作用机理是通过增加碱度而促进表面对重金属的吸附;或重金属离子与沸石内阳离子的交换。通过在沸石的孔口附近交换阳离子来改变其孔道的尺寸,可赋予沸石新的吸附性能。研究表明,2%沸石在土壤中培养一个月可导致Zn、Pb的生物有效性降低15.9%和6.1%。污染土壤中添加沸石可增加淋出液pH并降低Pb的生物有效性。硝酸钾、氢氧化钠改性沸石比天然沸石能更显著地降低土壤酸提取态Zn的含量。     赤泥是铝土矿经强碱浸出氧化铝后产生的残渣。在含Pb913mg/kg的土壤中加入1%赤泥,可以使NH4NO3提取Pb降低90%。添加5%赤泥可使土壤交换态Pb和Zn降低99%以上。2个月赤泥处理使生物有效性Cu含量比对照降低13.2%。但也有研究表明,5%的赤泥添加使Cd、Ni、Pb和Zn的不稳定态降低22%~80%,而As和Cu的不稳定态却分别增加了24%和47%,当赤泥添加量为5%或更高时,Cd、Ni、Pb和Zn流动性的降低更甚于As、Cu、Cr和V。      2.3其他材料的应用      一些铁基材料也用于土壤重金属的钝化。如钢渣具有较高的pH值,导致重金属形成化学沉淀。据殷飞等报道,添加20%钢渣能显著降低土壤中可交换态Cd以及可交换态和碳酸盐结合态Zn含量,并显著增加残渣态Cu含量。据报道,硫酸亚铁加入土壤1个月后,土壤酸提取态As含量比对照处理降低86.6%,2个月后,土壤As的生物有效性含量比对照降低90.8%,优于骨炭、磷酸二氢钙和堆肥。随硫酸铁用量增加,对有效态As的固定效果明显增加;当Fe3+/PO43-摩尔比为7.2时,7d后土壤有效态Pb、Cd、As去除率分别为99%、41%、69%。      比较了活性炭、膨润土、生物炭、壳聚糖、粉煤灰、有机粘土、沸石等对Cu污染土壤的修复能力。除有机粘土和沸石外,其他改良剂均明显增加土壤pH。Tica等比较了磷灰石和Slovakite(白云岩、膨润土、沸石等的混合物)的钝化效果,两者均能有效降低重金属Pb、Zn、Cu和Cd的毒性,而Slovakite效果更佳。      大量天然及废弃物材料因廉价易得吸引了许多研究者的关注。目前对这些材料的应用特性和效能已有许多试验,但以下方面尚需进一步加强研究:1)单一矿物对重金属的微观稳定机制;2)钝化剂加入后重金属的长期稳定性;3)粘土矿物的改性及产物的效能。      3生物炭对重金属的钝化      3.1生物炭钝化土壤重金属的效果及机理      生物炭是土壤重金属修复研究中的一种重要材料。田间试验证明,小麦秸秆生物炭可有效固定土壤中的Cd和Pb。将稻秆和稻壳生物炭施入土壤,短期内可以有效钝化重金属。生物炭对重金属生物有效性的影响源于改变土壤pH,增加土壤有机质含量,改变土壤氧化还原状况及微生物群落组成等多种机制的协同作用,而生物炭对重金属的吸附机理主要有静电作用、离子交换、阳离子π键、沉淀反应等。    生物炭对重金属的钝化效果受到多因素的影响,如生物炭的来源、制备条件(温度、炭化时间等)、土壤性质、重金属种类及污染程度等。生物炭的表观性质在一定程度上决定了其对重金属的固定能力。不同原材料和热解温度会得到性质不同的生物炭,对土壤重金属的修复效果和机制也有差别。硬木在600℃时制得的生物炭对Cu和Zn的吸附量高于棉花秸秆450℃时制得的生物炭。将竹炭和水稻秸秆生物炭按不同比例施加到Cu、Pb、Zn、Cd污染土壤中,发现后者钝化效果更好。      3.2生物炭复合材料的研究      生物炭因其在高温裂解过程中部分基团损失、吸附后分离难等不足,已有学者开始研究将生物炭与其他材料复合或者进行化学改性,加强其吸附能力。主要有以下方法:1)用KOH、H2O2、O3、H2SO4/HNO3等改性生物炭,提高生物炭的比表面积,增加其表面官能团(如羧基),提高对污染物的固定能力;2)与磁性吸附剂(如纳米氧化铁、零价铁等)复合,可以赋予生物炭磁性,利于回收;3)结合纳米技术制备新型复合材料,提高生物炭的封存和处理能力;4)用化学修饰法将锰或镁氧化物、过磷酸钙等与生物炭复合,在生物炭表面添加一些能与污染物相互作用的基团,提高吸附效果。      对比了甘蔗渣生物炭与经厌氧消化的甘蔗渣制备的生物炭对水中Pb2+的去除效果,发现后者对Pb2+的最大吸附量是前者的20倍。Agrafioti等分别将CaO溶液、FeO粉末、FeCl3溶液与稻壳、有机固体废弃物混合,用于As(V)的去除,发现其对As的去除率显著高于原始生物炭。Zhao等研究表明用生物炭与磷肥共热解后增加生物炭对重金属的固定率。      4石灰对重金属的钝化      4.1石灰对土壤重金属的钝化效果与机制      钙可与镉发生同晶替代作用。试验表明,施用生石灰处理在2年中可使糙米中镉含量降低至国家食品卫生标准限值(0.2mg/kg)以下。Pandit等研究发现施石灰能降低菠菜中镉的浓度。Tan等研究石灰钝化土壤后5种蔬菜(莴苣、大白菜、花椰菜等)体内含镉量的变化,发现其降低40%~50%。      施用石灰可降低土壤中有效态铜含量。铅污染土壤经石灰处理后,玉米对铅的吸收明显下降,其籽粒含铅量可达到国家食品卫生标准。吴烈善等在人工污染的黄色黏土中添加石灰处理,土壤Pb、Cu、Cd、Zn的稳定率可达98.5%~99.8%。石灰对铬(Cr6+)和汞(Hg2+)的吸附很稳定,施用6%石灰后,土壤能固定69%的Cr6+和63%的Hg2+。      石灰通过降低土壤中H+浓度,增加土壤颗粒表面负电荷,促进对重金属离子的吸附,降低重金属的迁移性。另外,石灰可改变重金属形态,促进金属碳酸盐形成,减少活性重金属的比例。     4.2石灰与其他材料配施的效果      2%石灰–烧石膏–木炭(质量比3∶1∶2)施用在湖南衡阳一土壤中,镉固定率达58.9%。2%天然腐熟牛粪+2%石灰组合施用,Pb、Cu、Cd、Zn稳定效率达95.9%~99.4%。石灰和有机肥复合施用使土壤中交换态Cd含量降低54.7%,远高于单独施用石灰的。Wang等在草甸土进行Cd的钝化实验,0.2%石灰+5%蛇纹石复配的效果好,处理60d后有效态Cd含量降低29.1%。He等研究施用石灰、矿渣和甘蔗渣在第四纪红黏土的钝化效果,发现复合施用效果佳,镉含量降低58.3%~70.9%,结合种植低Cd积累的水稻品种,可使糙米中的Cd含量降至污染物限度。      5其他钝化剂对重金属的钝化      5.1有机钝化剂      有机物料不仅提供植物养分,改良土壤,同时也是有效的土壤重金属吸附、络合剂,被广泛应用于土壤重金属污染修复中。有机物通过提升土壤pH、增加土壤阳离子交换量、形成难溶性金属–有机络合物等方式来降低土壤重金属的生物可利用性。目前常用的有机钝化剂主要包括植物秸秆、畜禽粪便、城市污泥和有机堆肥等。      紫云英施入农田中,土壤有效铜和镉的含量降低,同时降低了稻草和谷粒中铜和镉的含量。水稻秸秆和磷肥混施可降低土壤中重金属的植物有效性。水稻秸秆堆肥施用增加了农田土壤中重金属Zn、Cd和Pb的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态和残渣态重金属的比例,也降低了农田土壤中重金属的生物有效性。      家禽粪便、生物固体等可增加土壤中溶解性有机质含量,并与重金属形成较稳定的金属–有机络合物,降低重金属的生物可利用性,特别是腐熟度较高的有机质可通过形成粘土–金属–有机质三元复合物增加重金属吸附量。施用猪粪后,稻麦两季表层土壤重金属Cu、Zn含量略有升高,静态环境容量均降低。家禽粪便、生物固体等使用后,可强烈地与Hg结合而固定之。在农田土壤中添加猪粪,可使土壤有效铜、镉显著降低,同时也极大降低稻草和谷粒中铜、镉的含量。      经研究畜禽粪便对Pb淋溶的影响,发现畜禽粪便能显著降低土壤水溶态及可交换态Pb含量,促使其向残留态转化,降低其迁移和生物可利用性。张亚丽等向Cd污染土壤施加猪粪等有机物,也得到类似结果。施用15g/kg的粪肥和压滤泥浆均降低了土壤外源Ni的植物有效性。      腐熟堆肥施入土壤后可减少重金属的生物有效性,不但可以显著降低污染土壤中As、Cd、Pb、Zn等的生物有效态含量,还可显著降低植物对重金属的吸收。添加生物堆肥到铜污染土壤中,显著降低了CaCl2提取的铜含量,增加了土壤的pH值。      腐植酸能与重金属结合,也是土壤重金属的钝化剂。用腐植酸与膨润土(或过磷酸钙)处理Pb污染土壤,发现分别投加20%腐植酸与20%膨润土、10%腐植酸与6%过磷酸钙,固定40d后土壤中有效态铅含量均大幅降低。添加主要成分为腐殖酸的褐煤到铜污染土壤中,显著降低了土壤中CaCl2提取的铜含量。      5.2铁粉      纳米铁或含铁纳米材料在土壤重金属治理过程中也发挥着重要的作用。有研究者利用零价纳米铁降低污染土壤中Cd、Cr和Zn的有效性,发现其能明显提高金属的稳定性,对Cr的修复效果和稳定性很好。研究证实,有机堆肥配合铁砂等在钝化重金属污染物时表现出加和作用,可显著降低重金属的生物有效性,并可能超过无机钝化剂的单独作用。      纳米零价铁粉施于砷污染土壤中,能使砷由水溶态和吸附态向非晶质铁铝氧化物结合态和晶质铁铝氧化物态转化,其中水溶态和吸附态砷可减少70%和18%,而非晶质铁铝氧化物结合态和晶质铁铝氧化物态砷分别最大增加42%和51%,并显著降低三七中的砷含量。磷酸铁纳米材料可以显著降低土壤中水溶态、可交换态和碳酸盐结合态Cu含量,促使Cu向残渣态转化;铁纳米材料可显著降低土壤淋洗液中Cr含量。      纳米零价铁配合低分子量有机酸施用可增加农田土壤中铅的去除,0.2mol/L柠檬酸配合2.0g/L零价铁对农田土壤铅的去除效率能增加83%。生物炭负载纳米零价铁能有效固定土壤中铬,当施用8g/kg生物炭负载纳米零价铁于土壤中15d后,土壤中六价铬不可检出,进而降低铬在土壤–植物系统的转移。      随着我国农田土壤重金属污染面积的增加,寻找切实可行的处置方法刻不容缓。从国内外的研究与实践来看,土壤重金属的化学钝化措施可以较好地固定重金属,降低重金属的活性和环境风险,但是该技术在实际应用中尚有一些亟待深入研究的问题。      (1)钝化与其他技术联用      钝化能使重金属的形态暂时改变,但并未从土壤中彻底根除。当外界条件改变时,固定的重金属还可能重新释放,导致二次污染。微生物修复技术利用微生物产生的硫化物等来固定土壤中重金属,具有持久性作用。此外,利用作物轮作–磷修复措施也可以较好地修复农田重金属污染。      (2)方案优选及钝化剂改性      污染土壤常是多种重金属共存的体系,同时地域、气候等环境因素对钝化剂的要求不完全相同。因此,必须结合每种重金属的性质来选择不同的钝化剂和修复措施。钝化剂改性可以根据不同重金属特性增强其钝化功能,形成广谱性多功能钝化材料。      (3)新型高效环保钝化剂研发      钝化剂包括人工合成的材料和天然材料,有些天然材料中含有重金属以及放射性物质,遗留在土壤环境中也会对环境造成一定的副作用,当它们累积到一定量时,这些材料的环境负效应就需要考虑了。因此在选用不同材料修复被重金属污染的土壤时,必须环境友好,同时要提高其修复效率。      (4)钝化机理与产物稳定性      钝化剂的性质是决定钝化重金属机理的主要因素。当前,宜对不同材料钝化重金属机制开展深入研究,为进一步的实践奠定理论基础。在所形成的重金属难溶物中,氢氧化物和碳酸盐的溶解度要大于磷酸盐沉淀物的溶解度,所以,利用重金属的溶解性选用不同的钝化剂和措施可以有效地降低重金属的生物活性,更多地将重金属离子转化为活性更低的难溶矿物,以达到更强的钝化效果。

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2018.06.22

吹扫捕集技术应用及常见问题

    吹扫捕集法从理论上讲,是动态顶空技术,是用流动气体将样品中的挥发性成分“吹扫”出来,再用一个捕集器将吹扫出来的有机物吸附,随后经热解吸将样品送入气相色谱仪进行分析。通常,称动态顶空技术为吹扫捕集进样技术。待吹扫的样品可以是固体,也可以是液体样品,吹扫气多采用高纯氦气。捕集器内装有吸附剂,可根据待分析组分的性质选择合适的吸附剂。    吹扫捕集法适用于从液体或固体样品中萃取沸点低于200℃、溶解度小于2%的挥发性或半挥发性有机物、有机金属化合物。吹扫捕集法对样品的前处理无需使用有机溶剂,对环境不造成二次污染,而且具有取样量少、富集效率高、受基体干扰小及容易实现在线检测等优点。但是吹扫捕集法易形成泡沫,使仪器超载。此外伴随有水蒸气的吹出,不利于下一步的吸附,给非极性气相色谱分离柱的分离带来困难,并且水对火焰类检测器也具有淬灭作用。    1. 原理    吹扫捕集法属于气相萃取范畴,它是用氮气、氦气或其他惰性气体将被测物从样品中抽提出来,使气体连续通过样品,将其中的挥发组分萃取后在吸附剂或冷阱中捕集,再进行分析测定,因而是一种非平衡态的连续萃取。因此,吹扫捕集法又称为动态顶空浓缩法。    吹扫捕集法的过程是用氮气、氦气或其他惰性气体以一定的流量通过液体或固体进行吹扫,吹出所要分析的痕量挥发性组分后,被冷阱中的吸附剂所吸附,然后加热脱附进入气相色谱系统进行分析。由于气体的吹扫,破坏了密闭容器中气、液两相的平衡,使挥发组分不断地从液相进入气相而被吹扫出来。    2. 操作步骤    吹扫捕集气相色谱法操作步骤如下:    (1)取一定量的样品加入到吹扫瓶中;    (2)将经过硅胶、分子筛和活性炭干燥净化的吹扫气.以一定流量通入吹扫瓶,以吹脱出挥发性组分;    (3)吹脱出的组分被保留在吸附剂或冷阱中;    (4)打开六通阀,把吸附管置于气相色谱的分析流路;    (5)加热吸附管进行脱附,挥发性组分被吹出并进入分析柱;    (6)进行色谱分析。    影响吹扫效率的因素    (1)吹扫温度 提高吹扫温度,相当于提高蒸气压.因此吹扫效率也会提高。蒸气压是吹扫时施加到固体或液体上的压力,它依赖于吹扫温度和蒸气相与液相之比。在吹扫含有高水溶性的组分时.吹扫温度对吹扫效率影响更大。但是温度过高带出的水蒸气量增加,不利于下一步的吸附,给非极性的气相色谱分离柱的分离也带来困难,水对火焰类检测器也具有淬灭作用,所以一般选取50℃为常用温度。对于高沸点强极性组分,可以采用更高的吹扫温度。    (2)样品溶解度 溶解度越高的组分,其吹扫效率越低。对于高水溶性组分,只有提高吹扫温度才能提高吹扫效率。盐效应能够改变样品的溶解度,通常盐的含量大约可加到15%~30%,不同的盐对吹扫效率的影响也不同。    (3)吹扫气的流速及吹扫时间 吹扫气的体积等于吹扫气的流速与吹扫时间的乘积。通常用控制气体体积来选择合适的吹出效率。气体总体积越大,吹出效率越高。但是总体积太大,对后面的捕集效率不利,会将捕集在吸附剂或冷阱中的被分析物吹落。因此,一般控制在400~500mL之间。    (4)捕集效率 吹出物在吸附剂或冷阱中被捕集,捕集效率对吹扫效率影响也较大,捕集效率越高.吹扫效率越高。冷阱温度直接影响捕集效率,选择合适的捕集温度可以得到最大的捕集效率。    (5)解吸温度及时间 一个快速升温和重复性好的解吸温度是吹扫捕集气相色谱分析的关键,它影响整个分析方法的准确度和重复性。较高的解吸温度能够更好地将挥发物送入气相色谱柱,得到窄的色谱峰。因此,一般都选择较高的解吸温度,对于水中的有机物(主要是芳烃和卤化物),解吸温度通常采用200℃。在解吸温度确定后,解吸时间越短越好,从而得到好的对称的色谱峰。    应用中存在的问题    1. 存在的问题    (1)吹扫气流速和吹扫时间的选择    吹扫气流速取决于待分析物挥发性的大小。流速偏低时,不利于对含量低的样品进行定量分析;而太高的流速又会增加水蒸气对检测的干扰。吹扫时间是影响方法回收率和灵敏度的一个重要因素。吹扫时间偏短时,溶液中的分析物挥发不充分,吹扫时间太长又会吹脱吸附剂表面的分析物。    (2)甲醇和水的干扰    捕集管含有过量的甲醇和水是吹扫捕集法最常见的问题,两种物质的过量存在会导致信号变形。水的干扰致使峰形异常,并使前期吹扫出来的化合物回收率不高,还会缩短检测器的寿命;甲醇也会干扰质谱及色谱检测器的信号。因此,能否降低水蒸气和甲醇对分析检测的影响是选择捕集管需考虑的首要问题。为减少水和甲醇的影响,首先要保证吸附剂是疏水的且不能保留甲醇(如VOCARB和BTEXTRAP两种捕集管),此外还可采取增加干吹时间、减少甲醇在样品处理中的用量等措施。干吹效果的好坏决定于捕集管内的填料类型。通常碳质及疏水型吸附剂有利于减少水蒸气对气相色谱分离效率的影响;对于疏水性稍弱或亲水的填料(如硅胶),干吹反而引起更多的问题,如灵敏度下降、色谱分离效率下降以及填料寿命缩短等,这是因为分析过程的交替为更多的水蒸气进入GC提供了机会。只有正确选择载气流速、水蒸气控制装置、捕集管填料和温度,才能得到优化的结果。    (3)交叉污染    样品在捕集管的冷点浓缩或解吸不充分导致少部分样品残留而引起交叉污染,这种情况常源于系统超载运行。通过延长捕集管的烘烤时间可以达到彻底清洁的目的。交叉污染发生时,常有无关背景峰出现,且峰形与前次样品化合物指纹吻合。当然载气不纯,实验室空气中的VOCs超标等客观因素也会引起额外峰,所以安装捕集管时必须使用尺寸适宜的金属箍,避免漏气对实验结果的影响。    (4)样品起泡    当样品中含有表面活性剂或清洁剂时,吹扫捕集法常发生起泡现象。样品起泡不仅容易损坏捕集管,致使传输线不可逆污染,极端情况下还会影响色谱柱及检测器的分离分析效率。当前,消除泡沫干扰的办法通常是在吹扫瓶的颈部装上泡沫捕集器,消泡原理是把泡沫拉长直至破裂,但这种方法仅对少量气泡起作用。经验丰富的分析人员常会在样品置于吹扫瓶之前充分振荡,检查是否有大量气泡出现,如若泡沫丰富则作稀释处理或添加防沫剂。硅粉和硅树脂型防沫剂是控制聚乙二醇二甲醚及碱性清洁剂型泡沫的最常用试剂。以上方法从一定程度上缓解了问题,但往往不能彻底去除气泡。Tekmar公司研发了一种配置有光敏二极管泡沫传感器的内置型Guardian仪,它是一种高效除泡设备,能够解决样品大量起泡的问题。    (5)含氧含溴化合物回收率低    含氧化合物如醇类、酮类等的水溶性极强,测定过程中往往存在回收率低的问题。为提高回收率,需要增加25%的吹扫气流量,吹扫时间增加2~4min,必要时还可以在吹扫的同时对样品溶液进行加热(为40~50℃)。含溴化合物的回收率往往较低,这是由于太高解吸温度下在碳基捕集管内这类化合物容易分解。若以5℃/min 的温度增量降低解吸温度,同时调节吹扫气流量至35~40 mL/min,则可以解决此问题。

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2018.06.22

食品中总汞及有机汞的测定方法

原子荧光光谱分析法原理:试样经酸加热消解后,在酸性介质中,试样中汞被硼氢化钾或硼氢化钠还原成原子态汞,由载气(氢气)带入原子化器中,在汞空心阴极灯照射下,基态汞原子被激发至高能态,在由高能态回到基态时,发射出特征波长的荧光,其荧光强度与汞含量成正比,与标准系列溶液比较定量。试剂:硝酸(HNO3)、过氧化氢(H2O2)、硫酸(H2SO4)、氢氧化钾(KOH) 、硼氢化钾(KBH4):分析纯。仪器和设备:原子荧光光谱仪、天平(感量为0.1 mg和1mg)、微波消解系统、压力消解器、恒温干燥箱(50℃一300℃)、控温电热板(50℃— 200℃ ) 、超声水浴箱。 冷原子吸收光谱法原理:汞蒸气对波长253.7 nm的共振线具有强烈的吸收作用。试样经过酸消解或催化酸消解使汞转为离子状态,在强酸性介质中以氯化亚锡还原成元素汞,载气将元素汞吹入汞测定仪,进行冷原子吸收测定,在一定浓度范围其吸收值与汞含量成正比,外标法定量。试剂和材料:试剂、硝酸(HNO3)、盐酸(HCl)、过氧化氢(H202)(30%)、无水氯化钙(CaCl2):分析纯、高锰酸钾(KMnO4):分析纯、重铬酸钾(K2Cr2O7):分析纯、氯化亚锡(SnCl2·2H2O):分析纯。仪器和设备:测汞仪(附气体循环泵、气体干燥装置、汞蒸气发生装置及汞蒸气吸收瓶),或全自动测汞仪。天平(感量为0.1 mg和1mg)、微波消解系统、压力消解器、恒温干燥箱(200℃一300℃)、控温电热板(50℃— 200℃ ) 、超声水浴箱。 液相色谱一原子荧光光谱联用方法原理:食品中甲基汞经超声波辅助5mol/L盐酸溶液提取后,使用C18反相色谱柱分离,色谱流出液进入在线紫外消解系统,在紫外光照射下与强氧化剂过硫酸钾反应,甲基汞转变为无机汞。酸性环境下,无机汞与硼氢化钾在线反应生成汞蒸气,由原子荧光光谱仪测定。由保留时间定性,外标法峰面积定量。试剂:甲醇(CH3OH):色谱纯、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH) 、硼氢化钾(KBH4):分析纯、过硫酸钾(K2S2O8):分析纯、乙酸钱(CH3COONH4):分析纯、盐酸(HCl)、氨水(NH3·H2O)、L一半胧氨酸(L-HSCH2CH(NH)2COOH):分析纯。仪器和设备:液相色谱一原子荧光光谱联用仪(LC-AFS):由液相色谱仪(包括液相色谱泵和手动进样阀)、在线紫外消解系统及原子荧光光谱仪组成。天平(感量为0.1 mg和1.0 mg)、组织匀浆器、高速粉碎机、冷冻干燥机、离心机:最大转速10 000r/min、超声清洗器。

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2018.06.21

新疆科研人员发现大肠杆菌可治理水污染 可去除水体中汞和硒

    人体肠道中的一种寄生细菌——大肠杆菌,经过新疆科研人员的“改造”,可以用于治理水体中的汞、硒污染。    6月19日,新疆晨报记者从中科院新疆生态与地理研究所了解到,该所博士研究生王潇男在前人研究基础上,通过筛选得到一株大肠杆菌,此种细菌可以通过多种途径同时去除水体中的二价汞离子和亚硒酸根离子。目前,这项研究已得到国家自然基金等项目的资助。    汞是一种全球性污染物,由于其毒性大、扩散范围广、稳定性强和易于生物富集的特点受到广泛关注。水体中的汞主要以二价汞的形式存在,此种形态的汞很容易被生物体转化为剧毒的甲基汞,食用被汞污染的鱼类等海产品会对人类身体健康造成严重危害。    硒虽然是一种人体必需的微量、有益元素,但是硒缺乏和过量之间的差距非常小,水体中的亚硒酸根就是一种比较常见的污染物。在某些地区,地壳和水体中的汞和硒含量较高,而且汞矿和硒矿的开采容易使周边地区同时受到汞和硒污染。    科研人员在实验中将筛查得到的大肠杆菌置于含有汞和硒的水体中发现,水体中二价汞离子的含量为40微克每升时,大约93.2%的二价汞离子可以被去除,大约3.3%的汞被吸附到细菌表面;2%的汞被富集到细菌体内。    研究人员在实验中发现,大肠杆菌可以将氯化高汞还原为氯化亚汞沉淀,另一部分汞被进一步还原为单质汞。与此同时,大肠杆菌还可将亚硒酸根还原为单质硒沉淀和负二价硒离子,负二价硒离子捕获二价汞离子生成硒化汞沉淀。此结果表明,包括大肠杆菌在内的亚硒酸根还原菌在同时去除汞、硒污染方面具有较大的应用前景。

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2018.06.20

食品中二氧化硫检测方法初探

    随着人民生活质量的提高,食品安全问题日益引起人们的高度重视。自20世纪80年代起,食品中二氧化硫的安全性引起了越来越多的关注。许多国家对食品中的二氧化硫和亚硫酸盐含量规定了最大使用量和最大残留限量, 并且建立了多种二氧化硫的测定方法。正确对待食品中二氧化硫问题, 不仅需要可靠的检测技术,还需要了解其来源与途径。鉴于此,DECHEM-TECH中国技术服务中心与朗诚化学分析技术研发中心合作,就食品中二氧化硫的来源、安全性、限量标准以及检测方法的研究进展进行综述,以期为广大用户对食品中二氧化硫残留的检测及控制研究提供一定的参考与借鉴。  一、食品二氧化硫检测的必要性  二氧化硫在通常状态下是一种无色的有刺激性气味的气体,有毒,易溶于水。并且溶解后和水发生化学反应生成亚硫酸。二氧化硫及亚硫酸盐具有漂白性,它与有色物质发生化合作用生成无色的化合物,但是这种反应是可逆的, 在受热后物质又会变为原来的颜色。由于二氧化硫及亚硫酸盐的S 原子的化合价为正四价,所以其既有氧化性也有还原性,在常温下就可以和许多的氧化性物质发生氧化还原反应。  二氧化硫及其衍生物对人体的各种系统、器官、组织都会产生不利的影响,二氧化硫进入呼吸道后因其易溶于水, 所以大部分被阻塞在上呼吸道, 在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强,损害支气管和肺,进而可以诱发各种呼吸道炎症,而且还对呼吸器官有毒理作用, 而且对其他多种器官如脑、心、肝、胃、肠、脾、胸腺、肾、翠丸及骨髓细胞等均有毒理作用,是一种全身性毒物。  鉴于二氧化硫对人体的严重危害性, 为避免食品中二氧化硫残留量超标而引起食用者中毒等不良反应, 各国都制定了一系列标准来严格控制二氧化硫使用量和残留量。美国FDA要求亚硫酸盐使用量高于20mg/L 的食品要予以标明。日本对盐渍蔬菜、淀粉等食品中二氧化硫限量为30mg/L,德国对大蒜制品限量为50mg/L。鉴于亚硫酸盐在啤酒中使用,许多国家对啤酒中的二氧化硫残留限量也作了规定。我国《发酵酒卫生标准》(GB2758-81)规定了以游离二氧化硫计的残留二氧化硫的限量。我国《食品添加剂使用卫生标准》对二氧化硫类物质在各类食品中的使用范围、使用量及允许最大残留量做出了明确的规定。如硫磺只限于熏蒸蜜饯、干果、干菜、粉丝和食糖; 低亚硫酸钠可用于蜜饯、干果、干菜、粉丝、蘑菇及蘑菇罐头, 最大使用量为0.4mg/Kg, 二氧化硫可用于葡萄酒、果酒等,最大使用量不应超过0.25mg/Kg,对芝麻、乳、豆类、蔬菜以及生食用鲜鱼贝类则禁止使用。  FDO 和WHO 联合食品添加剂专家委员会对二氧化硫类物质作为食品添加剂的危险性评估为:二氧化硫的日容许摄入量为0-0.7gmg/Kg体重,即一个60Kg 体重的成人, 每天二氧化硫的摄入量不超过42mg。  二、当前食品中二氧化硫的传统检测方法  由于食品基质的差异性,使二氧化硫检测需要不同的方法, 且检测原理也各不相同。随着分析检测的要求逐步提高,检测任务也越来越大,寻找一种合适的分析方法势在必行。近年来,在计算机技术、化学计量学技术、光机电一体化技术的支持下,全自动化的理化分析成功运用于食品中二氧化硫的检测,分析方法的智能化、自动化成为重要的发展方向,不仅提高了检测速度和准确度,满足了当前批量分析检测的现实要求,而且节省了大量的人力和物力。目前,应用于食品中二氧化硫检测方法有比色法、滴定法和色谱法等,其中全自动间断化学分析技术成功应用于食品分析也越来越受到关注。  (一)比色法  国标GB/T5009.34-2003中规定用盐酸副玫瑰苯胺法检测食品中二氧化硫含量,其主要原理是利用亚硫酸盐与吸收液生成较稳定的络合物,再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物, 在波长550nm 处测定溶液吸光度,与标准系列比较定量。  该方法自动程度低,分析速度慢,检测精度及准确度受人为因素影响大,不同操作者可能会产生不同的分析结果,而且所使用的浸提液为四氯汞钠,毒性较大,整个过程均由人工完成,对人体安全造成比较大的影响。  (二)滴定法滴定法  常见的有直接滴定碘量法, 蒸馏一碘量法, 蒸馏一碱滴定法。  1.直接滴定法  直接滴定碘量法原理是样品中的被测成分(包括游离和化合二氧化硫)在碱液中失去结合力,被固定为亚硫酸盐,在硫酸的作用下,又使其游离出来, 并用碘标准溶液进行滴定。当达到滴定终点时,过量的碘与淀粉指示剂作用,生成蓝色的碘一淀粉复合物。由碘标准溶液的滴定量计算出总二氧化硫的含量。  直接滴定碘量法操作简便、快速, 特别适用于测定葡萄酒中的亚硫酸盐。但是对于脱水大蒜、姜制品等, 由于含有较多的挥发性芳香物质, 往往导致滴定终点的颜色不稳定,易褪色, 不能保持30秒不消失, 终点难以判定。  2.蒸馏一碘量法  采用“蒸馏一碘量法,是对样品酸化并加以蒸馏,样品中二氧化硫逸出, 通过乙酸铅溶液接收,并用浓盐酸酸化,以碘标准溶液滴定。  采用蒸馏法对样品进行前处理,可以有效地避免样品本底的干扰,但是需要的时间较长, 一般蒸馏一份样品大约需一个多小时,不适合大批量样品检测。  3.蒸馏一碱滴定法  该方法利用酸碱中和滴定的原理,样品酸化后在氮气流中加热蒸馏, 以过量氢氧化钠接收,然后将接收液酸化并氧化为硫酸,用标准氢氧化钠溶液滴定即可测定样品中亚硫酸盐总量。  该方法属于快速测定方法,广泛用于各类食品的检测。其蒸馏时间短, 溶液沸腾后蒸馏10-15分钟即可对接收液以碱标准溶液滴定,终点易判断。取样量可从1g 至100g 灵活掌握,检测范围宽,可以避免样品中因亚硫酸盐分布不均所致结果重复性差的现象。但该方法需要定制一套按规定尺寸的全玻璃蒸馏装置, 容易损坏。操作中需用脱气的水,充入的氮气也需是高纯度的。对于有机酸含量高的样品, 产生挥发性有机酸, 测定时会产生误差。  (三)色谱法  1.顶空-气相色谱法  将食品中的游离亚硫酸和总亚硫酸分别用酒石酸提取液提取后,取出一定量在密封容器中使之成为酸性挥发亚硫酸,取顶空气体, 注入附有火焰光度检测器的气相色谱仪中进行定量。通过测定气相中二氧化硫的含量, 间接测定样品中的二氧化硫含量。  本方法具结果准确、灵敏度高等优点,但分析速度慢,操作复杂,仪器耗材成本高,不适合样品的批量分析且分析成本高,并未得到广泛应用。  2.离子色谱法  离子色谱法具有操作简单、灵敏,是分析食品中二氧化硫的研究热点。其原理是试样中的亚硫酸在20%磷酸酸性条件下,于 90℃水浴中通氮气分离,收集在三乙醇胺溶液中, 用离子色谱法测定。  离子色谱法适用于食品中残留亚硫酸盐和天然亚硫酸盐的测定,但食品样品成份复杂, 含较多的蛋白质、油脂、色素、纤维素等有机大分子,这些组份与分离柱的填料发生作用,影响柱子的性能和寿命。部分亚硫酸盐在食品中以结合状态存在,如直接测定,样品处理过程中样品溶液放置时间对测定结果影响较大,但是在酸性条件下蒸馏样品可以避免该误差的出现。  (四)化学发光法  化学发光法因化学发光法灵敏度高, 操作简便,受到了重视。在酸性介质中, 某些氧化剂可氧化亚硫酸根,产生发光,当某些化合物存在时可使化学发光增强。  此方法简便、灵敏,但影响化学发光机制的因素较多,稳定性不强。  (五)电化学法及传感器  将涂有石墨/环氧树脂/固化剂的铜或金电极浸泡在饱和4一甲基呱陡二硫代氨基甲酸钾水溶液和饱和硝酸汞水溶液中各1小时,然后用此电极来测定亚硫酸根。二氧化硫传感器主要用电化学方法,还有用压电晶体传感器同时测定二氧化硫及相对湿度,用表面声波传感器测定二氧化硫等。  电化学传感器具有灵敏度高, 使用方便等优点,但是干扰因素多,并未实际应用至日常检测工作中。  (六)酶光度分析法  原理是在pH3.6的NaAC-HAC介质和亚硫酸盐氧化酶存在下, 亚硫酸盐被氧化成硫酸根, 在过氧化氢酶作用下,用3,3,5,5 一四甲基联苯胺显色, 在650nm波长下间接测定亚硫酸盐的含量。  该法灵敏度高,可以检测痕量的二氧化硫,但是样品前处理较为繁琐。  (七)快速检测试剂盒  目前市场上还出现了食品中二氧化硫现场快速检测试剂盒、仪器,其原理是食品中的二氧化硫与显色剂反应生成有色化合物,采用目视比色分析方法, 直接在二氧化硫快速检测色阶卡上读出食品中二氧化硫的含量。  该仪器具有操作简单,使用方便,可随身携带,即时现场检测,检测速度快,样品和试剂用量少,无污染等优点,但是灵敏度低,不适合大批量样品的精确测定。  三、创新的食品中二氧化硫检测技术——全自动间断化学分析技术检测法  (一)简介  近年来, 食品中超量使用及滥用亚硫酸盐的现象非常严重, 加强对食品中二氧化硫及亚硫酸盐的监督和检测己成为急需解决的问题,研究与应用二氧化硫及亚硫酸盐含量的快速测定技术, 是实现监督管理的有效措施之一。食品安全的保障依赖于可靠的质量监控,因此迫切需要一种操作简单、自动化及智能化程度高、分析成本低、检测快速且灵敏度高的分析方法。运用全自动间断化学分析仪检测食品中的二氧化硫,不仅可以在实验室实现自动化及智能化,而且由于其分析速度极快、灵敏度极高,可实现二氧化硫的微量分析,更为重要的是此技术分析成本极低,污染极小,降低了实验对人体的危害,经济价值高, 必将成为食品中二氧化硫快速检测的主流技术,是当前和今后一段时期内食品中二氧化硫快速检测的首选方法, 为政府部门的市场监督及食品生产厂家的自我监控提供有力的技术保障。  全自动间断化学分析仪是使传统比色法检测自动化的一种分析检测仪器,其完全模拟传统比色法,将待测样品及相应的反应试剂按照一定的比例自动加入比色皿中,待测物浓度与生成物颜色深浅成正比关系,经仪器比色计检测生成物吸光强度,通过标准曲线,自动计算样品中待测组分的浓度。全自动间断化学分析仪可实现多达119个样品的多个待测物的同时测定,测定过程全程由专业仪器软件控制和监控,实现分析测试过程的自动化、智能化。  (二)原理:  通过进样臂将样品组分和试剂组分加入至指定的恒温反应装置中进行反应并直接读取数据。亚硫酸盐与四氯汞钠反应生成稳定的络合物,再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物,并在550nm波长处测定。  (三)前处理:  1.水溶性固体样品如白砂糖等可称取约3-5g均匀样品,以少量溶解,置于100ml的比色管中,加入4ml氢氧化钠溶液(20g/L),5min后加入4ml硫酸(1+71),然后加入20ml四氯汞钠吸收液,以水稀释至刻度。  2.其他固体样品如饼干、粉丝等可称取约3-5g研磨均匀的样品,以少量水湿润并移入100ml比色管中,然后加入20ml四氯汞钠吸收液,浸泡4小时以上,若上层不澄清可加入亚铁氰化钾及乙酸锌溶液各2.5ml,最后用水稀释至100ml刻度,过滤后备用。  3.液体样品如饮料可直接取3-5.0g样品至于100ml比色管中,以少量水稀释,加入20ml四氯汞钠吸收液,摇匀,浸泡4小时以上,最后用水稀释至刻度,过滤后备用。  (四)分析步骤  1. 将过滤好的样品放置于样品盘中;  2. 将配制好的试剂放置于试剂盘中;  3. 将配制好的标准溶液(3ug/ml),启动自动稀释器,将标准曲线的梯度制作成0-3 ug/ml;  4.编辑工作列表,包括标准点编辑、样品编辑、试剂编辑;  5.启动仪器分析:测速为60个样/小时  6.收集结果数据;  (五)全自动间断化学分析技术的优势  1.仪器易操作  操作者只需将样品和化学试剂放置在指定的位置并编辑工作列表,然后启动分析程序,整个操作过程小于3分钟。  2.分析速度快  二氧化硫的分析速度为60个样/小时,批量分析能力强,大大解放了实验室劳动力。  3.仪器自动化及智能化程度高  包括标准曲线的自动制作、超标样品的自动稀释及重分析、废液自动收集、比色皿自动清洗及光路校准、试剂或样品缺少警报、故障自动警报等。  4.仪器灵敏度高  最低检测的准确量为0.8mg/Kg,优于经典手工分析法的1mg/Kg。  5.方法稳定性强  精密度高,RSD小于等于2%。批次间稳定性强,批次间的相对标准偏差小于2%。  6.方法准确度高  样品回收率均处于90-110%之间。  7.方法可比性强  与手工经典分析法比较,样品间的差异性均小于5%。  8.分析成本低  仪器最大试剂消耗量仅为0.7ml,为经典分析法的二十分之一,且仪器为整机分析模式,所需要的耗材少,一年维护成本只需1000-3000元。  9.保障实验人员人身安全  仪器含有密封式的废液收集装置,加上仪器的自动取样、取试剂及自动清洗比色皿等功能,最大限度地保障了操作者的人身安全,同时也防止了分析对实验室的污染,更为重要的是降低了实验过程对环境的二次污染。  (六)与深圳出入境检验检疫局食检中心合作研发本项目的部分实验数据  1.斜率实验量程范围线性回归方程线性相关系数ra值0-1mg/l y=0.1923x-0.00100.99940.1923y=0.1927x-0.00140.99950.1927y=0.1966x+0.00040.99990.1966y=0.1933x+0.005310.1933y=0.1938x+0.00460.99930.1938  表1  由表1数据说明,线性较好,斜率稳定,a值始终处于0.192至0.196之间,方法稳定性强。  2.灵敏度实验编号称样量g处理批次加标情况检测结果mg/lRSD%加标回收率%15.056不加标0.09273.42空白平均值为0.0915,标准偏差值为0.0031324.996不加标0.093935.027不加标0.091245.032不加标0.094554.998不加标0.089465.095不加标0.092275.003不加标0.093585.015不加标0.084995.115(一)加标0.04ppm0.13260.69102.75%105.062加标0.04ppm0.1348108.25%114.993加标0.04ppm0.1337105.50%125.018加标0.04ppm0.1326102.75%135.024加标0.04ppm0.1337105.5%145.022加标0.04ppm0.1332104.25%155.001加标0.04ppm0.1325102.5%165.036加标0.04ppm0.1319101%175.004(二)加标0.04ppm0.13191.3101%185.034加标0.04ppm0.129595%195.036加标0.04ppm0.1318100.75%205.057加标0.04ppm0.129795.5%215.061加标0.04ppm0.128893.25%225.012加标0.04ppm0.129795.5%235.008加标0.04ppm0.1335105%245.013(三)加标0.04ppm0.13381.43105.75%254.997加标0.04ppm0.1332104.25%265.005加标0.04ppm0.1364112.25%275.014加标0.04ppm0.1319101%285.038加标0.04ppm0.130296.75%295.029加标0.04ppm0.131499.75%304.997加标0.04ppm0.1327103%315.025加标0.04ppm0.130798%324.997加标0.04ppm0.1339106%  表2  由表2数据表明,采用间断化学分析仪测定食品中的二氧化硫具有较好的灵敏度,其最低检测浓度为0.04mg/L,即0.8mg/Kg。  3.精密度实验  由表2数据表明,用间断化学分析仪测定三批食品中的二氧化硫,批次间数据稳定性好(RSD=1.38),同批样品的相对标准偏差小(小于2%),精密度高。  4.准确度实验  由表2数据表明,用间断化学分析仪测定食品中的二氧化硫的回收率较高,样品回收率均处于95%-105%间,准确度高。  5.间断化学分析法与经典分析方法样品数据比较编号样品类型手工比色法结果(mg/Kg)间断化学分析法结果(mg/Kg)偏差(100%)1鲜龙眼4.354.544.272鲜龙眼2.332.272.63鲜龙眼2.742.682.214鲜龙眼2.512.394.895鲜龙眼2.132.224.136鲜龙眼2.812.742.528银耳22.17220.769蛋白粉19.4918.982.6510面条6.135.982.4713腊肉3.373.514.0614饮料1.091.144.4816饮料1.241.221.6217饮料1.781.742.2718饮料1.591.674.920果脯7.817.563.2521果脯8.027.891.6322当归10.3310.112.1523苹果2.212.171.8225苹果2.442.533.6226鲜龙眼3.333.252.4327鲜龙眼4.474.541.5528鲜龙眼4.744.681.2729鲜龙眼5.795.662.2730饮料1.91.814.8531饮料3.173.324.6232饮料4.144.334.48  表3  由表3数据表明,间断化学分析仪法与手工经典分析法比较,样品间的差异性均小于5%,无显著性差异,并且此次分析的样品类型较多,实验排除了样品多样性引起的误差。

厂商

2018.06.20

河南地方标准《表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范》编制工作正式启动

    为进一步改善环境空气质量,打好本省大气污染防治攻坚战,全面加强 VOCs 污染防治工作。6月13日上午,河南省地方标准《表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范》课题组第一次小组会议在河南省环境保护科学研究院召开,标志着《表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范》编制工作正式启动。    河南省环境保护科研究院作为河南省地方标准《表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范》编制的承担单位,在接到河南省环境保护厅任务后,立即安排部署,组织人员力量,迅速成立以环科院标准所为主、其他单位协助的课题组,为编制技术规范提供了坚强有力的组织保障。    会议指出,表面涂装是工程机械产品的表面制造工艺中的一个重要环节,我省表面涂装工艺涉及行业多,企业多,规模小,污染物种类多,挥发性有机物排放量大。近年来,全省 SO2、氮氧化物(NOx)、烟粉尘控制取得明显进展,但 VOCs 排放对大气环境影响日益突出,我省以 PM2.5和 O3为特征污染物的大气复合污染形势依然严峻,而《表面涂装行业挥发性有机物污染防治技术规范》的制定,可强化我省表面涂装行业挥发性有机物污染防治,对进一步改善我省环境空气质量具有重要意义。    会议强调,课题组要充分发挥各自专长,优势互补,形成合力,制定出具备科学性、合理性、实用性的技术规范,为我省表面涂装行业挥发性有机物防治提供技术参考,为我省大气PM2.5、O3污染防治提供技术支撑,为我省大气攻坚战提供有力的技术支持。

厂商

2018.06.19

原子发射光谱(AES)分析中的干扰效应及其校正

    在原子发射光谱分析中存在的干扰效应会对样品的测量结果产生系统误差或偶然误差。干扰现象依据产生的机理可分为光谱干扰和非光谱干扰两类,光谱干扰是指待测元素分析线的信号和干扰物产生的辐射信号分辨不开的现象;非光谱千扰包括物理干扰、化学干扰和电离干扰。  一、光谱干扰  原子发射光谱仪工作时,由于激发光源的能量高,在200~1000nm波长范围会产生10万~1000万条谱线,平均在0. lmm宽度就分布上百条谱线,因而几乎每个元素的分析线都会受到不同程度的谱线干扰。当使用ICP光谱仪时,比其它光源会出现更强的谱线重叠干扰,而成为ICP-AES中的主要干扰。  光谱干扰可分为谱线重叠干扰和背景干扰两类。  1、谱线重叠干扰  它是指被测定元素的分析线上被另外一个元素的谱线重叠或部分重叠,分为两种情况:  (1)谱线直接重叠即干扰线与分析线完全重合。  此时可用干扰系数法进行校正,它是指千扰元素所造成分析元素浓度的增加与干扰元素浓度的比值。  如测定地质样品中的Cr元素,当用Cr的分析线205.552nm进行测定时,大量Fe的存在会产生干扰,若Fe的质量浓度为1000mg/L时造成Cr的质量浓度增加0.2 mg/ L,此时Fe对Cr的干扰系数K为:  被测元素分析受干扰时测得的浓度为表观浓度cs,其用干扰系数校正后,即得真实浓度cT:  CT=CS-KcD  式中,CD为干扰元素的浓度。  使用干扰系数法应满足以下几点:  ①必须已知干扰元素的浓度,并在被测元素分析浓度范围内,保持为常数。  ②干扰系数K与光谱仪的分辨能力相关,使用不同的仪器,测得K值也不相同,文献资料中的K值只作为参考,多数情况应自行测定。  在ICP光谱分析中,对常见元素分析线产生的干扰线波长以及常见元素干扰系数,可从ICP光谱分析专著中查阅。  (2)复杂谱线重叠分析线和两条或两条以上的干扰线重叠或部分重叠。此时若使用干扰系数法会得到错误结果,因此时干扰系数K不是常数,需使用多谱线拟合程序来进行校正。  在现代原子发射光谱仪中,由于高分辨技术的应用,减少了光谱干扰,特别是中阶梯光栅和全息光栅的广泛应用,大大降低了杂散光,提高了色散率,有效地消除和减少了光谱干扰。  2、背景干扰  它是指有连续发射形成的带状光谱叠加在分析线上而形成的干扰。背景干扰分为四种情况,如图所示。  光谱背景干扰的几种情况  (a)简单平滑光谱背景;(b)斜坡背景;(C)弯曲背景;(d)复杂结构背景  (1)简单平滑光谱背景分析线谱峰被平滑背景叠加后,平行向上移动,可采用离峰单点校正,即从含背景的峰值强度中扣除背景强度值:  IA=IAB=ICB  (2)斜坡背景分析左右背景强度随波长发生渐变,但变化是线性的,可用离峰两点校正,即在谱峰两侧等距离处,测定此两点背景强度,取其平均值,再从含背景的峰值强度中扣除背景平均值:  (3)弯曲背景分析线位于与其共存元素高强度谱线的一侧,形成渐变弯曲的斜坡背景,如果分析线强度较大,则仍可按线性斜坡背景的离峰两点校正方法进行,若分析线强度较低,则此法校正的误差较大,会给出不正确的测定数据。对这种光谱背景校正,用空白背景校正法,即用不含待测元素的溶液测出空白对应的谱线强度,再用被测元素测得的谱线强度(表观强度)减去空白对应的谱线强度,即完成校正。  (4)复杂结构背景这种光谱背景通常由分子光谱谱带或谱线混合叠加而成。对这种背景采用空白溶液校正法是最合适的。  背景于扰的存在会影响分析结果的准确度,应予以扣除,但采用的扣除方法又会引入附加的误差,因而应依据背景产生的原因尽量减弱或抑制背景,当然最好应选用不受干扰的分析线再进行谱线强度测定。  二、非光谱干扰  在原子发射光谱分析中,非光谱干扰有物理干扰、化学干扰和电离干扰。  1、物理干扰  分析试液物理特性,如黏度、密度和表面张力的差异,影响ICP雾化效率,引起谱线强度的变化,称物理干扰或物性干扰,它又分为酸效应和盐效应两类:  (1)酸效应在ICP分析中,样品需经酸溶解制成试样溶液,由于酸的类型和浓度的不同,会产生对谱线强度的影响。通常随酸度增加会显著降低谱线强度,无机酸对谱线强度的影响会按下述顺序递增:HCI  酸效应是以在酸存在时的谱线强度与无酸存在时(去离子水溶液)谱线强度的比值来表示的(I酸/I水)。  (2)盐效应当试样浓度增加(含盐量增加),其黏度、表面张力等物性均会增大,从而影响进样量,雾化效率和气溶胶传输效率降低,并进而影响分析线的谱线强度的降低。  消除物理干扰的根本方法是采用基体匹配法,即保持标准溶液和分析试样溶液及空白溶液中的酸度和盐含量相同。  2、化学干扰  化学干扰又称“溶剂蒸发效应”,是原子吸收法和火焰光度法普遍存在的干扰效应。如测Ca时,磷酸根或Al会产生干扰,此时应加入释放剂来降低化学干扰,在ICP光谱分析中,其影响较小,但仍存在。  3、电离干扰对易电离的元素,其挥发进入火焰中,随电离的发生,使电子密度增加,会使电离平衡M M++e-向中性原子方向偏移,也会使谱线强度下降,因而在火焰光度法中,电离干扰是很严重的。在ICP光谱分析中,电离干扰要弱许多,但仍存在。  电离干扰对钠元素光谱的影响有如下规律:  (1)电离干扰对Na的离子线会降低谱线强度,对Na原子线会增强谱线强度。  (2)提高对炬焰的观测高度达15mm时,Na原子浓度高达1700ug/mL时,可降低Na对Ca(422.673nm)谱线的电离干扰。但在一般情况下,提高观测高度,电离干扰会增强,这可能是由于在较高观测高度,ICP炬焰的温度会降低而使谱线强度下降。  为消除电离干扰,可采用基体匹配法,或在定量分析时,使用标准加入法。  三、基体效应  基体效应是指样品中主要成分发生变化时,对分析线谱线强度和光谱背景的影响,它也是光谱分析中干扰效应的一种。  基体效应的产生,实质上是各种干扰效应的总和。基体效应主要是非光谱干扰,但也包括光谱干扰中的背景干扰和激发于扰。  激发干扰是指由于样品成分变化,导致ICP光源温度、电子密度、原子及离子在光源中分布发生变化,而引起分析线谱线强度和光谱背景变化的现象。  由上述可知基体效应是多种干扰效应产生综合作用的结果。  基体效应与干扰元素的种类、含量(浓度)相关,也受ICP光谱分析条件,如高频功率、载气流量,观测高度的影响。  基体效应可用存在基体效应时分析线的谱线强度IB与无基体(空白)效应存在时分析线的谱线强度INB的比值B来表示。  B=IB/INB  当B>1时,基体效应增强,B  为了降低光谱分析时基体效应的影响,可采用以下几种方法:  (1)采用稳健性(robust)分析条件又称强化条件。在ICP光谱分析中,应采用较高的高频功率、较低的载气流量、适中的观测高度,可以抑制基体效应。  (2)采用基体匹配法在配制标准溶液系列时,要加入与分析样品溶液相同量的基体成分,使标准溶液系列的主要成分与分析样品溶液相匹配。  (3)标准加入法当采用基体匹配法时,加入的基体成分要比分析试样的纯度高1.2个数量级,有时难于获得,此时可采用标准加入法,而无须使用基体成分材料。  (4)化学分离法待分离出基体成分后,再对样品溶液进行ICP光谱分析。

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2018.06.19

吹扫捕集在分析过程中常见的问题

    (l)吹扫气流速和吹扫时间的选择    吹扫气流速取决于待分析物挥发性的大小。流速偏低时,小利于对含量低的样品进行定量分析;而太高的流速义会增加水蒸气对检测的下扰。    吹扫时问是影响方法回收率和灵敏度的一个重要因素。吹扫时间偏短时,溶液中的分析物挥发小充分,吹扫时间太长又会吹脱啦附剂表面的分析物。    (2)甲醇和水的干扰    捕集管含有过量的甲醇和水足吹扫捕集法最常见的问题,两种物质的过量存在会导致信号变形。水的干扰致使峰形异常,并使前期吹扫出来的化合物回收率小高,还会缩短检测器的寿命;甲醇也会干扰质谱肚色谱检测器的信号。因此,能否降低水蒸气和甲醇对分析检测的影响是选择捕集管需考虑的首要问题。为减少水和甲醇的影响,首先要保证吸附剂是疏水的不能保留甲醇(如VOCARB和BTEXTRAP两种捕集管),此外还可采取增加干吹时间、减少甲醇在样品处理中的用量等措施。干畋效果的好坏决定于捕集管内的填料类型。通常碳质及疏水型吸附剂有利于减少水蒸气对气相色谱分离般率的影响;对于疏水性稍弱或亲水的填料(如硅胶).干吹反而引起更多的问题,如灵敏度下降、色谱分离效率下降以及填料寿命缩短等,这是因为分析过程的交替为更多的水蒸气进入GC提供了机会。只有正确选择载气流速、水蒸气控制装置、捕集管填料和温度,才能得到优化的结果。    (3)交叉污染    样品在捕集管的冷点浓缩或解吸不充分导致少部分样品残留而引起交叉污染,这种情况常源于系统超载运行。通过延长捕集管的烘烤时间可以达到彻底清洁的目的。交叉污染发生时,常有无关背景峰出现,且峰形与前次样品化合物指纹吻合。当然载气不纯,实验室空气中的VOCs超标等客观因素也会引起额外峰,所以安装捕集管时必须使用尺寸适宜的金属箍,避免漏气对实验结果的影响。    (4)样品起泡    当样品中含有表面活性剂或清洁剂时,吹扫捕集法常发生起泡现象。样品起泡不仅容易损坏捕集管,致使传输线不可逆污染,极端情况下还会影响色谱柱及检测器的分离分析效率。当前,消除泡沫干扰的办法通常是在吹扫瓶的颈部装上泡沫捕集器,消泡原理是把泡沫拉长直至破裂,但这种方法仅对少量气泡起作用。经验丰富的分析人员常会在样品置于吹扫瓶之前充分振荡,检查是否有大量气泡出现,如若泡沫丰富则作稀释处理或舔加防沫剂。硅粉和硅树脂型防沫剂是控制聚乙二醇二甲醚及碱性清洁剂型泡沫的最常用试剂。以上方法从一定程度上缓解了问题,但往往不能彻底去除气泡。Tekmar公司研发了一种配置有光敏二极管泡沫传感器的内置型Guardian仪,它是一种高教除泡设备,能够解决样品大量起泡的问题。    (5)含氧含溴化合物回收率低    含氧化合物如醇类、酮类等的水溶性极强,测定过程中往往存在回收率低的问题。为提高回收率,需要增加25“的吹扫气流量,吹扫时间增加2-4min,必要时还可以在吹扫的同时对样品溶液进行加热(为40-50℃)。    含溴化合物的回收率往往较低,这是由于太高解吸温度下在碳基捕集管内这类化合物容易分解。若以5℃/min的温度增量降低解吸温度,同时调节吹扫气流量至35-40mL/min,则可以解决此问题。

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2018.06.15

原子吸收仪安全操作规程

1.原子吸收仪开机前,先打开总电源。注意防止有漏电现象,造成触电事故。2.原子吸收室内严禁吸烟。3.常开窗户,防止测量过程中造成一氧化碳中毒。4.在点火时要注意水封内是否有水及封阻状态。5.打开风机前应注意空气压缩机是否有余压,如有余压,先减压再开机。6.乙炔的开启应在压缩机开启之后,防止回火造成伤人和损坏设备的事故。7.在更换阴极灯时应小心搬开压柄,抓住手柄轻拿轻放,不要碰及阴极管灯窗。安装时应等搬开上径大于阴极灯管管径。并有十足把握时才将灯管放入灯管架内,轻轻放下弹簧片,切勿猛放弹簧片,以免损坏灯管。8.经常检查乙炔管路和空气管路是不完好,防止漏气体造成火焰供气不足或引发回火等。9.在分析时毛细管不得插入容器底部,防止颗粒堵塞毛细管。10.拆泄雾化室时,注意不要碰撞,玻璃部位。11.如有堵塞吸液管路时,拆御相应部件浸泡稀盐酸时,注意金属部位不得浸入酸中,以免腐蚀。12.如一次点火不成功,立即关闭乙炔点火开关,查过原因后,如无异常,隔十秒再次点火。注意调整到**的压力范围。13.仪器部件不得私自拆卸,入有必要,须由专人来拆装。14.空气压缩机工作2小时应排水一次,(关机时也要进行处理)。15.原子吸收仪和空气压缩机的设,随意改动。防止仪器变动引起与预设冲突使仪器工作不正常而发生意外。

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2018.06.15

有色金属冶炼废气治理技术标准(征求意见稿)

日前,住建部印发《有色金属冶炼废气治理技术标准(征求意见稿)》。全文如下:住房城乡建设部办公厅关于国家标准《有色金属冶炼废气治理技术标准》公开征求意见的通知根据住房和城乡建设部《关于印发的通知》(建标函[2015]274号),我部组织长沙有色冶金设计研究院有限公司等单位起草了国家标准《有色金属冶炼废气治理技术标准(征求意见稿)》(见附件)。现向社会公开征求意见。有关单位和公众可通过以下途径和方式提出反馈意见:1、电子邮箱:2562158@163.com。2、通信地址:湖南省长沙市雨花区木莲东路299号;邮编410014。意见反馈截止时间为2018年7月20日。附件:有色金属冶炼废气治理技术标准(征求意见稿)中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅2018年6月12日有色金属冶炼废气治理技术标准(征求意见稿)前言本标准是根据中华人民共和国住房和城乡住建部《关于印发2016年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》(建标函[2015]274号)要求,由长沙有色冶金设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成。本标准在编制过程中,标准编制组进行了广泛调查研究,认真总结有色金属冶炼废气治理技术工作经验,参考有关现行国家标准,并在广泛征求意见的基础上,最后经审查定稿。本标准共分10章和1个附录,主要内容包括:总则、术语、总体要求、工艺设计、主要工艺设备和材料、检测与过程控制、主要辅助工程、劳动安全与职业卫生、施工与验收、运行与维护等。本标准中以黑色字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。本标准由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理,由长沙有色冶金设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。本标准在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,积累资料,如发现需要修改或补充之处,请将意见和建议反馈给长沙有色冶金设计研究院有限公司(地址:湖南省长沙市雨花区木莲东路299号中铝科技大厦,邮政编码:410007),以供今后修订时参考。本标准主编单位、参编单位和主要起草人:主编单位:长沙有色冶金设计研究院有限公司参编单位:贵阳铝镁设计研究院有限公司中国瑞林工程技术股份有限公司深圳市中金岭南股份有限公司韶关冶炼厂中铝国际工程股份有限公司长沙分公司主要起草人:1总则1.0.1本标准适用于铅、锌、铜、镍、钴、铝、镁、钛、锡、锑、汞有色金属从精矿到金属产品的过程中冶炼工艺废气治理技术,规定了有色金属冶炼废气治理工程的设计、施工、验收、运行和管理等技术要求。1.0.2本标准不适用于再生有色金属冶炼废气治理工程,也不适用于自备电厂锅炉、铝电解配套碳素厂、电解法炼镁等非特征生产工艺的废气治理工程。1.0.3本标准可作为有色金属冶炼建设项目环境影响评价、环境保护设施设计与施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。2术语2.0.1有色金属冶炼废气wastegasofnon-ferrousmetalsmelting指有色金属冶炼过程中产生的含有害物质的各类气体,包括含尘气体、高温烟气、蒸气、酸雾等气溶胶。2.0.2收尘dustcollecting指将废气中的颗粒物与气体分离、回收的工艺过程,本标准也称为除尘。2.0.3脱硫desulfurization指将废气中的SO2脱除的工艺过程。2.0.4无组织排放fugitiveemission指大气污染物不经过排气筒的无规则排放或通过15m以下低矮排气筒的有组织排放。2.0.5污染物排放总量totalamountofpollutantsdisge企业每年各种污染源有组织排入环境中的某种污染物的总质量。2.0.6污染物体积浓度Volumeconcentrationofpollutants和质量浓度massconcentrationofpollutants污染物体积浓度指废气在标准状态下,单位体积气体中某一污染物的体积占比,一般以体积百分比表示;质量浓度是指单位体积气体中某一污染物的重量占比,一般以毫克/立方米(mg/m3)表示。2.0.7污染物去除率removalefficiencyofpollutants指废气在标准状态下,某一污染物在处理设施前、后的质量浓度差值与处理前的质量浓度比值,一般以百分比(%)表示。2.0.8工况workingcondition与标况standardcondition工况是指工作状态下气体实际的温度、压力(表压)下运行情况,包括气体流速、污染物浓度等;标况是指气体温度按0℃、101325Pa的状态,国家污染物排放标准一般按标况折算。3总体要求3.1一般规定3.1.1废气治理工程应严格执行环保“三同时”制度。3.1.2废气治理工程应选择安全、环保、节能的工艺和装备。3.1.3废气治理后外排污染物应达到国家或地方现行的污染物排放标准,并满足环境影响评价批复要求。3.1.4废气治理工程产生的烟尘(粉尘)以及其他固体废物的贮存应满足GB18597、GB18599的规定,防止二次污染。3.1.5废气治理工程应采取有效的隔声、消声和减振措施,厂界噪声应符合GB12348的要求。3.1.6废气治理工程产生的废水应处理后回用或达标排放。3.1.7在易产生废气无组织排放的位置应设置废气收集及处理装置,废气治理过程中应防止废气逸出。3.1.8废气治理工程收集的烟(粉)尘的输送设备应密封或处于负压状态,防止外泄污染环境。3.2工程构成3.2.1废气治理工程包括主体工程、辅助工程和公用工程。3.2.2主体工程包括废气收集系统、废气处理系统、废气排放及监测系统。3.2.3辅助工程包括电气系统、仪表及控制系统、采暖通风系统、给排水系统、建筑与结构、消防等。3.2.4公用工程包括供电系统、蒸汽系统、压缩空气系统、循环水系统等。3.3总平面布置3.3.1总平面布置应满足GB50187、GB50544、GB50988等相关规定要求。3.3.2总平面布置应与主体工艺布局相协调,处理设施的间距应紧凑、合理、满足施工与安装要求,并遵循节能降耗原则。3.3.3管线综合布置应根据总平面布置、治理区单元内的平面布置、管内介质、施工及维护检修等因素综合确定。3.4有色金属冶炼废气治理工程除执行本标准外,还必须满足国家有关工程质量、安全、卫生、消防、环保等方面的强制性标准要求。4工艺设计4.1一般规定4.1.1治理技术应根据废气来源、废气量、废气成分、特性、污染物浓度、排放要求比选择优确定。4.1.2废气治理应采用技术先进、经济可行、运行稳定的工艺。4.1.3当精矿中汞含量高于0.01%时,应在冶炼废气制酸系统前设计除汞措施。4.1.4当熔炼工序含砷浓度高于0.5%,影响后续制酸工艺时,宜设置废气除砷的措施。4.1.5当炉窑废气中氮氧化物不能满足国家或地方规定的排放标准时,应在炉窑废气除尘设施后增设脱硝措施。4.1.6废气治理系统的浆液槽(池)应防腐并设置防沉积或堵塞装置。4.1.7循环泵和风机宜根据工艺要求设置,应保证其可靠性,易损件应有备品备件。4.1.8有色金属冶炼废气处理工艺应采用先进成熟的可行技术,常用工艺技术可参照附录A选用和合理配置。4.2废气收集系统4.2.1工艺生产过程中产生的废气应设置排风罩捕集。排风罩内的负压或罩口风速应根据污染物的粒径大小、浓度、释放动力及周围干扰气流等因素确定。4.2.2排风罩设计宜采用密闭罩(室),密闭罩(室)的设置宜符合以下要求:1密闭罩(室)的吸风口宜布置在罩内正压较高处,风量可按下式确定:V=V1+vF式中:V为密闭罩的吸风量,m3/s;V1为物料或工艺设备带入罩内的气量,m3/s;v为工作孔或缝隙中吸入气流的流速,m/s,一般不小于1.5m/s;F为工作孔或缝隙的面积,m2。2为减少物料损失,密闭罩吸气口流速宜采用下列数据:块状物料:v0≤3m/s;粒状物料:v0≤2m/s;粉状物料:v0≤0.6m/s。3密闭罩布置宜根据工艺设备及其配置的不同,可采用局部密闭罩、整体密闭罩、大容积密闭罩、固定式密闭罩和移动式密闭罩。密闭罩的设计要充分考虑不妨碍工人操作。密闭罩有条件时采用装配结构,设置观察窗、操作孔和检修门,应开关灵活,具有气密性,远离气流正压高的部位。4.2.3当工艺操作条件不允许采用密闭罩时,可采用外部吸气罩。外部吸气罩宜符合以下要求:1应尽量减小吸气范围,避免横向气流干扰,使有害物避开操作岗位或通道一侧。2伞形吸气罩的扩张角不应大于60°;罩口尺寸较大时宜分割为若干个小罩组合或在罩内中间设置挡板,或在罩面上设置条逢口。3侧吸罩上部应设法兰边或挡板,其高度h1=1~2h0,h0为罩口高度。4上吸罩宜设罩裙,罩裙高度h1=0.25√F5槽边吸气罩应靠近液面,但不宜小于150mm。6吹吸罩的吹吸口中心轴线宜保持在同一直线上,吹出口不宜贴墙,吸风口宽度不宜大于1/2槽面宽度(吹、吸罩间距),其法兰边高度不宜大于槽面宽度。7外部吸气罩控制风速,静止液面宜为0.25~0.5m/s,翻滚液面宜为0.5~1.5m/s,破碎、粉料转运处宜为1.0~2.5m/s。4.2.4废气输排管道设置应符合以下要求:1管道宜明装,与墙、柱平行,成列、成排布置;管道与管道或气体物体应按规范保持一定间隔距离;设置放气、放水、放灰、吹扫清灰,及按照介质、温度和环境条件采取防止管道结露、热变形补偿的措施。2含尘管道宜垂直或倾斜布置,倾斜角宜为45°~60°。3应根据气体介质、温度、压力选择合适管材。4废气输送管路设计应保证烟尘在烟道内不会沉积,并在烟道低凹处设置清灰装置。对烟道内聚集粉尘,应考虑附加荷重。5烟道水平管段较长时宜安装膨胀节,烟道膨胀节、烟气密封机宜根据需要设置垂直排水管,排水可并入废水处理系统或沉降后回用。4.3收尘4.3.1一般包括原料贮存、运输、配料通风废气,各类炉窑冶炼烟气,炉窑加料口、排渣口、溜槽等处泄漏烟气的除尘处理。4.3.2收尘系统配置应根据炉型、容量、炉况、原料成分、辅助燃料成分、脱硫工艺、烟气工况、气象条件、操作维护管理等确定。4.3.3收尘装置的收尘性能应满足下道工序的浓度限值要求,外排烟气应满足有关排放标准规定的烟(粉)尘排放浓度和烟气黑度限制的要求。4.3.4在保证含尘气体被充分捕集的前提下,应根据含尘气体性质、结合经济原则,选取单独或集中收尘方式。废气含不同组分烟(粉)尘的宜单独设置收尘装置。4.3.5熔炼炉、还原炉和烟化炉等生产工艺参数波动大时,收尘系统应设置缓冲或预处理设施。4.3.6收尘工艺宜采用干式收尘,如采用湿法收尘还应包括废水收集处理设施,收尘设备选择应满足GB50753要求。4.3.7采用袋式收尘器或电收尘器等干式收尘装置时,应有防止烟气结露的措施。4.3.8对于含水量较高的含尘气体宜采用易清灰不粘结或可清洗的除尘器进行收尘。4.3.9收尘系统收集的烟(粉)尘输排应符合下列要求:1烟(粉)尘输排装置应结构简单,便于维护管理、故障少,作业率高。2应根据排尘状态、间歇或连续性、烟(粉)尘性质、排尘量和收尘器排尘口处的压力状态等参数综合考虑选择适合其特性的烟(粉)尘输排装置。3如采用气力输送装置,距离较近的宜用真空吸送式,距离较远的宜用压缩空气或氮气压送方式,泄气口应配置高效除尘装置。4.4脱硫4.4.1高浓度SO2废气回收1冶炼工艺烟气SO2浓度≥4.5%,在收尘处理后宜制酸或制取液体SO2、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫磺等。2冶炼废气制酸系统设计应符合GB50880及其它相关制酸工艺设计文件的要求。新建和改造项目宜采用绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术。制酸后应建设配套脱硫系统,确保废气达标排放。3制酸过程中产生的废水宜处理达到工艺回用水水质要求循环利用。4.4.2低浓度SO2废气脱硫1低浓度SO2废气可按实际情况优先与高浓度SO2废气就近配气进入制酸系统。2脱硫系统设计应以达标治理、循环利用、不产生二次污染为原则,宜根据当地脱硫剂来源、副产物市场、安全环境等条件进行技术经济综合比较后确定脱硫工艺。3石灰石/石灰-石膏法、钠碱法脱硫工艺可参照HJ462执行,氨法脱硫工艺参照HJ2001执行,其它工艺方法应符合国家相关规定。4脱硫装置宜根据废气量、SO2含量等要求,按处理能力富余量不小于负荷的10%进行设计。5废气进入脱硫系统前应先除尘,进入脱硫系统的废气中固体颗粒物含量应不影响装置正常运行及副产物质量。6脱硫系统应设置事故池(槽)或围堰等应急设施,以防止发生事故。事故槽(池)容量应满足事故处理时液体物料的倒换和储存。7脱硫剂储量宜不少于15d用量,可根据输送距离远近及供应能力增减储量。8脱硫塔宜采用低压力降型,顶部或出口烟道上应设除雾器。9脱硫塔内部结构、喷淋层设置及液气比、气速,应保证脱硫液与烟气充分接触和脱硫达标,并同时控制脱硫剂逃逸。10管道材质应与工艺配套,管道布置设计应避免浆液沉积,浆液管道上宜设置排空和冲洗设施。11易结垢设备及部位应设置方便可靠的冲洗设施。吸收塔除雾器、下料口等经常或定期需冲洗部位宜采用远程控制的冲洗阀实现自动控制和远程操作。12脱硫塔(槽)宜在塔体或流出管道开口更低位设置排液孔和排液管。4.5酸性气体净化4.5.1应从源头控制有色冶炼工艺酸雾产生,对电解槽、电积槽、净液槽等宜采取控温或覆盖措施,减少酸雾产生。4.5.2酸雾净化系统宜选用湿法碱吸收工艺,处理药剂宜采用碱液,处理设施宜选用内附填料的酸雾净化塔,利用碱液循环处理酸雾。4.5.3贵金属回收及镁、钛生产工艺废气产生的氯化氢气等,宜采用酸雾净化塔吸收处理,吸收液可选择水、碱液等。4.5.4循环碱液槽内碱液应保持浓度在5%~10%,当循环碱槽内的碱液浓度低于5%时,及时补充碱液。4.5.5酸雾净化设备内部结构、喷淋层设置及液气比、气速,应保证碱液与废气充分接触和去除酸雾达标,并同时控制酸雾逃逸。4.5.6铝电解过程产生的含HF酸性气体,其净化系统宜选用氧化铝吸附干法工艺,吸附剂采用铝电解生产原料-氧化铝。4.5.7新鲜氧化铝加入量宜按铝电解生产用的全部氧化铝量计,新鲜氧化铝的最小用量应按氧化铝单位比表面积饱和吸氟量0.3mg/m2计算,循环氧化铝的加入量宜为新鲜氧化铝加入量的3~12倍。4.5.8废酸处理产生的硫化氢废气应经过除害塔处理,可采用硫化钠溶液或稀碱液为吸收剂;吸收后的溶液宜用于处理废酸。硫化反应槽、硫化浓密机,硫化滤液槽应采取密闭集气罩处理,废酸处理场地安装硫化氢浓度报警仪。4.6重金属颗粒处理工艺4.6.1含重金属物料在输送、储存、熔炼、回收过程中产生的废气,应设置密闭罩、吸风罩、过滤或静电除尘、吸附净化装置等重金属颗粒污染控制措施,防止泄漏或避免超标排入环境。4.6.2汞冶炼废气宜采用多级冷凝、焦炭吸附、活性炭吸附、洗涤等工艺处理,其中冷凝汞炱宜离心分离除水后返蒸馏回收汞,焦炭、活性炭宜返回汞冶炼炉或蒸馏炉。4.6.3烟气制酸系统的除汞工艺可采用冷冻法、氯化法、碘络合物-电解法、高分子材料吸附法、硫酸洗涤法等。4.6.4熔炼烟气高浓度砷脱除工艺宜选用骤冷除砷工艺。4.6.5熔铅锅、电铅锅含铅烟气宜采用高效覆膜布袋或滤筒收尘,执行特别排放限值要求地区,还应在收尘后增加湿法净化工艺,吸收剂宜选用氢氧化钠溶液。4.6.6电解阳极泥回收贵金属过程产生含硒、碲、铅、镉、铋、等有害金属的废气,应设置相应的脱除或回收措施。4.7脱硝4.7.1脱硝工艺应根据烟气排放标准要求,项目环境影响评价批复意见要求,炉窑特性、燃料特性和布置场地条件等因素确定。4.7.2对要求脱硝效率不小于60%的废气,宜选用SCR脱硝工艺或SNCR/SCR混合脱硝工艺;对要求脱硝效率小于60%的废气,宜选用SNCR脱硝工艺。4.7.3脱硝工艺设计可参考DL/T5480。4.8废气排放及监测系统4.8.1排气筒的设置位置和高度应满足环境影响评价报告书(表)及其批复要求。4.8.2废气排放系统应设置用于监测的采用孔和监测平台,以及必要的附属设施。4.8.3有色金属工业排污许可证申请与核发技术规范要求的主要排放口应设置在线监测装置,监测指标应满足规范要求。5主要工艺设备和材料5.1除尘装置5.1.1除尘器的选择应根据烟气组成、温度、湿度、压力、含尘质量浓度、烟尘粒度、除尘效率等合理选择。1常用干式除尘设备有重力沉降、惯性沉降、旋风除尘等机械式除尘器以及袋式除尘器、电除尘器、电袋复合除尘器,其中,粗除尘设备宜采用机械式除尘器,干式细除尘设备宜采用袋式除尘器、电除尘器和电袋复合除尘器。2常用湿式除尘设备有旋风水膜除尘器、自激式喷雾塔洗涤器、文丘里除尘器和填料塔等,适用于处理高湿、易燃易爆的含尘烟气,宜根据烟气状况和当地气象条件进行选择。5.1.2除尘管道材质应具有坚固、耐磨、抗压和耐腐蚀的特点。5.1.3当废气中含有腐蚀性介质时,冷却装置、风机、集气收尘罩、阀门和颗粒过滤器等应满足相关防腐要求。5.1.4滤料、滤袋、滤袋框架等主要材料应符合环保产品标准的规定,并适应含尘气体的温度、湿度、性质等。5.1.5对除尘效率要求高的,可选择新型电除尘器如移动电极电除尘器、湿式电除尘器、低温电除尘器,载有新型滤料的袋式除尘器以及电袋复合除尘器如串联式电袋复合除尘器、嵌入式电袋复合除尘器、预荷电式电袋复合除尘器。5.2气态污染物净化装置5.2.1吸收设备的选择基本要求是气液之间接触面积大且接触时间充分;气液之间扰动剧烈,界面更新快;操作稳定并有合适的气量和浓度波动适应性;气流通过时的压降小;结构简单,制造维修方便,造价低廉;具有抗腐蚀和防堵塞能力。5.2.2若气液反应速度非常快,优先选用喷淋塔、填料塔等。5.2.3在反应极快、热效应大时,应采用筛板吸收塔。5.2.4若反应物浓度高,应选用喷淋塔。5.2.5当气流传质速度慢时,需要提供大量的液体,应采用鼓泡塔,也可以采用大的液气比的方法选择其它塔形。5.2.6当吸收体系存在悬浮颗粒或其它固体物料时,宜选用内部构件少、阻力小、压降小的设备,如喷淋塔等。5.2.7在达到吸收要求的前提下,优先选用结构简单、造价低廉、容易操作的设备。5.2.8吸收剂优先选用沸点高、热稳定性高、化学稳定性高、腐蚀性小、无毒性、不易燃、不易起泡、价廉易得、易于解吸再生或产生的富液易于综合利用。5.3HF气体干法净化装置5.3.1反应器的设计应满足氧化铝与烟气的反应效率、运行阻力损失及氧化铝破损率的要求;5.3.2反应器处管道应满足检修拆卸及吊装空间的要求,反应器位置处应设快开孔等可观察加料情况的装置;5.3.3袋式除尘器宜采用大型组合式脉冲除尘器或反吹风式除尘器;除尘器本体阻力宜小于500Pa5.3.4电解烟气净化系统设备本体耐压强度不应小于7000Pa,滤袋宜采用耐温150℃的中温滤料;5.3.5电解烟气净化系统主排烟风机应采用2台及以上风机并联工作,宜设置备用风机,并联使用时,宜采用同型号、同性能参数风机。5.4制酸装置5.4.1制酸装置设备宜选用成熟可靠、耐腐蚀、便于操作和维护的设备和材料,以达到高开车率。5.4.2硫酸生产的设施设备应具有一定的技术先进性,稳定性好、原料利用率高、能耗低、污染小;硫酸生产的催化剂及设施设备应具有技术先进性、稳定可靠、原料转化率高、能耗低、污染小。5.4.3风机选择应带振喘保护、逆流保护功能,避免可能的酸雾腐蚀和酸泥沉积。应有宽广工作范围和高精度,满足冶炼烟气不均、频繁调速的要求。5.4.4制酸和酸储存装置地面应严格防腐、防渗,避免地下水污染。5.5脱硫装置5.5.1材料选择1脱硫剂选择原则:脱硫效率高、易获得、易运输、对废气中重金属有一定脱除作用、不对环境造成新污染、脱硫副产物无毒稳定且有一定经济价值。2脱硫系统应充分考虑工艺特点,选择性价比高,具有耐磨、防腐特性的材料,并符合相关标准要求。3脱硫塔主材应适应脱硫工艺特点、脱硫剂的性质,有质量与安全控制措施。塔体其它构件宜采用涂覆防腐材料的碳钢、玻璃钢、合金钢等。4脱硫液用泵宜选用全合金或钢衬胶材质:浆液管道宜选用玻璃钢、合金钢、钢衬塑或钢衬胶材质;固液分离设备与吸收接触部分宜选用合金钢、玻璃钢、碳钢内衬等材质。5氨法脱硫工艺中严禁在氨盐溶液和氨水管道上使用含铜或铜合金阀门。5.5.2设备选择1设备和管线、部件选型和配置应满足长期稳定运行的要求,配置应避免物料阻塞,选择材料应具有耐温性、耐腐性、耐冲刷性和抗结晶性。2脱硫塔的数量应根据冶炼装置规模和配置、废气量、脱硫塔容量、操作弹性、可靠性和布置条件等因素确定。3循环泵的过流部件应能耐固体颗粒磨损、耐酸腐蚀、耐高氨、高氟等离子腐蚀。5.6脱硝装置5.6.1脱硝的还原剂主要是氨水、液氨和尿素。5.6.2脱硝催化剂的选择应根据工艺特点,选择具有较高化学稳定性、热稳定性和机械稳定性的以及压力损失低、使用寿命长、回收利用率高的材料,并符合相关标准要求。5.6.3与氨介质直接接触的仪表及阀门、垫片等配件必须选择合适的材质,严禁采用铜等材质。5.6.4氨区等防爆要求区域仪表选型必须满足防爆要求。5.6.5对氨气流量测量、液氨液位测量等的设计,必须考虑介质受环境温度或压力的影响而对仪表测量造成的干扰。......

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2018.06.15

气相毛细管色谱柱的五大进样方式

    一、大口径毛细管柱的直接进样  内径≥0.53mm的毛细管柱称为大口径毛细管柱,由于其内径比一般毛细管粗,柱的样品容量为填充柱的1/10~1/20,介于填充柱和常规毛细管柱之间,柱内载气流速可高达10~20ml/min,因此只需将气化室的内衬管和柱接头稍加改进,就可采用填充柱的进样口直接进样。  图中a、b、c、d为4种装有改进内衬管的大口径毛细管柱气化室的结构示意图。其中仅(a)具有隔垫吹扫功能。图 (a)为最常用的衬管,适合柱流速快的大多数分析,但当进样量大时,因内衬管容积小,样品气化后体积膨胀,瞬间气化室压力可能超过载气柱前压,会发生倒灌,而使样品蒸气反扩散至载气管路中。为了防止倒灌可使用图 (b),它为具有大容积的衬管,其上部为锥形,可防止样品倒灌,下部的锥形可保证样品快速进入毛细管柱。图 (c)的衬管为对(a)的改进。图 (d)是为向毛细管柱内直接进样而设计的,色谱柱头一直伸到内衬管的上部,样品可直接进入柱头气化。  大口径毛细管柱直接进样用衬管  二、分流进样  它是毛细管气相色谱首选的进样方式,注入样品后大部分样品被放空,仅有约1/100的样品进入毛细管柱,分流比可在1/20~1/200的范围调节。适用于大部分气体或液体样品的分析,尤其对未知样品使用分流进样,可保护毛细管柱不被沾污,防止柱效降低。  分流进样方式,由总流量阀控制载气的总流量,载气进入气化室分成两路,一路作为隔垫吹扫气,流量仅为1~3ml/min。另一路进入气化室与气化的样品蒸气混合后再分为两部分,其中大部分经分流口放空,仅小部分进入毛细管柱。若载气总流量为104ml/min,隔垫吹扫气设置为3ml/min,则101ml/min进入气化室,当分流流量为100ml/min时,柱内流量仅为1 ml/min,此时分流比为1/100。应看到此气路设计将柱前压调节阀安装在分流气路上,在载气总流量不变的情况下,提高柱前压,使柱流速增大,可加快分析速度;若保持柱前压不变,通过调节总流量阀可改变分流比,即总流量愈大,分流比也愈大。  agilent7890仪器分流进样口原理示意图  1-总流量控制阀;2-进样口;3-隔垫吹扫气调节阀;4-隔垫吹扫气出口;5-分流器;6-分流(不分流)电磁阀;7-柱前压调节阀;8-柱前压力表;9-分流出口;10-色谱柱  分流进样时,气化室的内衬管如图所示,其大部分都不是直通式,管内有缩径处或装有烧结板,在缩口处放置有玻璃珠或硅烷化玻璃毛,以增大与样品接触的面积,保证样品完全气化。填充物应位于衬管的中间温度最高处,也是注射器针尖所达到处,可减少分流歧视。  气化室的内衬管  分流歧视是指在一定分流比的条件下,由于样品中不同组分的沸点差异,而造成它们的实际分流比是不同的,因而会造成进入毛细管柱的样品组成不同于原始样品的组成,从而影响定量分析的准确度。消除分流歧视的方法是在柱容量允许的条件下,依据样品浓度尽量采用小的分流比,并尽量使样品快速气化。  三、不分流进样  当分流进样不能满足对分析灵敏度的要求,或分析含有大量溶剂的样品中痕量组分时,才使用不分流进样技术。  为消除溶剂效应可采用瞬间不分流技术,即当进样开始时关闭分流电磁阀,使系统处于不分流状态,如图所示,此时进入系统的载气,仅为进入毛细管柱和隔垫清扫所需的载气量(3~5ml/min),然后向气化室注入2~3ul样品,经30~80s,待大部分气化样品开始进入毛细管柱,立即开启分流电磁阀,使系统处于分流状态。此时存留在气化室的大部分溶剂气体(显然也包括约5%的样品组分)很快从分流口放空,从而明显地消除了溶剂拖尾,使分流状态一直保持到分析结束,就可将原来被掩盖在溶剂拖尾峰中的组分分离出来。  agilent7890仪器不分流进样口原理示意图  1-总流量控制阀;2-进样口;3-隔垫吹扫气调节阀;4-隔垫吹扫气出口;5-分流器;6-分流(不分流)电磁阀;7-柱前压调节阀;8-柱前压力表;9-分流出口;10-色谱柱  f,g-用于不分流进样或程序升温气化进样的气化室的内衬管  由上述可知不分流进样不是绝对不分流,而是一种将瞬间不分流与大部分时间分流相组合的进样方式。为获得准确的分析结果,如何确定瞬间不分流的时间间隔,就成为操作的关键。依据大多数文献报道,此时间间隔多采用0.75min,就能保证95%的样品进入色谱柱。此时间间隔也可自行测定,方法为:首先设置一个长的时间间隔,如120s,以保证全部样品组分都进入色谱柱,分析后从谱图上找到紧挨拖尾溶剂峰后的一个被完全分离的色谱峰作测定标志,测出该峰的峰面积值,它就代表100%的样品进入了色谱柱。然后逐步缩短不分流时间间隔,如100s、80s、60s、40s,分别进样分析,再计算标志色谱峰的峰面积与第一次分析时的峰面积比值,直到此值达到≥0.95,即为瞬间不分流的最佳时间间隔,如图所示。  分流/不分流电磁阀开启时间的影响  (a)放空阀开启太早,只有少量样品进入柱内;  (b)放空阀开启太晚,最后样品被大大稀释,溶剂峰严重拖尾;  (c)放空阀开启时间恰到好处  一般地讲,使用高沸点溶剂比低沸点溶剂有利,因为溶剂沸点高时,容易实现溶剂聚焦,且可使用较高的色谱柱初始温度,还可降低注射器针尖歧视以及气化室的压力突变。表1中列出了常见的溶剂及其沸点和实现溶剂聚焦宜采用的色谱柱初始温度。  表1 常贝溶剂的沸点和实现溶剂聚焦宜采用的色谱柱初始温度  注:①只能用于固定液交联的色谱柱。  对高沸点样品,不分流时间间隔长一些有利于提高分析灵敏度,而不影响测定准确度;对低沸点样品,则尽可能采用短的不分流时间间隔,以便既能最大限度消除溶剂拖尾,又可保证分析的准确度。  使用不分流进样时,样品进入毛细管柱的绝对量比分流进样多,并利用了溶剂效应(又称溶剂聚焦),使与溶剂挥发性相接近的微量组分被浓缩在尚未挥发的溶剂中,从而获得微量组分的狭窄谱带并提高了分离度,还可提高检测的灵敏度和定量测定结果的准确度。  应当指出,溶剂效应的正确应用会受到气化室温度,毛细管柱柱箱温度,进样量和样品中溶剂沸点的制约,它是在气化室温度、柱箱温度皆低于溶剂沸点20~25℃的条件下产生的。当气化后溶剂样品混合物大量进入色谱柱头时,大量低沸点的溶剂会在柱入口内壁短期凝聚一层越来越厚的溶剂液膜(df),起临时固定液的作用,因而会造成毛细管柱的相比β值大幅下降,但溶质的分配系数kp保持恒定,因此会随溶剂液膜df的加厚,使样品中所有组分的容量因子k大大增加  式中,r0为柱内径。  这样使进样后的样品组分的谱带前沿,总是在一个越来越厚的混合固定液液膜上移动,而样品谱带的后部则是在一个相对较薄的液膜(主要是固定液的液膜)上移动,结果使样品谱带的前沿移动得慢,而谱带后部移动得快,从而使每个组分的谱带被压缩而变窄,呈现出溶剂聚焦的效应。  另一方面,溶剂的极性一定要与样品的极性相匹配,且要保证溶剂在所有被测样品组分之前出峰,否则早流出的峰就会被溶剂的大峰掩盖。同时,溶剂还要与固定相匹配,才能实现有效的溶剂聚焦。不分流进样也是分析高沸点痕量组分的首选方法。  当采用不分流进样方式时,气化室温度设置可比分流进样时稍低一些,以使样品在气化室滞留时间长一些,气化速度稍慢一些。但此温度下限应能保证待测组分在瞬间不分流时间间隔内能完全气化。进样后应尽量采用程序升温方式操作,以保证溶剂聚焦的良好结果。进样量不宜超过2~3ul,应采用容积大的内衬管,否则会产生样品倒灌;进样速度应快些,进样速度的重现性会影响分析结果的重复性。  四、冷柱头进样  对受热不稳定的样品,可将其直接注入处于室温或更低温度下的毛细管柱柱头。此时气化室的结构特点如图所示:无加热装置,但有冷空气或制冷剂(液态n2或co2)的入口和出口;注射针入口处无进样隔垫,但有一停止阀可阻止或允许注射针将样品注入冷柱头。进样时,先把注射针头插入进样通道,停在停止阀上部,再开启停止阀,将针头插到毛细管柱头上,快速注射(约0.5ul)样品,然后将注射针头提回到停止阀上部,关上阀门,拔出注射针,立即开始程序升温分析。  此进样系统的密封是依据专用注射针头(外径0.23mm、长80mm)和进样通道(内径0.3mm)的紧密配合来实现的。  冷柱头进样口  冷柱头进样时,柱温比所用溶剂的沸点低25~30℃,气化后的溶剂在柱头处冷凝,此层溶剂形成临时性液膜固定相,在载气流的作用下伸展产生溢流区(图8-59中a),当溶质分布于整个溢流区,会引起进样谱带的展宽(图8-59中b),为抑制此种现象产生,可使用保留间隙技术。保留间隙是一段经过去活处理但没有固定相的毛细管,因此它对任何溶质或溶剂都无保留作用,即k'=0。保留间隙的去活试剂应与溶剂的性质相近,例如样品的溶剂是非极性时,则应采用非极性去活试剂(如d4;八甲基环四硅氧烷),以使溶剂与保留间隙表面有很好的润湿性。通常当进样1~2ul时,保留间隙长度为0.5~1.0m,溶剂的溢流区就处于保留间隙柱区,当溶剂蒸发时,随载气向前移动,较易挥发的组分(k  保留间隙的作用可总结为:  ①通过溶剂聚焦和固定液聚焦使进样谱带变窄;  ②解决溢流区太长产生峰劈裂问题;  ③可以作为保护柱使非挥发性脏组分不进入分析柱;  ④可作为细口径毛细管柱与自动柱上进样器匹配的界面;  ⑤用作 lc-gc联用的界面。  保留间隙使用很多次后,钝化层会剥落下来露出表面的吸附点,所以工作中要注意更换新的保留间隙,实际经验是保留间隙约可进样100次。  冷柱头进样方式的保留间隙作用机理  o为易挥发组分;·为高沸点组分  冷柱头进样的优点是消除了宽沸程样品组成的失真和受热不稳定样品的吸附与分解;分离的柱效高,灵敏度、准确度和精密度都比较高。缺点是仅适于分析浓度簇0.1%的样品,对高浓度样品需稀释后再进样,否则引起柱超载;专用的细长注射针头操作不当易损坏;长期使用柱头易被沽污;各组分的保留值重复性较差。  冷柱头进样远不及分流进样、不分流进样使用得那么普遍,冷柱头进样器不是气相色谱仪的标准配置,是需另购的选件,会增加分析成本。  五、程序升温气化进样(ptv)  将气体或液体样品注入气化室处于低温的内衬管后,立即按设定的程序升温步骤,迅速提高气化室的温度,再实现样品的快速气化。此种气化室的结构如图所示。它的结构特点是:  ①气化室既有实现快速升温的程序升温电热装置,又有可使之快速降温的半导体制冷装置或可通入制冷剂(液态n2或co2)的进、出口通道;  ②配有分流阀,可实现分流进样和不分流进样;  ③进样口可采用无隔垫进样头,配有专用的停止阀,也可配备有隔垫的进样头。  采用无隔垫进样头的ptv进样口  由上述结构可看出,它在实现程序升温气化进样的同时,也兼有分流/不分流进样和冷柱头进样的功能,是用于毛细管柱气相色谱分析的通用进样器。由于其构造复杂,其价格约为分流/不分流进样器的3倍,为冷柱头进样器的1.5倍,因其功能齐全,高档气相色谱仪已配备了此种通用进样器。  此进样器具有既可将样品低温捕集又可将样品快速气化的功能,完全消除了宽沸程样品的进样失真和分流歧视;可在气化室实现对样品的浓缩;使不挥发物滞留在内衬管中,保护了毛细管柱。它具有的进样操作方式如下:  ①程序升温气化分流进样,适合于绝大部分样品分析,当进行方法研究或筛选样品时,应首先使用此种进样方式。  ②程序升温气化不分流进样,适合于痕量组分分析,其操作要求和一般不分流进样相似,仅瞬间不分流时间间隔要长一些,0.5~1.5min,且进样量可大于一般不分流进样。  ③冷柱头进样,不启动程序升温,适合于受热易分解样品的分析。  ④溶剂消除不分流进样,可选择性地除去样品中的大量溶剂,达到浓缩痕量组分的目的。  进样时,先关闭分流阀,控制气化室温度稍低于溶剂的沸点,缓慢注入样品,进样后立即打开分流阀,可采用大的放空流量(可高达每分钟几百毫升),同时以低的程序升温速率升高气化室的温度,加速溶剂的气化一,待大部分溶剂蒸气放空后,立即关闭分流阀,待气化室达到设定高于柱温的温度,可启动色谱柱程序升温程序进行样品分析。此方法的缺点是有部分低沸点组分会随溶剂一起放空,而使分析获得的样品组成失真。  由以上介绍的用于毛细管柱的直接进样、分流进样、不分流进样、冷柱头进样和程序升温气化进样五种不同操作方式,可看到影响毛细管柱分离效果的因素远比填充柱复杂,但也提供了改善分离效果的更多调节因素。因此掌握毛细管柱的不同进样技术,也已成为色谱分析工作者必须掌握的基本功。

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2018.06.14

诚驿科技如期赴约“2018 CIEPEC”,新品引众人关注!

     2018年6月7日,为期3天的第十六届中国国际环保展览会在北京中国国际展览中心举行,本届展览会由中国环境保护产业协会主办,生态环境部、北京市人民政府、联合国环境规划署等共同支持,共吸引了来自全球20多个国家和地区的近700家环保相关企业参展。       本次展会以“创新驱动发展,科技改善环境”为主题,分别聚焦VOCs减排与控制、大气污染防治、固体废物处理处置与资源综合利用、城镇水环境综合治理、土壤及地下水污染治理与修复、环境监测、环境风险防控以及清洁生产等领域的先进环保技术和装备、等系统解决方案。  2018环保产业创新发展大会现场掠影         北京诚驿科技有限公司作为高端仪器技术推广和环境监测综合服务商,专注烟气、水、土壤和固废中汞和VOC的监测,为环境监测提供一站式综合解决方案。展位上“VOC监测”标题分外醒目,重磅推出自主研发的新品:汽车内饰件挥发性有机物浓度(VOC)分析系统、在线烟气中挥发性有机物浓度(VOC)监测系统、烟气中挥发性有机物浓度(VOC)监测/分析移动工作站,引起众多客户及业界人士的关注和驻足参观。          此次展会,诚驿科技全方位、多领域向客户分享了便携式汞和VOC分析、24小时连续监测、实验室检测专用等高端监测设备、环境综合监测治理的先进技术与系列解决方案;同时与业内优秀企业交流与学习,为蓝天保卫战将不忘初心,继续创新, 砥砺前行。

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2018.06.13

关于征集2019年度国家环境保护标准计划项目承担单位的通知

    日前,生态环境部发布征集2019年度国家环境保护标准计划项目承担单位的通知:    各省、自治区、直辖市环境保护厅(局),新疆生产建设兵团环境保护局,部各直属单位,各国家环境保护重点实验室和工程技术中心,有关高校和科研院所:    为适应国家经济社会发展和生态环境保护工作需要,进一步完善国家环境保护标准体系,根据《国家环境保护标准制修订工作管理办法》(国环规科技〔2017〕1号)和中央财政资金管理有关规定,现开展2019年度国家环境保护标准计划项目承担单位征集工作。有关事项通知如下:    一、申报要求    (一)申报单位应具有与申报项目相关的工作背景和技术能力,熟悉国家环境保护政策、法律、法规和标准。    (二)申报单位具备独立法人资格、独立银行账户和健全的财务制度。    (三)污染物排放(控制)标准项目申报单位不得与相关行业有直接利益关系。环境监测分析方法标准项目申报单位应通过资质认定或获得国家实验室认可,具备开展标准验证工作所必需的条件。    (四)项目申报单位须在申报前确定协作事宜,明确协作单位的名称、分工和协作经费比例等事项。协作单位数量不得超过5家,协作经费分配应符合相关经费管理规定。环境监测分析方法标准项目协作单位不能作为方法验证单位。    (五)同一法人单位不得有2个以上团队申报同一项目。同一单位不得既作为项目申报单位,又作为其他单位的协作单位申报同一项目;也不能同时作为不同单位的协作单位申报同一项目。    (六)正在承担标准项目(凡未发布的项目均为正在承担的项目)10项(含)以上的单位,及正在承担标准项目2项(含)以上的个人,原则上不得申报新项目。行政审查有明确暂缓或暂停等要求的项目除外。    (七)拟任项目负责人应为申报单位的在职人员,具有高级专业技术职称,具有较高的学术水平、开拓创新能力和较强的组织协调能力,过去三年没有标准信用管理不良记录。拟任项目负责人不得同时申报3个(含)以上的项目。    不符合上述规定的申请视为无效申请,不参与评审。    二、承担单位征集和确定方式    标准项目承担单位采用公开征集、自愿申报、择优选取方式确定。请项目申报单位对照2019年度国家环境保护标准计划项目指南(见附件1),填写申报表(见附件2),于2018年6月14日前将申报表的纸质文件(一式两份)和电子文件反馈我部科技标准司。由分管业务司组织申报单位,经专家质询和论证,择优确定项目承担单位(答辩时间初步定于2018年6月18日-6月22日期间,地点另行通知。请提前准备10-15分钟汇报演示材料,着重介绍对拟申报项目的理解、拟采取的技术路线和准备开展的主要工作、相关科研及标准工作经验、人员安排及经费预算)。    根据评审结果,若某项目所有申报单位均不能达到承担该项目的要求,该项目撤销。    三、申报材料编制与报送要求    (一)排放标准和标准实施评估项目应充分调研、实测企业污染物实际排放水平,科学论证污染物项目与限值,加强标准实施的环境效益和经济、技术成本分析以及达标率测算。排放标准、标准实施评估项目申报材料应充分体现上述内容,详述技术路线、工作内容与资金需求(其他项目参照此要求执行)。    (二)按照资金预算管理要求,细化项目工作经费使用方案(如开展调研和测试工作的次数和数量等),根据项目任务实事求是申报。    (三)电子邮件标题和邮寄材料信封请注明“2019年度国家环境保护标准项目申报”,申报表电子文件名统一为“项目序号-项目名称-申报单位名称-分管业务司”。    (四)申报材料的电子件请发送到联系人电子邮箱,纸质文件请邮寄至指定的联系人,不接受当面报送材料。    四、联系人及联系方式    联系人:生态环境部安广楠李晓弢    通信地址:北京市西城区西直门南小街115号    邮政编码:100035    电话:(010)66556213,66556215    电子邮箱:biaozhun@mep.gov.cn    附件:1.2019年度国家环境保护标准计划项目指南    2.国家环境保护标准项目申报表    生态环境部办公厅    2018年6月1日

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2018.06.08

液相色谱仪常见六个故障的解决方法

    一、液相色谱仪峰分叉怎么回事?  造成这种情况的原因一般是色谱柱被污染,或柱头填料塌陷导致的。  对于第一种情况,先用纯水反向冲洗柱子,然后换成甲醇冲洗,接着用甲醇+异丙醇(4+6)冲洗柱子(冲洗时间的长短由样品污染的情况而定),再换成甲醇冲洗,然后用纯水冲洗,最后甲醇冲洗正向冲洗柱子30分钟以上。如冲洗后依然出峰不佳,则考虑第二种情况。  对于第二种情况,拧开柱头,检查柱填料是否硬结或塌陷。去除硬结部分(污染的填料),装入新填料,滴一滴甲醇,填料下陷,再填,用与柱内径相同的顶端平滑的不锈钢杆压紧,再填平,滴甲醇,再压紧反复几次,直至装满填平。柱头用甲醇冲洗干净,擦净柱外壁的填料,拧紧柱头,用纯甲醇冲洗30分钟以上。  二、如何排除液相色谱仪气泡溢出的故障?  流动相内产生都无法清除不断产生的气泡,主要是因为过滤器长期沉浸于乙酸铵等缓冲液内,过滤器内部由于霉菌的生长繁殖,形成菌团,阻塞了过滤器,缓冲液难以流畅地通过过滤器,空气在泵的压力作用下经过滤器进入流动相。  过滤器浸泡于5%硝酸溶液中,超声清洗几分钟即可;亦可将过滤器浸泡于5%硝酸溶液中12~36小时,轻轻震荡几次,再将过滤器用纯水清洗几次,打开泄压阀,打开purge键清洗脱气,如仍有气泡不断从过滤器冒出,继续将过滤器浸泡于5%硝酸溶液中,如没有气泡不断从过滤器中冒出,说明过滤器内部的霉菌菌团已被硝酸破坏,流动相可以流畅地通过过滤器。打开泄压阀,打开泵,流速调至1.0~3.0ml/min,纯水冲洗过滤器1小时左右。即可将过滤器清洗干净。关闭泄压阀,纯甲醇冲洗半小时即可。  三、自检时,为什么有时会出现“钨灯能量低”的错误?  一般来说,原因是系统中有挡光物,光路偏离,钨灯电源系统或钨灯灯泡已坏。这时首先要检查光度室是否有挡光物;打开检测器光源室盖,检查氘灯是否点亮;如果氘灯不亮,则关机,更换新氘灯,换时,需注意型号;检查氘灯保险丝,看是否松动、氧化、烧断;如果故障,应立即更换;再开机重新自检;若仍出现上述故障,则重新安装软件后再进行自检。  四、出现压力波动大,流量不稳定该怎么办?  造成这种情况的原因是系统中有空气或者单向阀的宝石球和阀座之间夹有异物,使得两者不能密封。处理工作中注意观察流动相的量,保证不锈钢滤器沉入储液器瓶底,避免吸入空气,流动相要充分脱气。如为单向阀和阀座之间夹有异物,拆下单向阀,放入盛有丙酮的烧杯用超声波清洗。  五、液相色谱仪峰面积重复性不好怎么回事?  主要原因可能有进样阀漏液、加样针不到位或液量不足。针对第一种情况,处理时应对更换进样阀垫圈;对于第二种情况保证加样针插到底,注射样品溶液后须快速、平稳地从LOAD状态转换到INJECT状态,以保证进样量的准确。日常工作中,液相色谱仪的保养非常重要,如要注意不要让空气进入输液系统和高压泵中,储液器内的溶液如长时间未用应清洗储液器并更换溶液,每次用完色谱仪后缓冲液要用纯水冲洗干净,防止无机盐析出或沉积;样品的前处理也很重要,任何样品都要尽可能地去除杂质,完全溶解,尽量减少对色谱柱的污染,以延长色谱柱的使用寿命,同时避免注射过浓的样品溶液,以免残留液在进样阀内析出固体引起堵塞;色谱柱作好标记,用于不同分析目的的色谱柱不要混用等。  六、液相色谱柱压升高的原因是什么?  造成柱压升高的原因很多。一般是由于柱床内产生了异常的占位性物体,造成流体阻力加大所引起的。例如,缓冲液盐分如(乙酸铵等)沉积于柱内,或样品污染沉积。针对第一种情况,处理时应先用40~50℃的纯水,低速正向冲洗柱子,待柱压逐渐下降后,相应提高流速冲洗,柱压大幅度下降后,用常温纯水冲洗,之后用纯甲醇冲洗柱子30分钟;对于第二种情况,由样品的沉积引起污染的C18柱,和纯水反向冲洗柱子,然后换成甲醇冲洗,接着用甲醇+异丙醇(4+6)冲洗柱子(冲洗时间的长短由样品污染的情况而定),再用换成甲醇冲洗,然后用纯水冲洗,最后甲醇冲洗正向冲洗柱子30分钟以上。

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2018.06.08

人体汞暴露的源解析取得进展

汞是毒性最强的重金属之一,其具有极强的神经毒性。国际学术界普遍认为食用鱼肉和水产品是人体甲基汞暴露的主要途径,近期研究表明食用大米也可以是人体甲基汞暴露的主要途径。人体汞暴露来源的准确解析,是建立汞污染防控措施的根本和关键。中国科学院地球化学研究所冯新斌课题组与法国图卢兹环境地学研究中心LaurenceMaurice研究员和JeroenE.Sonke研究员合作,采用近期快速发展的汞稳定同位素方法对我国内陆居民汞暴露的来源进行定量识别,取得一系列新认识和进展:1)城市和农村居民汞暴露的来源明显不同。居民头发汞同位素非质量分馏值(Δ199Hg)显示农村居民头发汞的主要来源为食用大米,而城市居民头发汞受食用鱼肉和大米共同影响(图1)。利用汞同位素非质量分馏的二元混合模型计算结果显示,食用鱼肉对农村居民发汞的贡献为5%,而食用鱼肉对城市居民发汞的贡献比例高达41%,该估算值与传统摄入量法计算结果非常一致。图1头发、鱼类、大米和蔬菜样品中的汞同位素组成(2)各采样点居民头发δ202Hg值相比食物具有2‰至3‰的分馏,其中1.7‰为人体代谢汞过程导致,其余部分为甲基汞富集导致(图2)。因为甲基汞相较无机汞δ202Hg值偏正,人体吸收食物汞的过程更易富集甲基汞。图2各采样点居民头发及其所食用食物汞同位素值本研究证实汞稳定同位素方法可以准确识别人体汞暴露的来源和新陈代谢过程,极大地丰富了汞同位素地球化学的认识,为汞污染地区人群汞暴露风险评估和防控提供科学依据。图3头发和饮食间的汞同位素组成

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2018.06.07

如何使用全自动定氮仪测定食品中挥发性盐基氮

       最新国标GB5009.228-2016食品中挥发性盐基氮的测定方法,最引人关注的是在该方法中,增加了自动凯氏定氮法作为第二法,本文对如何正确理解和应用第二法进行探讨,以及如何使用全自动定氮仪测定食品中挥发性盐基氮的含量和分析参数设定。  1. 样品预处理:第一法中要求使用100ml三氯化镁对样品进行处理,静置15分钟后还需过滤;而第二法中由于使用全自动凯氏定氮仪,对含有固体的样品可以直接分析,因而无需使用三氯化镁对样品进行处理,也无需过滤过程。  2. 氧化镁的添加:第一法中要求添加5ml氧化镁混悬液;而第二法中由于全自动凯氏定氮仪的蒸馏管为750ml,直接加入1.0克氧化镁固体,无需配置氧化镁混悬液。  3. 蒸馏设定:第一法中由于手动仪器蒸汽强度弱,蒸馏时间为5分钟;而第二法中10.1.4要求蒸馏时间180秒或蒸馏体积200ml,以先到者为准。  4. 标准滴定溶液的浓度:第一法中使用0.0100mol/L的溶液;而第二法中使用0.1000mol/L的溶液。  5. 结果单位:mg/100g或者mg/100ml。  瑞典OPSIS公司具有30年的凯氏定氮仪经验,其全自动凯氏定氮仪KD-310针对国标GB5009.228-2016的要求,进行了的全面优化,无需硬件改动,让操作者使用起来非常方便。  ①、设置了两种滴定终点判断方式:流出液体积+颜色终点判断或者蒸馏时间+颜色终点判断;在程序中直接设定蒸馏时间180秒即可完成,仪器自动扣除添加试剂的时间,无需人工估算。  ②、设置了两种滴定模式:正常样品的滴定和超低含量样品的滴定,由于大部分食品中挥发性盐基氮的含量比较低,滴定体积一般  ③、滴定精度:最小滴定精度1.95微升/步,迄今为止世界上最高精度,保证结果的准确性。  ④、滴定过程:边蒸馏边滴定,180秒蒸馏结束的时候,滴定过程液完成,大大节省时间,提供分析效率;同时滴定过程中实时显示滴定体积和样品中氮含量。  ⑤、结果单位:菜单中增加了mgN/100g和mgN/100ml,共计20多种结果单位供用户选择,避免单位换算引起的错误。

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2018.06.07

诚驿科技亮相第二届MC-ICPMS同位素实验室技术研讨会

    第二届mc-icpms同位素实验室技术研讨会在合肥成功召开,会议旨在进一步加强同行专家之间的交流合作,中国矿物岩石地球化学学会岩矿分析测试专业委员会、同位素地球化学专业委员会以及中国科技大学地球和空间科学学院主办,安徽万升会议服务公司承办。     本次会议由中科院地质与地球物理所杨岳衡老师和中国地质大学胡兆初老师主持,会上业内专家带来《激光原位测定牙齿的sr同位素初步研究》、《激光剥蚀多接收等离子体质谱在地学样品同位素分析中的应用》、《mc-icpms 的跨界分析--用固体同位素办法测试气体同位素》、《同位素标准物质研制》、《中国地化标样中的cr同位素组成》、《不同形态痕量汞同位素分析方法》等精彩报告。会场上专家学者、实验室工作者、行业相关企业人士的掌声不断,此次参会共计100余人。     诚驿科技亮相展会,产品引专家驻足    北京诚驿恒仪科技有限公司携美国savillex酸纯化器、耐腐蚀加热板、雾化器、清洗罐、pfa实验室耗材等仪器参展,产品以品质过硬、应用领域广泛、多功能一体化设计、精准无残留等优势吸引了众多专家与实验室工作人员驻足咨询。

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2018.06.05

中国履约环境监测战略制定及国家战略和行动计划

日前环境保护部环境保护对外合作中心发布了中国履行《关于汞的水俣公约》能力建设项目之中国履约环境监测战略制定及国家战略和行动计划实施环境社会影响计划制定咨询服务意向征询公告,具有内容如下:各有关单位:环境保护部环境保护对外合作中心与世界银行联合开发的全球环境基金“中国履行《关于汞的水俣公约》能力建设项目”现已启动实施。根据项目的要求,选择有资质的单位开展中国汞及其化合物的环境监测工作现状及能力评估,明确公约对汞及其化合物环境监测工作的要求,分析汞及其化合物环境监测工作的履约差距和需求,制定中国履约环境监测战略,并按照世界银行关于安全保障的政策要求,分析评估实施中国履约国家战略和行动计划的环境社会影响,制定中国履约国家战略和行动计划实施的环境社会影响计划,为相关管理部门和企业履行公约义务提供指导,并为编制中国履行《关于汞的水俣公约》国家战略与行动计划提供支持。本项工作预计2018年7月开始,计划人月总数为32,期限33个月。环境保护部环境保护对外合作中心(以下简称中心)现邀请符合资质的单位提交意向书。有兴趣的单位须按如下资质要求提供逐一说明和一一对应的资料证明其具备项目要求的资质以及完成项目工作的相关经验。资质评定的标准如下:单位资质1.具有五年以上中国汞及其化合物环境监测相关政策研究经验;2.具有汞及其化合物环境监测经验;3.具有开展过相关污染物环境监测能力评估工作经验;4.具有相关环境监测能力建设方案或规划的编制经验。关于世界银行涉及利益冲突的政策,可参考《世界银行(国际复兴开发银行贷款和国际开发协会信贷)借款人选择和聘请咨询顾问指南》(即《咨询顾问指南》2014年7月版)第1.9条的规定。为提高投标人资质水平,有兴趣的单位可与其他公司组成联合体或以分包咨询顾问身份共同投标。本项目承担单位将根据咨询顾问指南规定的“基于咨询顾问资历的选择”(CQS)方法评选确定。如有其他疑问,详情请登录网站:http://www.mepfeco.org.cn/dtxx/cgzb/或于每周一至周五09:00-17:00与以下人员联系咨询:联系人:赵子鹰电话:010-82268971地址:北京市西城区后英房胡同5号环境国际公约履约大楼716室邮编:100035电子邮件:zhao.ziying@mepfeco.org.cn凡符合以上条件并对该项目感兴趣的机构,请于2018年5月21日下午17:00点之前以书面形式将包含机构资质和业绩文件的意向书传真、邮寄或发电子邮件至:接收人:肖穗子接收地址:北京市西城区后英房胡同5号环境国际公约履约大楼710室电话:010-82268849接收传真:010-82200517接收电子邮件:xiao.suizi@mepfeco.org.cn环境保护部环境保护对外合作中心2018年5月7日工作大纲一、 背景汞是在常温下呈液态的重金属,因具有持久性、易迁移性、高生物富集性和高生物毒性等特性,且可在大气和食物链中长期存在并可远距离迁移,被全球视为一类重要的有毒有害环境污染物。国际社会高度重视汞污染控制的问题。经过5次政府间谈判,《关于汞的水俣公约》(以下简称“公约”)于2013年1月达成。2013年10月10日,包括中国在内的91个国家和政府签署了公约。公约自2017年8月16日起生效。中国是汞的生产、使用和排放大国。公约管控的原生汞矿开采、含汞电池等添汞产品生产、电石法聚氯乙烯用汞工艺、燃煤电厂等大气汞排放和释放、含汞废物和污染场地等涉汞行业和领域,在中国均存在。公约不仅对上述涉汞行业和领域提出了明确的管控时限和措施要求,公约还对资金机制、能力建设、健康、信息交流、监测、报告、成效评估等程序性义务进行了明确规定。为推动中国全面履行公约义务,需制定指导中国履约的纲领性文件——中国履行《关于汞的水俣公约》国家战略与行动计划,并提高中国的履约能力,环境保护部环境保护对外合作中心与世界银行共同开发了中国履行《关于汞的水俣公约》能力建设项目。项目拟通过开展相关调查、监测和战略制定等活动,制定分行业汞削减淘汰战略和行动计划,汇总完成中国履约国家战略编制,并在试点省市开展汞流向报告制度、含汞污染场地风险评估、含汞废物回收处置技术可行性研究、大气汞监测能力提高和成果宣传等试点活动,以提高试点省份和国家的履约能力。中国履行《关于汞的水俣公约》国家战略与行动计划编制活动框图目前,项目已获得全球环境基金(GEF)批准,进入全额项目启动实施阶段。按照项目总体安排,拟聘请有资质的单位承担中国履约环境监测战略及其环境社会影响计划制定子项目。二、 子项目背景和目标公约第十九条和第二十二条分别针对研究、开发和监测以及成效评估明确了具体的要求。中国具备一定的汞及其化合物的环境监测能力,与公约要求相比,相关工作的开展基础尚薄弱,监测能力亟待提高。为履行公约义务,推动相关环境监测工作的开展,本子项目拟通过开展中国汞及其化合物的环境监测工作现状及能力评估,明确公约对汞及其化合物环境监测工作的要求,分析汞及其化合物环境监测工作的履约差距和需求,制定中国履约环境监测战略,并按照世界银行关于安全保障的政策要求,分析评估实施中国履约环境监测战略的环境社会影响,制定中国履约环境监测战略实施的环境社会影响计划,为相关管理部门和企业履行公约义务提供指导,并为编制中国履行《关于汞的水俣公约》国家战略与行动计划提供支持。三、 子项目主要工作内容本子项目的主要工作内容如下:(一)开展中国汞及其化合物环境监测工作及能力现状评估通过资料、问卷、实地等各种方式,对中国环境保护系统内的监测机构、科研院所以及其他企事业单位的汞及其化合物环境监测工作及能力现状进行全面调研,掌握中国汞及其化合物环境监测工作及能力现状,结合公约要求,分析评估中国汞及其化合物环境监测工作履约需求,编写中国汞及其化合物环境监测工作及能力现状评估报告。(二)开展中国汞及其化合物环境监测相关政策法规现状评估对中国涉汞环境监测政策、法规、标准、指南的制定和实施情况进行调研,分析评估中国涉汞环境监测政策法规标准体系的履约差距和需求,研究提出完善中国涉汞环境监测政策法规标准体系的建议,编写中国汞及其化合物环境监测相关政策法规现状评估报告。(三)编制中国履约环境监测战略基于中国汞及其化合物环境监测工作及能力现状评估和中国汞及其化合物环境监测相关政策法规现状评估工作,汇总编写中国履约环境监测战略,明确环境监测工作的履约目标和具体措施。(四)制定中国履约国家战略和行动计划实施的环境和社会管理计划根据世界银行安全保障政策的要求,特别是OP4.10土著民族和OP4.12非自愿移民政策,对中国履约国家战略和行动计划实施的环境和社会影响进行分析,识别可能产生的各种环境和社会影响,提出消除或尽量减少因实施所产生的负面影响和增加正面影响的措施和建议。并采取参与式的方法开展社会影响评价,倾听不同利益群体的诉求和希望,了解主要利益相关者对各项行动计划(如减少排放,加强管理等)具体细节的需求,以使项目能惠及更多不同利益相关者,促进项目区的包容式发展,制定中国履约国家战略和行动计划实施的环境和社会管理计划。其中,社会管理部分的要素参见附件1。(五)制定中国履约国家战略和行动计划实施的社会影响监测和评价战略针对中国履约国家战略和行动计划实施的环境和社会管理计划中识别的社会影响以及提出的具体措施和建议,制定中国履约国家战略和行动计划实施的社会影响监测和评价战略,明确监测和评价工作的原则、方法和具体内容,为中国履约国家战略和行动计划实施的社会管理计划的执行提供具体的指导。(六)项目活动采取的安全保障措施(1)本项目将遵守ESMF指导,基于最佳可用信息及适当利益相关方磋商结果,筛查和评估本战略项目和行动的环境和社会风险。考虑到汞对孕妇的影响,这里还将分析性别问题。对于已识别的社会和环境风险,需在开展项目活动前确定适当的安全保障措施。(2)此外在编制中国履约国家战略和行动计划实施的环境和社会管理计划过程中,需考虑如何推动信息披露和公共参与。除了上述措施,环境和社会监测与管理活动将作为跨领域要素纳入战略与行动计划编制过程中。(3)本项目承担单位负责开展社会公众参与,主要责任包括:a)社会公众知情权;b)意见征询;c)记录重要发现、总结和建议。社会公众意见征询的方法包括:调查问卷、座谈会、听证会等。吸收社会公众参与的目的是为了收集周围居民关于项目环境影响的意见,确定受影响的居民认为重要的环境问题。在社会公众参与中任何重要的意见,都将被纳入环境管理文件中。FECO或者其聘请的咨询顾问负责审核社会公众参与记录,确定其是否满足相关要求。如项目环境管理文件中的社会公众参与内容不能满足要求,FECO可要求本项目承担单位按要求重新开展社会公众参与调查。为使本项目承担单位与受影响人群和其他利益相关方之间的协商更加有效,FECO在征询社会公众意见前,向社会公众提供环境影响评价文件的初稿。所有的项目环境影响评价文件终稿,将在受影响人群和其他利益相关方容易到达的公共地点进行公示。可采纳的公示方式包括海报、手册、报纸以及互联网等。FECO将在其专项网站上公开项目环境影响评价文件及项目环境社会管理计划(ESMP)。(4)增加社区申诉机制的内容。为了保证在项目实施期间能够继续听取社会公众的意见,进行相关信息公开,保证项目社区参与,项目承担单位应在环境和社会管理文件中建立申诉机制。(七)参与中国履行《关于汞的水俣公约》国家战略与行动计划的汇总和编写工作配合中国履行《关于汞的水俣公约》国家战略与行动计划编制工作的要求,提供国家战略和行动计划中所需的内容并相应完善中国履约环境监测战略,为中国履行《关于汞的水俣公约》国家战略与行动计划编制提供支持。(八)参与项目相关的会议与活动根据项目进展要求,参加项目专题研讨会、进展沟通会、年度协调会、成果宣传活动、项目总结会等,根据会议需要做专题发言及提供相关技术支持。四、 子项目产出本子项目的产出及相应的提交时间和要求如下:表1 成果及提交时间列表五、 支付进度表2 支付进度产出表六、 子项目时间安排本子项目实施周期共计33个月,具体时间安排如表3。表3 子项目时间安排表七、 承担单位资质要求(一)单位资质要求1. 具有五年以上中国汞及其化合物环境监测相关政策研究经验;2. 具有汞及其化合物环境监测经验;3. 具有开展过相关污染物环境监测能力评估工作经验;4. 具有相关环境监测能力建设方案或规划的编制经验。(二)成员资质要求1.子项目负责人(1) 团队负责人应具有正高级职称,具有较强的组织沟通和协调能力,具有十年环境监测工作经验;(2) 具有编写宏观战略或规划等政策性文件的经验;(3) 熟悉中国环境保护政策要求;(4) 英文听说读写能力较强;(5) 具有较强的组织沟通和协调能力。2. 主要成员(1) 具有五年及以上环境监测工作经验, 至少拥有高级职称的核心成员2-3人;(2) 熟悉《关于汞的水俣公约》要求,熟悉战略或规划等政策性文件编写要求;(3) 至少拥有1名副高级职称且熟悉世界银行环境和社会安全保障政策要求的成员,并具有相关战略实施环境社会影响评价分析经验;3. 其他成员(1) 具有行业调研分析经验;(2) 优秀的英文听说读写能力;表4 子项目团队工作量安排八、 子项目工作费用和服务需求表5 子项目工作费用和服务需求明细表九、 项目实施机构提供的支持1.提供前期相关项目成果;2.就本子项目相关技术内容或成果与其他子项目承担单位或专家进行协调。附件1:社会管理章节的要素1、利益相关者分析识别项目涉及的主要利益相关者。因子项目的执行和倡导,可能使部分排污企业、城镇居民、农村居民等社群与个人遭受影响(正面影响或负面影响),尤其是妇女、老人、穷人等弱势群体。同时相关的职能部门也可能要调整变化,影响到不同的人群。另外,试点操作和应用推广,是否有可能涉及征地移民等事宜。社评需要具体评估这些潜在的影响,识别主要利益相关者对项目的需求和态度,分析主要利益相关者所扮演的角色及其互动过程中存在的问题。2、贫困分析与战略介绍项目区贫困人口状况,解析造成项目区贫困的原因并介绍相关减贫举措,分析项目的减贫作用及贫困人口的诉求,防止收入差距拉大,确保贫困人口等弱势群体从项目中受益。3、妇女对项目的需求介绍项目区妇女概况,考虑项目实施对女性造成的特殊影响以及她们的诉求,视项目活动的实施,甄别项目对不同性别的影响,在项目设计和实施中体现性别保护行动计划(Gender Action Plan),保障妇女权益。4、社会影响分析分析项目实施会对不同的利益群体带来的不同影响,其影响分为正面影响和负面影响及潜在风险。对项目影响主要利益相关者的正面影响的分析旨在发现和扩大发展的机会;对负面影响进行分析可以有效地识别、控制和规避项目建设的社会风险。本次社会评价主要分析的对象是受项目影响的企业及职工、有关职能部门、城镇居民和乡村农户等主要利益相关者,他们是当地社会的主人。5、公众咨询与参与过程通过项目前期与主要利益相关者的咨询与协商,提高公众对项目建设具体规划等方面的相关认知,识别公众对项目信息公开的需求,并结合当地社区的特点和已有的公众信息公开实践经验,建立和完善项目信息公开机制,优化项目设计,确保不同利益相关者充分、公平参与到项目规划、设计和实施中。6、社会管理计划及实施通过对项目风险的识别与分析,提出有针对性的政策建议与行动计划,规避或减少项目中存在的社会风险,对项目信息公开设计提出行动建议,并根据社会评价公众咨询结果制订社会管理计划和公众参与计划。例如,在适当情况下,将提出减缓工人移民安置的潜在影响。附录1中给出了可指导涉及征地和少数民族问题的子项目的社会管理行动的两项社会安全保障工具:少数民族规划框架与移民安置政策框架。7、抱怨、申诉与监测评估在项目准备、建设、运行过程中,为及时了解和解决项目给利益相关者带来的影响和问题,保证尽可能广泛的社区参与,建立申诉抱怨渠道。为确保项目信息公开、公众参与,以及社会影响评价报告设计提出的社会管理计划能够得以重视和实施,建立监督评估机制。公众参与的原则与框架:世界银行在其参与手册中指出,公众参与是“项目利益相关群体能够通过它影响、共同控制涉及他们的发展介入、发展决策和相关资源的过程”。以避免主要利益相关群体在发展过程中被简单地视为被动的援助接受者、访谈对象或是劳动力的情况,世行实施的项目是一个激发主要利益群体影响和控制发展行动的过程。而这个过程的实现,需要在整个国家的经济及其相关部门中考虑更广泛的利益相关群体;保证所有的利益相关群体及其关系都能被识别,并在所有项目阶段中被考虑;让穷人更容易获得资源,尤其是金融资源;并加强主要利益相关者及其组织的管理能力。主要利益相关群体参与项目的原则和框架,如下表1。表1公众参与项目的原则框架

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2018.05.30

特别关注|5月医疗器械法规解读!

  本文整理规范性文件7份,信息量很大,建议收藏。下列文件需要重点关注:    1、《国家药品监督管理局办公室关于公开征求〈创新医疗器械特别审批程序(修订稿征求意见稿)〉的意见》    2、《国家药品监督管理局关于武汉柯瑞迪医疗用品有限公司停产整改的通告》    3、《市场监管总局关于开展反不正当竞争执法重点行动的公告》    4、《国家药品监督管理局办公室关于2018年医疗器械行业标准制修订计划项目公示》    正文:    1、《国家药品监督管理局办公室关于公开征求〈创新医疗器械特别审批程序(修订稿征求意见稿)》的意见    发布日期:2018.05.07    解读:按照创新医疗器械特别审批程序申报的医疗器械产品应当同时具备三个条件:一是产品具备新颖性;二是产品具备显著临床应用价值;三是研究结论真实,研究数据全程可追溯。    省级药品监督管理部门负责初审。药品监督管理部门及相关技术机构,根据各自职责,按照早期介入、专人负责、科学审批的原则,加强与申请人的沟通,对创新医疗器械予以优先办理。    2、《国家药品监督管理局关于发布冠状动脉药物洗脱支架临床前研究及临床试验两个指导原则的通告》    发布日期:2018.05.11    发文字号:国家药品监督管理局2018年第21号通告    解读:以非吸收性金属支架为支架平台,所含药物以降低再狭窄率为目的的化学药物的冠状动脉药物洗脱支架的临床前研究适用《冠状动脉药物洗脱支架临床前研究指导原则》。含有生物技术成分以及其他生物材料支架平台制成的支架或模架,参考适用本指导原则。    动物实验主要用于评价产品的安全性,至少随访6个月。取样时间点应当完全覆盖支架植入至释放80%标称药物量或达到平台期的洗脱曲线。    《冠状动脉药物洗脱支架临床试验指导原则》适用于以金属支架为支架平台,所含药物属化学药物的冠状动脉药物洗脱支架的临床试验。其他产品可以参考适用本指导原则开展临床试验。    冠状动脉药物洗脱支架产品的临床试验分为可行性试验和确证性试验。    可行性试验临床试验方案的设计应当保证受试者的安全,试验可以不设立对照组,首次人体试验研究的样本量不应少于30例。30天主要心脏不良事件、4个月的晚期管腔丢失是判断产品安全性的主要标准。  安全性和可行性得到初步证实的产品可以进行确证性试验。确证性试验采用前瞻性的多中心试验,由两个临床试验组成,一个为随机对照试验,另一个为单组目标值试验。随机对照试验是与对照产品进行的以晚期管腔丢失为主要研究终点的1:1的对照试验,样本量不少于200对。单组目标值试验是以靶病变失败率为主要研究终点的试验,样本量不少于800例。    确证性试验具有统计学意义的样本总量应在1000例以上。    临床试验随访时间一般为5年,全部试验样本同时具备12个月临床随访数据和9个月的临床影像学观察数据,则可以申报注册。申请人在技术审评过程中可以提交更新的产品临床随访数据资料。产品获准上市后,申请人应当继续完成全部临床试验。    3、《国家药品监督管理局关于武汉柯瑞迪医疗用品有限公司停产整改的通告》    发布日期:2018.05.14    发文字号:国家药品监督管理局2018年第26号通告    解读:武汉柯瑞迪医疗用品有限公司系2018年首家飞行检查发现医疗器械生产质量管理缺陷,被则令停产整改的医疗器械生产企业。    4、《国家药品监督管理局关于批准注册107个医疗器械产品公告》    发布日期:2018.05.15    发文字号:国家药品监督管理局2018年第18号公告    解读:2018年4月,国家药品监督管理局共批准注册医疗器械产品107个,包括:境内第三类医疗器械产品52个,进口第三类医疗器械产品23个,进口第二类医疗器械产品32个。    5、《国家药品监督管理局关于发布手术显微镜等4项注册技术审查指导原则的通告》    发布日期:2018.05.15    发文字号:国家药品监督管理局2018年第25号通告    解读:国家药品监督管理局于2018年5月18日发布了《手术显微镜注册技术审查指导原则》《医用洁净工作台注册技术审查指导原则》《眼压计注册技术审查指导原则》及《脉搏波速度和踝臂指数检测产品注册技术审查指导原则》。    《手术显微镜注册技术审查指导原则》适用于在显微手术和诊断治疗时用于观察的手术显微镜,包括手术显微镜与眼科手术显微镜,不适用于带有荧光造影功能的手术显微镜。    《眼压计注册技术审查指导原则》适用于非接触式眼压计和回弹式眼压计,不适用于机械式眼压计。    《医用洁净工作台注册技术审查指导原则》适用于供医疗机构使用,可提供洁净等级为ISO5级(FED 209E 100级)或者更高等级的局部操作环境的箱式空气净化设备。    《脉搏波速度和踝臂指数检测产品注册技术审查指导原则》适用于脉搏波速度和踝臂指数检测产品。申请人应当提供针对ABI的血压测量准确性的临床评估报告或者临床试验报告。  6、《市场监管总局关于开展反不正当竞争执法重点行动的公告》    发布日期:2018.05.17    发文字号:市场监管总局2018年第4号公告    解读:本次反不正当竞争执法行动重点查处侵犯商业秘密等侵犯知识产权不正当竞争行为,以加强产权保护;重点查处医药领域的商业贿赂行为,以净化市场环境。    7、《国家药品监督管理局办公室关于2018年医疗器械行业标准制修订计划项目公示》    发布日期:2018.05.17    发文字号:    解读:国家药品监督管理局于2018年5月17日公示了2018年度99项医疗器械行业标准制修订计划项目。    新制定《医疗器械唯一标识系统术语和定义》行业标准,为医疗器械唯一标识系统制度的配套文件。《医疗器械唯一标识系统规则》(征求意见稿)已于2018年2月27日公开发布并征求意见。    新版《医疗器械分类目录》自2018年8月1日起施行,新制定《医疗器械编码数据填报指南》及《医疗器械编码管理基本数据集》两项行业标准,用于规范医疗器械分类界定工作。

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2018.05.30

盘点国内目前常用的几种重金属检测方法

  重金属检测是常规监测项目之一。采用重金属检测方法,能快速有效地对重金属检测和评价。本文介绍了几种常用的重金属检测方法,原子荧光光谱法,原子吸收光谱法,电感耦合等离子体发射光谱,激光诱导击穿光谱法和X射线荧光光谱等。  重金属不但会通过径流和淋洗作用污染地表水,还会通过食物链的方式进入人体内,对于重金属的富集人体难以代谢,最终直接或间接危害人体器官的健康。本文介绍了重金属的检测方法、并且对比各种方法优缺点。  1、原子荧光光谱法  原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气,使之产生原子荧光,在一定条件下,荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律,通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。  原子荧光光谱法具有原子吸收和原子发射两种分析方法的优势,并且克服了这2种方法在某些地方的不足。该法的优点是灵敏度高,目前已有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法;谱线简单;在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3~5个数量级,特别是用激光做激发光源时更佳,但其存在荧光淬灭效应,散射光干扰等问题。  该方法主要用于金属元素的测定,在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用。  2、原子吸收光谱法  原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度分析法,是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法,是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。  其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光,通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时,部分被吸收,透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度,根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系,即可求出待测物的含量。  原子吸收光谱法在农业方面,主要应用与土壤、肥料及植物中的中微量元素分析、水质分析、土壤重金属环境污染分析、土壤背景值调查及农业环境评价分析等方面。该方法的优点是:选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精密度高。其不足之处有多元素同时测定有困难,对非金属及难熔元素的测定尚有困难,对复杂样品分析干扰也较严重,石墨炉原子吸收分析的重现性较差。  3、电感耦合等离子体发射光谱法  电感耦合等离子体发射光谱是根据被测元素的原子或离子,在光源中被激发而产生特征辐射,通过判断这种特征辐射的存在及其强度的大小,对各元素进行定性和定量分析。  电感耦合等离子体发射光谱法应用于环境水样、土壤样品中的微量元素进行分析,在元素分析测试中的应用技术具有简便、快速、分析速度快;检出限低,多数可达0.005μg/ml以下;测量动态线性范围宽,一般可达5~6个数量级,可同时进行高含量元素和低含量元素的分析,可达到石墨炉原子吸收光谱仪的部分检出水平;可多种元素同时分析,可定性、定量分析金属元素,也可分析部分非金属元素,提高了分析效率,基体效应小,低背景干扰、高信噪比、精密度高、准确性好等优点。  4、激光诱导击穿光谱法  激光诱导击穿光谱技术是一种最为常用的激光烧蚀光谱分析技术。其工作原理是:激光经过会聚透镜会聚,高峰值功率密度使未知样品表面物质气化、电离,激发形成高温、高能等离子体(温度可达10000K),等离子体辐射出来的原子光谱和离子光谱被光学系统收集,通过输入光纤耦合到光谱仪的入射狭缝中,光谱数据通过数据采集控制器传输到计算机,研究该光谱就可以分析计算出被测物质的成分与浓度。  原子光谱和离子光谱的波长与特定元素是一一对应的,而且光谱信号强度与对应元素的含量具有一定的定量关系。因此该技术可以实时、快速地现化学元素的定性和定量分析。  激光诱导击穿光谱可以真正做到现场快速分析,无须进行样品预处理,分析方便,也不受研究对象的限制。但是,其测量仪器成本较高,激光脉冲能量的起伏性,样品的不均匀性,样品的特性会直接影响测量的稳定性,也就是说研究样品的特性对结果的精确性影响较大。  5、X射线荧光光谱法  X射线荧光光谱技术是一种利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的方法。  X射线荧光光谱仪在结构上基本由激发样品的光源、色散、探测、谱仪控制和数据处理等几部分组成。该X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法、发射光谱法在元素分析结果之间的差异,结果显示它们的差异不显著。从检出限、准确度、精密度和回收率方面均能满足实验要求。  总结  重金属检测是一项长期的工作,要求各种检测手段向更高灵敏度、更高选择性、更方便快捷的方向发展,不断推出新的方法来解决遇到的新的分析问题。随着各种分析方法的建立和科学技术的不断进步,分析仪器逐渐由简单化向复杂化的方向发展,可以预见,各种分析仪器会向多功能、自动化、智能化以及小型化的方向发展,并且检测精度、灵敏度也会得到一定的提高。

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2018.05.28

电子垃圾污染土壤淋洗处理技术

    土壤淋洗技术,是指将可促进土壤污染物溶解或迁移的化学溶剂注入受污染土壤中,从而将污染物从土壤中溶解、分离出来并进行处理的技术。它是一种行之有效的技术,能快速修复重金属和有机物污染的土壤。本文综述了土壤淋洗修复技术的特点、技术流程、土壤淋洗剂的种类及特性,同时针对电子垃圾污染土壤中重金属污染物,寻找最适合的淋洗方法。      重金属污染物进入土壤后,难以被分解,当累积到一定程度,会使土壤肥力下降,农产品的产量和质量均下降,并污染地下水体,最终影响人类健康。随着我国工业化的快速发展,大量重金属污染物排放,对环境造成了严重的污染。自上世纪90年,随着信息产业的飞速发展,电子电器设备被广泛运用,例如:收音机、电视机、电脑、手机、MP3…它们给人类带来极大的乐趣、便利和享受,已经广泛覆盖到我们的生活中来,但同时也带来21世纪的新型污染——电子垃圾污染。      电子垃圾即电子废弃物,是指被废弃不再使用的电子电器类产品及设备,包括被淘汰的电视机、空调器、洗衣机、电冰箱和计算机等通讯电子产品。据预计,今年我国电子产品废弃量约1164万吨,而电子污染物的回收往往达不到10%。     长期以来,电子垃圾通过简单、原始的方式进行拆解,如手工拆解电子产品外壳、露天焚烧电线电缆、强酸浸泡线路板等。焚烧产生的废气和酸洗后的残渣残液随意排放和倾倒,造成大量重金属和有机物释放到周边环境中,直接或间接地影响着土壤和地下水,给区域环境带来巨大的压力,影响着当地农业可持续发展、人居生态环境及农产品和食品安全等。      不仅如此,目前一些商人为了个人利益,低价进口洋电子垃圾,以粗劣的手段如酸洗法等获得其中的稀有金属,从中获取暴利,但酸洗后的废水废渣造成更严重的环境污染。废水直接排入当地河流,造成河流严重污染,而当地农田土壤依赖于河流地表水进行灌溉。长期以来,河流和土壤受重金属污染越来越严重。面对如此巨大废弃量的电子垃圾,如何合理处置并防止造成环境污染,是政府和企业面临的重要课题。     1土壤淋洗修复技术特点     污染土壤的化学修复技术包括土壤性能改良、溶剂浸提、化学氧化、化学还原及化学淋洗修复等几类。土壤淋洗就是利用流体去除土壤污染物的过程,借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的淋洗剂,通过水力压头推动,将其注入到被污染土层中,然后把含有污染物的淋出液从土层中抽出来,进行污水处理而分离污染物的技术。     污染物的去除通常随淋洗剂浓度的增大而提高,达到某一极值后趋于稳定。在使用淋洗修复技术前,应充分了解土壤性质、主要污染物等基本情况,针对不同的污染物选用不同的淋洗剂和淋洗方法,进行可处理性实验,才能取得最佳的淋洗效果,并尽量减少对土壤理化性状和微生物群落结构的破坏。     2 土壤淋洗修复技术介绍     2.1原位化学淋洗技术     原位化学淋洗操作系统的装备有三个部分组成:向土壤施加淋洗液的设备;下层淋出液收集系统;淋出液处理系统。     原位化学修复过程是向土壤施加冲洗剂,使其向下渗透,穿过污染土壤并与污染物相互作用。在这个相互作用的过程中,冲洗剂或化学助剂从土壤中去除污染物,并与污染物结合,通过淋洗液的解吸、螯合、溶解及络合等物理、化学作用,最终形成可迁移态化合物。含有污染物的溶液可以用梯度井或其他方式收集、储存,再进一步处理,以再次用于处理被污染的土壤。图1为原位化学淋洗技术流程图。      其优点包括:对土壤进行挖掘、运输,适用于包气带和饱水带多种污染物去除及组合工艺中。从污染土壤性质来看,原位化学淋洗技术最适用于多孔隙、易渗透的土壤。     从污染物来看,原位化学淋洗技术适合重金属、具有低辛烷/水分配系数的有机化合物、烃基类化合物、低分子量醇类和羧基酸类等污染物,不适用于非水溶态液态污染物,如强烈吸附于土壤的呋喃类化合物、极易挥发的有机物以及石棉等。     缺点有:可能会污染地下水,无法对去除效果与持续修复时间进行预测,去除效果受制于场地地质情况等。     2.2异位化学淋洗技术     异位化学淋洗修复是指把污染土壤挖出来,用溶于水的化学试剂来清洗、去除污染物,再处理含有污染物的废水或废液,然后,将洁净的土壤回填或运到其他地点。适合操作异位土壤淋洗技术的装备通常是可运输的,可随时随地搭建、拆卸、改装的,一般采用单元操作系统,包括矿石筛、离心装置、摩擦反应器、过滤压榨机、剧烈环绕分离器、流化床淋洗设备和悬浮生物泥浆反应器等。     异位化学淋洗技术具有灵活方便、有利于技术推广,适用于各种类型污染物治理等特点。对重金属、放射性元素、石油烃、易挥发有机物、多氯联苯以及多环芳烃等都有良好的淋洗效果。一般而言,异位化学淋洗技术更适用于污染物集中于大粒级土壤的情况,砂砾、沙和细沙以及相似土壤组成中的污染物更容易处理,对于含有25%~30%黏粒的土壤不采用这项技术。图2为异位化学淋洗技术流程图。      其流程如下:     (1)挖掘土壤。     (2)土壤颗粒筛分,剔除杂物如垃圾、有机残体、玻璃碎片等,并将粒径过大的砾石移除。     (3)淋洗处理,在一定的土液比下将污染土壤与淋洗液混合搅拌,待淋洗液将土壤污染物萃取后,静置,进行固液分离。     (4)淋洗废液处理,含有悬浮颗粒的淋洗废液经处理后,可再次用于淋洗。     (5)挥发性气体处理达标后排放。     (6)淋洗后的土壤符合控制标准,进行回填或安全利用,淋洗废液处理中产生的污泥经脱水后可再进行淋洗或送至最终处置场处理。     3土壤淋洗剂的种类     淋洗的技术关键是找到既能提取各种形态的重金属,又不破坏土壤结构的淋洗剂。目前所用的淋洗剂可以分为以下几种:无机淋洗剂、表面活性剂和络合剂。      无机淋洗剂     酸、碱、盐等无机淋洗剂的作用机制主要是通过酸解、络合或离子交换作用破坏土壤表面官能团与重金属形成的络合物,将重金属交换解吸下来,从土壤中分离出来。无机淋洗剂对重金属的去除效果较好,作用速度快,成本较低,但对土壤的破坏性较大,酸碱溶液会严重破坏土壤理化性质,使大量土壤养分流失,并严重破坏土壤微团聚体结构。     2. 表面活性剂                                                                                                     表面活性剂的作用是通过改变土壤表面性质,增强有机配体在水中的溶解性,或是发生离子交换,来促进金属阳离子或配合物从固相转移到液相中。表面活性剂一般可分为人工合成表面活性剂和生物表面活性剂。人工表面活性剂有十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、曲拉通、吐温、聚山梨脂等等。但人工表面活性剂由于生物降解性差,在淋洗过程中容易残留,易造成二次污染。生物表面活性剂具有低成本、低毒性、高生物降解性、高选择性等特点,对pH、盐度和温度的适应范围更广。生物表面活性剂包括鼠李糖脂、槐子糖脂、单宁酸、皂角苷、腐殖酸、环糊精及其衍生物等。     3. 络合剂     络合剂的作用机制是通过络合作用,将吸附在土壤颗粒及胶体表面的金属离子解络,然后利用自身更强的络合作用与重金属形成新的络合体,从土壤中分离出来。常见的络合剂有人工络合剂和天然络合剂。人工络合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、二乙基三乙酸(NTA)、乙二醇双四乙酸(EGTA)、乙二胺二乙酸(EDDHA)、环己烷二胺四乙酸(CDTA)等等。天然络合剂是具有应用前景的淋洗剂,生物降解性好,不会造成二次污染。主要有柠檬酸、草酸、乙酸、苹果酸、丙二酸以及其他类型天然有机物质等。天然络合剂生物降解性好,不会造成二次污染,是非常洁净的淋洗剂,但也因其价格较贵,难以用于实际修复工程。      4淋洗技术在重金属污染土壤修复中的应用     土壤中重金属主要以有机态、可溶态、交换态和残渣态形式存在,重金属主要是通过前3种形态对环境造成的污染,而通过土壤淋洗技术能有效的去除这三部分结合的重金属。以残渣态形式结合的重金属,其生物有效性非常低,环境风险也比较低,同时去除难度较大。     因此,土壤淋洗的重点应放在去除以有效态形式存在的重金属上。淋洗法修复重金属污染土壤是通过淋洗剂对重金属的冲洗、络合、离子交换等作用,使土壤固相中的重金属转移到土壤液相,从而达到清洁土壤的目的。     土壤淋洗是否成功的关键在于选择高效的淋洗助剂。我们采用柠檬酸溶液对模拟电子垃圾污染土壤(简称污染土壤)中Cu,Pb,Cd三种重金属进行淋洗实验,考察了柠檬酸溶液的浓度、柠檬酸溶液的pH、淋洗时间等对污染土壤中Cu,Pb,Cd的淋洗效果,探讨了柠檬酸溶液淋洗前后污染土壤中Cu,Pb,Cd三种重金属各种形态含量的变化。     研究结果表明,在柠檬酸溶液的浓度0.100mol/L、柠檬酸溶液的pH=5、淋洗时间1440min的适宜条件下,对污染土壤中Cu,Pb,Cd的去除率分别达到89.37%,72.11%,86.39%。柠檬酸溶液对三种重金属的去除主要是通过洗出酸可提取态(R1)和酸可还原态(R2)来实现的,每种重金属的R1和R2之和均占到其淋出总量的95%以上,而酸可氧化态(R3)和残渣态(R4)的含量淋洗前后基本无变化。     5结论     用土壤淋洗技术对电子垃圾污染土壤进行处理,效果优良。在处理某些特殊污染土壤时不能单靠一种治理方法,淋洗修复技术作为污染治理的前处理步骤,具有广阔的应用前景。      对核污染土壤的治理中,放射性核素或重金属的浓度较大,具有较强的生物毒性,不利于生物处理,经过淋洗技术的预处理,能有效增强之后生物处理的效果。     如何从淋出液中回收利用化学助剂,成为制约土壤淋洗技术广泛用于工程实践的一个主要问题。如何降低化学助剂成本及实现土壤淋洗技术与其他修复技术的有效组合,会是未来研究的主要方向。土壤淋洗技术在未来土壤修复中,具有较为广阔的应用前景。

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2018.05.25

实验室气瓶颜色标志一览表!

  实验室各种气瓶的的颜色代表不同的意思,我们可以根据颜色大致判断是什么气体,实验室也可以根据颜色对气瓶进行规范的管理,下面的表格为大家列出各种气体的气瓶颜色。   气瓶颜色标志一览表  气瓶使用规则  1、各种气瓶涂漆标志要正确,使用时必须直立放置,加以适当固定,防止倾倒。  2、气瓶应放置在通风良好的地方,防雨淋和日光曝晒,不应放置在焊割施工的钢板上及电流通过的导体上。  3、气瓶,尤其是瓶阀周围严禁沾有油脂等易燃物质;安装减压表时,要检查瓶阀和出气口内有无油脂等杂质。  4、气瓶严禁近火,乙炔瓶温不得超过40℃,液化气瓶温不得超过45℃,明火操作之间的距离大于10米,瓶阀带路不得漏气,严禁明火试漏。  5、瓶内气体不应全部用完,防止气体倒灌。  6、气瓶应定期在指定的单位进行检查,检测3年一次,表头至少6个月检测一次。  7、不准将氧气代替空气或氧气作通风使用;气瓶装置的防爆紫铜片不准私自调换;气瓶用后要将气瓶阀关闭。

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2018.05.25

“十三五”环保投资空间将达万亿 环保产业再迎新机遇

    在已经结束的第八次全国生态环保大会上,构建生态文明体系成为共识。我国的不断发展,环保问题也不断突出,伴随国家对环保产业的投资不断加大以及环保产业生产值的扩张,环保概念股或将迎来更大的投资空间。    在此前召开的第八次全国生态环境保护大会上,高层明确要构建生态文明体系,全面推动绿色发展,未来环保将是发展中的重要一环。在此大背景下,环保概念股具有很大的投资空间。下面从行业发展、板块估值等视角进行数据分析。     我国环保投资规模仍待提高     根据发达国家环保产业的发展经验,国家环保投入一般占GDP比重高于2%,达到3%才能使环境质量得到明显改善,在投资高峰时期占比更高,且投资高峰一般可持续10年以上。近十几年,我国环保投资占GDP比重始终在2%以下,长时间处于在1.5%以下,与发达国家的差距较大。我国2016年环保投资占GDP比重仅1.24%,想要实现环境质量得到明显改善,我国的环保投资规模还远远不够。     从图中可以看出,日本在1975年环保投资达到高峰,为2.9%,英国在1990年达到2.45,德国在1991年达到2.8%,美国在2003年环保投资占GDP比重达到2.6的高峰。相较于发达国家,我国长期处于1.5%左右,这与我更与哦当前庞大的经济体量严重不符,而此次第八次全国生态环境保护大会上明确要构建生态文明体系,全面推动绿色发展,对于环保行业来说将带来巨大的机遇。     随着国家对于环保的重视,在“十三五”期间我国环保投资空间将是“十二五”期间的2倍。     从“十二五”初期的3100亿元到末期的5000亿元,整个“十二五”增幅达61.3%,在“十三五”的第一年,我环保投资空间为6200亿元,预计未来在“十三五”末期能达到1万亿的投资空间,可以说随着环保力度的加强以及人们环保意识的提高,未来环保也将有更大的投资空间。     环保行业整体估值降至15-20倍,处于历史最低水平     经数据统计整理发现,截止2017年末,A股的环保行业估值中枢降至15-20倍,达到历史最低水平。其中主要有两方面原因:     一是与A股整体市场相关联。市场中大多数环保上市公司集中在创业板,而创业板在去年相较于主板明显低迷;     二是PPP监管趋严。由于前期PPP过度扩张,导致管理缺失,监管层加强监管,愈趋于规范化。     环保个股表现分化显著,金圆股份、创业环保及旺能环境2017年涨幅超五成。     在2017全年中,环保行业个股表现不一,受到雄安新区影响的个股不在少数。其中金圆股份全年涨幅达到64.97%,居于环保行业涨幅首位,创业环保和旺能环境涨幅分别为61.82%和52.71%,而环保PPP中的明星企业东方园林涨幅也达到42.85%,相较于整个2017年的市场,可以说涨幅喜人。     而板块中的跌幅超过40%的亦有3家,其中三维丝全年下跌55.38%,云投生态下跌47.01%,龙源技术下跌41.43%。     从环保板块以及个股来看,2017年全年板块跌幅达3.36%,环保行业估值中枢下降到15-20倍,达到历史最低水平,这固然与全年的市场有着莫大的关系,但从根本上来说,主要还是由于环保行业的现状所决定。     环保产业未来空间将进一步扩大,板块有望迎来估值修复     据相关机构预测,未来几年我国环保行业产值将不断创新高,在2021年将达到9.41万亿元。  随着环保行业产值的不断增加,未来行业的利润空间也将达到前所未有的高度,相关上市公司将在接下来的环保大潮下获得充足的发展。     对于环保板块未来布局策略,中银国际证券表示,随着今年一系列环保政策逐步落地,京津冀及周边区域协同治理持续推进,雄安新区生态文明典范城市的建设,环保板块或迎来估值修复,水治理(黑臭水体)、环境监测、土壤修复与固废处理等高景气细分子行业仍具吸引力。     环保行情的启动市场早有预期,随着环保大会的召开以及传递出国家对于环保高度的重视,未来环保行业将获得更多的政策支持。加之,环保行业在2017年整体估值将为历史最低水平,环保相关概念股将迎来较大成长空间。

厂商

2018.05.24

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