1.引言

隨著垃圾分類的實施、人們生活水平的不斷提高，我國廚余垃圾的產(chǎn)生量迅速增加。廚余垃圾經(jīng)過分類后單獨進(jìn)行堆肥處理，與分類前的混合垃圾作為堆肥原料相比，隨著堆肥原料發(fā)生改變，垃圾堆肥產(chǎn)品中鉛、鎘、鉻的含量也會發(fā)生變化，其檢測分析方法也將隨之發(fā)生變化。

垃圾好氧堆肥法是在強制通風(fēng)的情況下，使好氧微生物在充足的有氧環(huán)境中快速分解有機物，使之成為具有良好穩(wěn)定性的腐殖土狀的有機肥料，使垃圾實現(xiàn)從自然界來，又回歸自然界的良性循環(huán)，是經(jīng)濟(jì)有效處理和消納城市垃圾的重要途徑。生活垃圾堆肥無害化程度較高，減量化效果較為明顯，但其在補充作物生長必需營養(yǎng)元素的同時，不可避免地將一些有毒有害物質(zhì)，如重金屬帶入土壤中。重金屬與其他許多污染物不同，在土壤中一般不易隨水移動，不能被微生物分解，常在土壤中積累，甚至轉(zhuǎn)化為毒性更強的化合物。因此，測定垃圾堆肥中的重金屬含量是非常必要的。

NY/T525—2021《有機肥料》中規(guī)定鉛、鎘、鉻按照NY/T1978—2022《肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻、鎳含量的測定》進(jìn)行檢測。在該標(biāo)準(zhǔn)方法中，分別給出了原子吸收分光光度法（FAAS）和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP－OES）的測定方法。FAAS具有干擾少、選擇性強、成本低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于重金屬元素的檢測中；ICP-OES測定金屬元素時，因其具有檢出限低、檢測速度快、濃度范圍寬、精密度和準(zhǔn)確度高的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境樣品分析中。

本文主要以兩座處理設(shè)施的堆肥樣品為基礎(chǔ)，依據(jù)NY/T1978—2022《肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻、鎳含量的測定》標(biāo)準(zhǔn)，采用微波消解法對堆肥樣品進(jìn)行前處理，分別使用FAAS和ICP－OES對堆肥樣品中的鉛、鎘、鉻進(jìn)行測定，系統(tǒng)考察了使用兩種方法測定堆肥樣品中鉛、鎘、鉻的差異性，通過對測定的精密度、準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收率進(jìn)行分析，檢驗兩種方法能否滿足堆肥中重金屬元素檢測工作的需要。

2.試劑與儀器

2.1試劑與材料

鹽酸（優(yōu)級純）、硝酸（優(yōu)級純）、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.2儀器

電子天平；高通量密閉微波消解儀；電熱板；原子吸收分光光度計；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（上海美析儀器有限公司）。兩種方法的儀器工作參數(shù)見表1。

3.試驗部分

3.1樣品采集

本研究選取了北京市的兩座垃圾堆肥處理設(shè)施采集樣品，兩座不同的處理設(shè)施分別用設(shè)施A、設(shè)施B表示。在車間內(nèi)用網(wǎng)格法采集堆肥樣品后，把堆肥樣品攪拌均勻堆成圓形，將其十字四等分，然后隨機舍棄對角的兩份，余下部分重復(fù)進(jìn)行前述步驟并分為四等分，舍棄50%［4］。進(jìn)行多次縮分，直至堆肥樣品量縮分至20kg左右。

3.2試驗溶液制備

3.2.1試樣的制備

取風(fēng)干的堆肥樣品充分混勻后，按四分法經(jīng)多次縮分取出約100g，粉碎至全部通過1mm孔徑尼龍篩，置于潔凈、干燥的容器中。

3.2.2試樣溶液的制備

準(zhǔn)確稱取試樣0.2g（精確至0.1mg），將其置于消解罐中，用少量水潤濕后加入6mL硝酸、2mL鹽酸、2mL氫氟酸，根據(jù)反應(yīng)劇烈程度，放置一定時間后，進(jìn)行樣品消解。消解程序分別為：第一階段120℃保持3min；第二階段160℃保持3min；第三階段190℃保持25min。消解結(jié)束后，用少量水沖洗消解罐內(nèi)壁，合并至容量瓶中定容。試樣定容后，靜置一夜取上清液待測。

3.3工作曲線的繪制

3.3.1FAAS工作曲線的制備

將Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋為50μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別吸取該標(biāo)準(zhǔn)溶液0，1.00，2.00，4.00，8.00，10.00mL于100mL容量瓶中，加入4mL鹽酸，用水定容，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液Pb的質(zhì)量濃度分別為0，1.00，2.00，4.00，8.00，10.00μg/mL。

將Cd標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋為10μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別吸取該標(biāo)準(zhǔn)溶液0，1.00，2.00，4.00，8.00，16.00mL于100mL容量瓶中，加入4mL鹽酸，用水定容，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液Cd的質(zhì)量濃度分別為0，0.10，0.20，0.40，0.80，1.60μg/mL。

將Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋為50μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別吸取該標(biāo)準(zhǔn)溶液0，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL于100mL容量瓶中，加入4mL鹽酸，用水定容，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液Cr的質(zhì)量濃度分別為0，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00μg/mL。

3.3.2ICP－OES工作曲線的制備

將Pb，Cd，Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液分別稀釋為50，20，20μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別吸取Pb，Cd，Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液0，1.00，2.00，4.00，8.00，10.00mL于100mL容量瓶中，加入5mL鹽酸，用水定容，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液Pb的質(zhì)量濃度分別為0，0.50，1.00，2.00，4.00，5.00μg/mL，Cd的質(zhì)量濃度分別為0，0.20，0.40，0.80，1.60，2.00μg/mL，Cr的質(zhì)量濃度分別為0，0.20，0.40，0.80，1.60，2.00μg/mL。

4.結(jié)果與分析

4.1兩種方法測定垃圾堆肥Pb，Cd，Cr檢測結(jié)果

采用FAAS和ICP－OES的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表2。

針對兩座處理設(shè)施的垃圾堆肥樣品，分別采用兩種方法測定Pb，Cd，Cr。

兩種方法測定垃圾堆肥Pb的檢測結(jié)果見表3。

兩種方法測定垃圾堆肥Cd的檢測結(jié)果見表4。

兩種方法測定垃圾堆肥Cr的檢測結(jié)果見表5。

由表3～5可知，對于兩座處理設(shè)施的垃圾堆肥樣品，使用FAAS和ICP－OES測定Pb，Cd，Cr的比對結(jié)果滿意，滿足標(biāo)準(zhǔn)NY/T1978—2022中表6規(guī)定的平行樣檢測結(jié)果的相對相差要求。

Pb，Cd，Cr平行測定結(jié)果的相對相差要求見表6。

4.2兩種方法測定垃圾堆肥Pb，Cd，Cr重復(fù)性分析

對于設(shè)施A的堆肥樣品，采用FAAS和ICP－OES兩種方法，測定樣品的Pb，Cd，Cr3種金屬元素，每種元素每種方法重復(fù)測定6次。

兩種方法測定垃圾堆肥中Pb的重復(fù)性見表7。

兩種方法測定垃圾堆肥中Cd的重復(fù)性見表8。

兩種方法測定垃圾堆肥中Cr的重復(fù)性見表9。

由表7～9可知，對于兩座處理設(shè)施的垃圾堆肥樣品，使用FAAS和ICP－OES測定Pb，Cd，Cr的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5％，重復(fù)性滿足分析要求。

4.3兩種方法測定Pb，Cd，Cr標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度分析

針對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NST－1，采用FAAS和ICP-OES兩種方法進(jìn)行了Pb，Cd，Cr的測定，測定結(jié)果見表10。

由表10可知，對于編號為NST－1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用FAAS和ICP－OES測定Pb，Cd，Cr，測定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值要求范圍內(nèi)。

4.4兩種方法測定Pb，Cd，Cr的加標(biāo)回收試驗分析

針對設(shè)施A的垃圾堆肥樣品，采用FAAS和ICP－OES進(jìn)行了Pb，Cd，Cr加標(biāo)回收試驗。參照垃堆肥樣品中檢測結(jié)果的濃度范圍，基于不同方法相同的濃度值加入對應(yīng)的標(biāo)樣，探究其回收率，具體結(jié)果見表11。

通過表11可以看出，針對兩座處理設(shè)施垃圾堆肥樣品的Pb，Cd，Cr含量分析，采用FAAS和ICP－OES，選用相同濃度加標(biāo)時Pb，Cd，Cr的加標(biāo)回收率均沒有顯著性差異，均大于90％，滿足加標(biāo)回收率試驗要求。兩種檢測方法均具有良好的加標(biāo)回收率。

5.結(jié)論

（1）采用FAAS和ICP－OES對垃圾分類后堆肥樣品中Pb，Cd，Cr的測定結(jié)果顯示，兩種方法的測定結(jié)果一致，均可進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析，具有較好的準(zhǔn)確性。針對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用兩種方法測定Pb，Cd，Cr，其檢測結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。

（2）試驗結(jié)果顯示，FAAS測定垃圾堆肥樣品的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.29％～2.56％；ICP－OES的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.83％～4.10％；兩種檢測方法對堆肥中Pb，Cd，Cr的測定均具有良好的重復(fù)性。

（3）FAAS簡便快捷，儀器耗材成本低，對于待測垃圾堆肥樣品需要進(jìn)行測定單一元素、樣品數(shù)量較少的檢測工作，該方法更為適用。ICP－OES可同時測定多種元素，工作效率高，準(zhǔn)確度高，對于待測垃圾堆肥樣品需要測定多種金屬元素的檢測工作，該方法更為適用。

文章來源：[1]張旭,劉欣艷,任曉靈,等.兩種方法測定垃圾堆肥鉛鎘鉻的對比分析[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì),2024,44(10):75-79.