危险废物无机元素的检测，应该如何选择检测分析设备？

根据危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别，生活垃圾填埋污染控制标准、危险废物焚烧污染控制标准、危险废物填埋污染控制标准等一系列危险废物有害元素限制的国家标准的相继出台，固废中的无机元素的检测变得越来越重要；面对市面上多种技术和检测设备，固废处理企业应当如何进行仪器选型？本文通过对几项标准的解读，和主流技术仪器的对比，为用户提供一定的参考。

表 1危险废物中无机危害成分及分析方法

       从上表中可以看出，如果想解决固体废物和危险废物中所有的无机金属元素检测，最理想的情况是将上述六种方法对应的设备都配齐，并且有相匹配的技术人员人数。但现实并没有这么理想，目前在整个危险废物经营行业中能够具备这样实力的单位很少。大多数的企业从资金到人员的配备上都很难满足6种大型仪器全部配齐的理想要求；基本上该行业的用户希望能够配置1-2种仪器，来满足目前的样品检测需求；更理想的情况是，在这两三种仪器的基础上，还能够通过简单的增补配置和前处理等方式，继续满足未来可能扩展的潜在检测需求。既然财力和人力都有限，那么应该如何选择配置仪器设备来最大程度上满足现有的和未来的检测需求呢？我们通过对六种分析仪器及方法的优缺点的比较，来确定如何选择合适的仪器组合。
       电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）虽然能够使得实验室顿时“高大上”起来，但实际在元素分析中是它却是一把“双刃剑”，优点鲜明——具有检出限低、样品通量大、可进行同位素分析等优点，同时劣势也很明显：仪器本身购买的价格很高，仪器维护麻烦，成本高，样品前处理要求苛刻，从试剂选择到操作到人员技术能力再到实验室环境都有非常高的要求。浓度较高的样品，需要多次的稀释，误差会非常的大。目前国内固体废物、危险废物处理行业还处于起步发展阶段，技术人员和技术能力储备能力以及购置仪器的资金均有限，所以大部分企业几乎不一会配置ICP-MS。
       原子吸收分光光度法（AAS）作为经典的元素分析方法，在单元素分析时有一定的优势，。例如火焰法分析速度快，精密度好，石墨炉法检出限低，可以直接固体或悬浮液进样等。但受限于元素灯一次只能分析一个元素，多元素检测时分析效率将大大降低。并且火焰法由于原子化温度不高，同时检出限相对于其他方法高，一般为mg/L（mg/kg）~百分含量，难以满足部分元素的检测需求。石墨炉法由于单个元素分析时间长（每个数据每个元素约4分钟）、数据结果精密度较差（1~5%）、线性动态范围小（102），制约了该技术的推广，目前只在个别元素分析上有一定的优势。固体废物和危险废物处理行业需要筛查大量样品，鉴别的元素种类较多，而大样品量多元素同时分析恰好是原子吸收分光光度法劣势，所以不建议配置原子吸收分光光度计为实验室常规分析仪器。
       原子荧光分光光度法（AFS）是目前分析砷、汞等重金属元素最理想的方法，但除了这几种重金属元素以外的元素分析，原子荧光分光光度法就显得无能为力。所以原子荧光分光光度计可以作为砷、汞等重金属元素的专用仪器进行配置。
       电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES），采用高温等离子体作为原子化器，不需要元素灯，可真正实现多元素同时测定。目前主流市场上的ICP-OES又可分为顺序扫描型（又叫单道扫描型）和全谱直读型。顺序扫描型（单道扫描型）ICP-OES存在运动部件，即步进电机；分析时需要针对所选择的元素谱线一个一个分析，整体分析速度较慢，通常为5~8个元素/分钟；信号和背景（或者干扰）不是在同一时刻采集的，测量准确性较差，另外因为检测使得时间长，导致整个分析过程中氩气的消耗量较高，这对于实验室来说，是一笔不小的开支；   
       如果采用顺序扫描型ICP-OES进行危险废物行业多元素分析，必然存在以下几个问题：
1. 操作繁琐，整个检测过程需要先测量标液、再测量样品、再测量标液，非常浪费时间。
2. 单道扫描需要依次读取每一个波长的数据，测量时间跟测量波长数量有关，多个元素的测量会需要大量的时间，工作效率低。
3. 危险废物行业的样品往往需要选择多个波长的测量结果进行分析，以确定一个不受干扰的波长作为测量波长，不同基质的样品最优的波长都不一样，因此每批样品都需要进行最优波长确认，耗时耗钱。
4. 危险废物行业往往需要筛查大量样品，如果一个样品检测时间多一倍，那么对于几十上百的样品，检测时间上的差距就更大了。不仅浪费水浪费氩气，而且还会严重影响效率。
       全谱直读型ICP-OES采用中阶梯光栅分光系统，具有高分辨率和色散率，无运动部件，多元素多波长同时分析时只需1~2分钟，其检测速度、重复性、稳定性都有很大的提高。
       相对于原子吸收分光光度法和紫外可见分光光度法，多元素快速测量才是ICP-OES真正的优势所在。单道扫描型ICP-OES的缺点在于操作繁琐，时间长，对于快速多元素测量影响特别大，因此全谱直读型ICP-OES仪器更适合危险废物鉴别的应用。
       分光光度法检测六价铬具有其他方法不具备的优势，检出限比火焰原子吸收低（检测范围0.004mg/L~1.00mg/L），采购、运行和维护成本比石墨炉原子吸收法、电感耦合等离子体发射光谱法低（不需要消耗石墨管和氩气）。
       综上所述，在固体废物和危险废物处理行业应用中，大量样品筛查和多元素鉴别时电感耦合等离子体发射光谱仪应作为第一选择仪器，原子吸收分光光度计可以作为第二次能力补充或提升时进行配置。而原子荧光分光光度计和紫外可见分光光度计作为砷、汞等重金属元素和六价铬分析的专用仪器配置。
       当然，以上只是我们通过分析推荐测检测配置，如果有些固废处理企业存在某些特殊元素或者资金实力雄厚的情况，大可以根据自己的喜好和侧重来选择仪器配置。