使用TXRF光谱法监测污泥和废水

通过国际标准来定义用于确定水中溶解和颗粒元素（例如地面，新鲜，废物和饮用水）中溶解和颗粒元素的分析方法。总反射X射线荧光分析（TXRF）尚未获得废水监测的批准。

最近，研究人员解释了HG或AS，CD，CR，Ni，PB和废水中其他元素的定量分析程序，并将结果与​​ICP-OES/ MS数据进行了比较。本文详细介绍了如何将TXRF光谱法用于工业过程中的合成污泥和废水样品的微量元素分析。特别关注thallium分析，通常在使用ICP-OE时失败。

第一部分：废水样品

分析不同类型的合成废水，其中包含多个元素的0.5 mg/L约0.5 mg/L，已证明TXRF光谱的性能用于废水分析。

样品制备

在进行TXRF分析之前，准备了7种不同的合成废水样品。为了在石英样品载体上实现薄且同质的样品层，将100 µL聚乙烯醇添加到1 mL样品中。为了进行内部标准化，加入了10 µL的0.1 g/l标准溶液。完整均匀化后，将10 µL样品转移到硅石英玻璃样品载体中，并将​​样品真空干燥约10分钟。所有样品均准备了10次，并在S2 Picofox TXRF光谱仪使用Mo兴奋（50 kV，600 µA）的1000 s。

根据方程式执行检测极限的计算：

在哪里_我- 元素i，c的检测下限_我- 元素i，n的浓度_我是荧光的区域，n_BG是背景区域。

根据美国环境保护局（EPA）的计算方法确定方法检测限，40CFR第136部分，附录B，修订版1。

结果

基于行业和国家的废水中，最大污染物水平（MCL）有很大差异。图1和2显示了以红色棒形式的几个不同德国行业的法律局限性。一个例子是，陶瓷生产中CR和NI的MCL设置为0.1 mg/L，但在钢铁行业中为0.5 mg/l。在印刷行业中，1 mg/L和Ni值的CR值为2 mg/L的值在所需的限制之内。

图1。七个不同合成废水样品（彩色点）的TXRF测量的检测极限。红色条表示不同德国行业的法律限制。

图2。七个不同合成废水样品（彩色点）的TXRF测量的方法检测极限。红色条表示不同德国行业的法律限制。

如图1所示，对于不同的元素（Ti，Va，Cr，Mn，Fe，Co，ni，cu，Zn，as，se，sr，hf，ta，ir和bi），TXRF提供了较少的检测限大于10 µg/l，具有完全恢复率+/- 10％。基于30％的US-EPA的可接受范围（图3中的蓝色区域），也可以准确量化BA，TL和PB等元素。在合成废水中，TL和PB的检测极限在2 µg/l范围内。

图3。特定元素的TXRF测量的回收率。红线显示+/- 10％的偏差范围，根据US-EPA，灰色区域显示+/- 30％。

使用硫脲处理后，可以在固定后达到汞的检测极限（不包括详细信息）。仅一个样品具有W（LLD：2µg/L），尽管这些细节也未显示。结果表明，通过TXRF测量达到的检测限量比大多数国家的合法废水限制要小得多。

因此，TXRF适合快速研究所有考虑的元素。即使对于US-EPA的更严格的方法检测限制，也可以检测和量化浓度限制的大多数元素，远低于这些限制（图2）。

还使用TXRF在法律限制的浓度范围内测量了元素AG，CD，IN，SN，SB和TE。这可以快速检查任何废水样品。如果有积极的指示，则需要采用富集程序来进行高度准确和敏感的定量。

第二部分：特殊主题 - TL分析

每年主要在俄罗斯，中国和哈萨克斯坦，都会生产约10吨thallium（TI）。通过废物燃烧，TL可以排放到地表水中。TL具有一定的毒性，致死剂量为每公斤体重10毫克。因此，德国废水条例指定了50 µg/l范围内的最大允许值。目前，使用ICP-OES或AAS确定TL。但是，这样的数据主要是不可靠的。

将TXRF应用于测量五个废水样品，高基质含量为1％。用0.5 mol硝酸稀释1：3，测量时间为2000 s，使用PT作为内标，并在40°C下对石英载体进行样品干燥，最佳重复性TXRF测量已实现。将获得的TXRF结果与ICP-OES和ICP-MS数据进行了比较。

结果

观察到所有废水样品中的TL浓度均小于100 µg/l。在具有高基质含量的废水中，最低检测极限计算为29 µg/l。低基质含量的样品LOD优于4 µg/L。

如图4所示，TXRF值与ICP -MS结果以及各种AAS测量值（未显示）非常吻合。值得注意的是，来自两个独立实验室的ICP-OES测量失败了，回收率通常仅在40％至0％之间。

图4。循环测试以测定不同废水样品中TL浓度

结论

废水分析的结果表明了如何TXRF测量成功地用于废水的多元素分析。短暂而简单的样品准备程序后，可以直接量化大多数元素。标准检测限制远低于大多数法律限制。

从TI分析的结果来看，已经证明，与ICP-OE相比，TXRF对于检测废水中的TL痕迹更可靠和一致。检测限量大大低于大多数调节限制。总过程时间以及任何ICO或AAS测量TL的样品制备和校准通常超过1小时。即使TXRF测量需要更多的时间（超过10分钟），但总过程时间较短，范围为20-40分钟。

此信息已从Bruker Nano Analytics提供的材料中采购，审查和改编。亚博网站下载

有关此消息来源的更多信息，请访问Bruker Nano Analytics。