ICS13.030.10

CCSZ71

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CACEXXXX—XXXX

粉煤灰重金屬元素最大浸出量測定方法

Methodfordeterminationofthemaximumleachingcontentofheavymetalinflyash

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CACEXXXX—XXXX

粉煤灰重金屬元素最大浸出量測定方法

1范圍

本文件描述了粉煤灰中重金屬元素最大浸出量的測定方法，內(nèi)容包括術(shù)語和定義、方法原理、試劑

和材料、儀器設(shè)備、樣品制備、試驗(yàn)步驟、最大浸出量計(jì)算、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、報(bào)告。

本文件適用于粉煤灰重金屬元素最大浸出量的測定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

HJ/T20工業(yè)固體廢物采樣制樣技術(shù)規(guī)范

GB／T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法

3術(shù)語和定義

HJ557-2010界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

浸出leaching

可溶性的組分溶解后，從固相進(jìn)入液相的過程。

[來源：HJ557-2010,3.1]

3.1.1

最大浸出量themaximumleachingcontent

規(guī)定浸提條件下，單位質(zhì)量粉煤灰浸出的重金屬元素質(zhì)量。

注1：單位為ug/g。

4方法原理

以特定水溶液為浸提劑，模擬粉煤灰在不同場合的浸出過程，用元素分析儀器測定不同浸提時(shí)間的

浸出液中重金屬元素濃度，確定最大浸出濃度，計(jì)算重金屬元素的最大浸出量。

5試劑和材料

水：GB／T6682，二級(jí)。

濃硝酸：優(yōu)級(jí)純。

無水氯化鈣：化學(xué)純，粒裝。

變色硅膠：工業(yè)品。

6儀器設(shè)備

ICP-OES/ICP-MS或其他等同功能元素分析儀器

6.1.1ICP-OES：檢出限應(yīng)達(dá)到或優(yōu)于ppm水平，應(yīng)滿足國家計(jì)量校準(zhǔn)要求。

6.1.2ICP-MS：檢出限應(yīng)達(dá)到或優(yōu)于ppb水平，應(yīng)滿足國家計(jì)量校準(zhǔn)要求。

攪拌設(shè)備

6.2.1磁力攪拌器：轉(zhuǎn)速達(dá)到250±50rpm。

1

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6.2.2磁力轉(zhuǎn)子：大小與浸提瓶相匹配。

浸提瓶

500mL塑料瓶，高徑比2.2。使用前用25%硝酸浸泡24小時(shí)，純水沖洗不少于3次后晾干備用。

量筒

塑料材質(zhì)，100mL、250mL或其它合適體積。使用前用25%硝酸浸泡24小時(shí)，純水沖洗不少于3次后

晾干備用。

移液槍

可準(zhǔn)確移取5mL液體、漿狀物。

過濾裝置

加壓過濾裝置或真空抽濾裝置，對(duì)難過濾樣品可采用離心分離裝置。

0.45μm微孔濾膜。

篩

涂Teflon的篩網(wǎng)，100目(孔徑150μm)。

空氣干燥箱

溫度不低于120℃。

分析天平

精度不低于0.001g。

干燥器

內(nèi)裝變色硅膠或粒狀無水氯化鈣等干燥劑。

7樣品制備

參照HJ/T20，通過縮分得到不少于測試用量10倍的粉煤灰樣品，過100目篩后取篩下物于115℃～

120℃烘干4小時(shí)，存放于干燥器中，備用。

8試驗(yàn)步驟

浸提劑制備

將試劑和水按照一定比例混合，得到與不同場合浸提環(huán)境對(duì)對(duì)應(yīng)的浸提劑。

浸出

8.2.1稱取第7章所得粉煤灰樣品10g（準(zhǔn)確至0.001g），記錄為m，置于浸提瓶中，按液固比20：

1（mL/g）計(jì)算所需浸提劑體積V，量取浸提劑加入浸提瓶中。

8.2.2在232℃下，放入磁力轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速調(diào)整至250±50rpm，攪拌至液面無懸浮粉煤灰后，開始計(jì)

算浸出時(shí)間t。在不同浸出時(shí)間，用移液槍吸取中段5mL漿狀物，過濾，立刻按8.3測定濾液中重金

屬元素濃度Ct。

注1：t宜為1.5min、15min、150min、1500min、15000min、......。

注2：取樣時(shí)除考慮t呈數(shù)量級(jí)變化，中間宜適當(dāng)添加取樣點(diǎn)；采樣停止時(shí)間宜由待測重金屬元素浸出濃度是否達(dá)到

最大值決定。

重金屬元素濃度測定

以元素分析儀器，按照不同重金屬元素的分析方法要求測定Ct，單位為皮克每毫升（pg/mL）。

2

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9最大浸出量計(jì)算

粉煤灰的重金屬元素最大浸出量CL按公式（1）計(jì)算：

?3

CV10

C=f（1）

Lm..............................................

式中：

Cf--浸出液中重金屬元素最大濃度，單位為皮克每毫升（pg/mL）；

m--粉煤灰質(zhì)量，單位為克（g）；

V--浸出液體積，單位為毫升（mL）；

CL--粉煤灰的重金屬元素最大浸出量，單位為微克每克（μg/g）。

根據(jù)浸出液中重金屬元素濃度隨浸出時(shí)間的變化趨勢，判斷重金屬元素浸出行為屬于正常浸出、

快浸出或慢浸出（見附錄A）。

浸出液中重金屬元素最大濃度Cf取值：

9.3.1正常浸出時(shí)，取浸出平衡時(shí)對(duì)應(yīng)的濃度為Cf;

9.3.2快浸出和慢浸出時(shí)，取規(guī)定浸提時(shí)間內(nèi)Ct中的最大值為Cf。

10質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

每做20個(gè)樣品或每批樣品（樣品量少于20個(gè)時(shí)）至少做一個(gè)浸出空白。

每10個(gè)樣品至少做一個(gè)平行雙樣。

11報(bào)告

報(bào)告應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容（見附錄B）：

a)樣品標(biāo)識(shí)；

b)測定方法；

c)測定結(jié)果；

d)測定中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象；

e)測定日期。

3

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A

A

附錄A

（資料性）

粉煤灰重金屬元素三類浸出行為

在一定浸出時(shí)間內(nèi)，選擇至少5個(gè)呈數(shù)量級(jí)變化的時(shí)間點(diǎn)取樣，根據(jù)粉煤灰浸出液中重金屬元素濃

度Ct隨浸出時(shí)間t的變化趨勢，將粉煤灰重金屬元素的浸出行為分為三類：

正常浸出：Ct隨t先緩慢增加，后快速增加，而后達(dá)到平衡或呈現(xiàn)達(dá)到平衡的趨勢。

快浸出：Ct在前3個(gè)取樣點(diǎn)即出現(xiàn)最大值。

慢浸出：所有取樣點(diǎn)重金屬元素均未檢出、Ct可檢出但一直保持在極低水平或Ct隨t緩慢增加且未出

現(xiàn)快速增加的拐點(diǎn)。

4

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B

B

附錄B

（資料性）

粉煤灰重金屬元素最大浸出量測定報(bào)告示例

B.1基本信息

樣品標(biāo)識(shí)：粉煤灰1。

測定日期：2023年11月16日至11月30日。

浸提條件：23℃，樣品質(zhì)量10.000g，高徑比為2.2的塑料浸提瓶，浸提液為pH為3.20±0.05的水

溶液，液固比20:1,轉(zhuǎn)速250rpm，取樣量5mL。

取樣時(shí)間：1.5min、15min、150min、1220min、1500min、2940min、4380min、8700min、

11580min、13020min。

儀器：ICP-MS。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：無異常。

B.2粉煤灰1中重金屬元素浸出濃度

按照8.2得到浸出液，濾液按照8.3測定其中的六種元素濃度，選列5個(gè)時(shí)間點(diǎn)（見表B.1）。根據(jù)浸

出液中元素濃度隨浸出時(shí)間的變化趨勢，判斷粉煤灰1中Cr元素浸出行為屬于正常浸出、Se元素浸出行

為屬于快浸出、其余4種元素浸出行為屬于慢浸出

表B.1粉煤灰1中Cr、Mn、Cu、Zn、Se、Cd等6種元素在不同浸出時(shí)間（選列）的浸出濃度

元素濃度/(pg/mL)1.5min15min150min11580min13020min

Cr108.75138.96182.66303.31303.69

Mn未檢出未檢出0.080.040.11

Cu未檢出未檢出未檢出未檢出未檢出

Zn未檢出未檢出0.250.171.29

Se21.6722.8725.7713.8117.08

Cd0.150.160.180.210.21

B.3粉煤灰1中重金屬元素最大浸出量及浸出率

六種元素的Cf值按照9.3取值（見表B.2第二列），根據(jù)公式（1）計(jì)算得到最大浸出量CL（見表B.2

第三列）；浸出率為最大浸出量占粉煤灰本體元素含量的百分比（見表B.2第五列）。

表B.2粉煤灰1中重金屬元素Cr、Mn、Cu、Zn、Se、Cd元素的最大浸出量及浸出率

元素Cf（pg/mL)CL/（μg/g）粉煤灰本體含量（μg/g）浸出率

Cr303.696.0795.886.33%

Mn0.112.16x10-3454.84.74x10-4%

Cu未檢出未檢出49.37未檢出

Zn1.290.03150.20.02%

Se25.770.521.1843.69%

Cd0.214.20x10-30.460.91%

5

中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

《粉煤灰重金屬元素最大浸出量測定方法》

編制說明

（征求意見稿）

北京低碳清潔能源研究院

2024年05月

1

一工作簡況

1任務(wù)來源

本項(xiàng)目基于國家能源集團(tuán)粉煤灰的產(chǎn)量大、其資源化利用和處置問題亟待解決的現(xiàn)狀，由北京低碳清潔

能源研究院（以下簡稱“低碳院”）向中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)申請(qǐng)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。根據(jù)中循協(xié)發(fā)[2022]226號(hào)發(fā)布的關(guān)

于《粉煤灰重金屬元素最大浸出量測定方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的通知，由低碳院等單位負(fù)責(zé)制定。

2主要工作過程

低碳院負(fù)責(zé)牽頭，成立了工作組，由卓錦德博士任組長，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的總技術(shù)編制與編輯；由馬琳鴿博

士任副組長，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編制相關(guān)的行政工作及負(fù)責(zé)在低碳院立項(xiàng)并作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。表1是各參編單位及

參編人員的分工。

標(biāo)準(zhǔn)編制工作組的主要工作過程如下：

1)2022.11.21北京低碳清潔能源研究院向中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)提交立項(xiàng)申請(qǐng)；

2)2022.11.24中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)召開專家立項(xiàng)審查會(huì)，北京；

3)2022.12.02中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)下達(dá)立項(xiàng)通知；

4)2023.02.01北京低碳清潔能源研究院成立標(biāo)準(zhǔn)編制組；

5)2023.02.06項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)；

6)2023.06-2023.12完成a）初步浸提參數(shù)的討論及確定；b）按照初步浸提參數(shù)開展浸提試驗(yàn)；c）調(diào)

整浸提參數(shù)后進(jìn)行浸提；4）進(jìn)行不同方法間的比對(duì)。

7)2024.01-2024.04編寫草案和編制說明。

8)2024.05.09中期評(píng)審

表1標(biāo)準(zhǔn)編制任務(wù)分工負(fù)責(zé)人與參編負(fù)責(zé)單位名錄

參與單位人員標(biāo)準(zhǔn)編制工作

卓錦德負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)、規(guī)劃與總編制

負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容總編制與編輯

馬琳鴿以及牽頭單位自籌經(jīng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)編制

國家能源集團(tuán)-低碳院（7）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

趙帥、蔣智慧、孔德婷、馬寧樣品制備及ICP-MS測試

劉聰云標(biāo)準(zhǔn)編制

寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司（1）蘇萬里原料提供及標(biāo)準(zhǔn)編制

中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所

武宏香、李艷秋、徐勤超、喬巖試驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)編制

（4）

國家能源集團(tuán)（1）王樹民標(biāo)準(zhǔn)編制建議

標(biāo)準(zhǔn)編制建議歷史數(shù)據(jù)共享及實(shí)

中國科學(xué)院過程工程研究所（4）馬淑花、王曉輝、歐彥君、惠賀龍

驗(yàn)室間數(shù)據(jù)比對(duì)

2

二標(biāo)準(zhǔn)編制原則、標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)和主要內(nèi)容

1標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起

草和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)進(jìn)行編制的。制定本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)充分考慮到滿足我國的技術(shù)發(fā)展和市場需要，充分體

現(xiàn)行業(yè)進(jìn)步和發(fā)展趨勢，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)水平提升。

制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)盡可能地做到簡化、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、優(yōu)化；既要考慮其先進(jìn)性，也要考慮到實(shí)用性、可行性；

既要符合國內(nèi)外發(fā)展的需要，也要結(jié)合國內(nèi)目前的實(shí)際狀況。

2標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)和主要內(nèi)容

煤一般含有重金屬元素，而煤經(jīng)過燃燒或氣化工藝，會(huì)產(chǎn)生重金屬元素富集現(xiàn)象，殘留在燃煤或氣化

的灰渣里。由于不同煤源的重金屬元素含量不同、同種煤源燃燒工藝或工況不同，燃煤發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰

中重金屬元素含量也不同。粉煤灰顆粒的礦物組成和結(jié)構(gòu)、比表面積（粒度）、不同重金屬元素的可浸出

性、浸提液性質(zhì)（如pH值及溶解度）、浸出溫度、浸出時(shí)間等均會(huì)對(duì)重金屬元素的浸出量產(chǎn)生影響。粉

煤灰本體中的重金屬元素含量與浸出液的重金屬元素含量不盡相同。因此，在評(píng)估粉煤灰中重金屬元素對(duì)

應(yīng)用環(huán)境造成的風(fēng)險(xiǎn)和影響時(shí)，應(yīng)在該應(yīng)用條件下，以最大（飽和）浸出量進(jìn)行評(píng)估，相比本體的重金屬

含量而言更為科學(xué)。另外，由于浸出速率不同和在浸提液中的溶解度不同，經(jīng)過相同的浸出時(shí)間，各重金

屬元素的浸出程度不同。其中，達(dá)到最大浸出量的元素，能夠依據(jù)結(jié)果有效評(píng)估環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；而未達(dá)到最大

浸出量的元素，若依據(jù)目前許多標(biāo)準(zhǔn)普遍采用的某設(shè)定時(shí)間下的浸出量評(píng)價(jià)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，將會(huì)出現(xiàn)低估的現(xiàn)

象。因此，有必要通過研究不同重金屬元素的浸出行為，確定其最大浸出量的測定方法，從而提供更準(zhǔn)確

的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估依據(jù)。

現(xiàn)有的檢測標(biāo)準(zhǔn)均以固定浸出時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，例如標(biāo)準(zhǔn)GB18599《一般工業(yè)固體廢物貯存與填埋污

染控制標(biāo)準(zhǔn)》采用HJ557-2010《固體廢物浸出毒性浸出方法水平振蕩法》模擬中性環(huán)境（pH值7.0），

使用固定的16小時(shí)浸出時(shí)間，未考慮不同重金屬元素浸出速率的差異可能導(dǎo)致的某些元素未能達(dá)到浸出飽

和的情況。GB15618《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》則采用不同的重金屬元素測定方法，

每個(gè)測定方法的樣品制備或浸出時(shí)間也不相同，更難確定是否符合應(yīng)用條件下以最大浸出量進(jìn)行對(duì)比?？?/p>

見，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)采用本體或相同浸出時(shí)間的重金屬元素含量檢測，是無法體現(xiàn)其不同浸出行為下的最大浸出

量對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的影響。因此，有必要建立一套科學(xué)、合理且可操作的粉煤灰中重金屬元素最大浸出量

的測定方法，描述粉煤灰中不同重金屬元素的浸出行為，進(jìn)而計(jì)算出最大浸出量，并以最大浸出量，而不

3

是相同浸出時(shí)間的浸出量，進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，此方法也可為其它煤基固廢重金屬元素浸出行為的環(huán)境

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供指導(dǎo)。

在特定環(huán)境的浸出條件下，固體與浸提液均勻混合后，浸泡在浸提液里，固體中重金屬元素從固體顆

粒中浸出的現(xiàn)象，假設(shè)浸出的重金屬元素不受存在浸出液中其他成分的干擾（例如表面固化、化學(xué)反應(yīng)、

沉淀等現(xiàn)象），一般以指數(shù)函數(shù)描述[1]，見公式（1）和圖1：

-kt

Ct=Cf(1-e)（1）

式中：

t--浸出時(shí)間；

Ct--浸出時(shí)間為t時(shí)浸出液中重金屬元素濃度；

k--浸出速率常數(shù)；

Cf--浸出液中重金屬元素最大濃度。

圖1浸出濃度Ct與浸出時(shí)間t的關(guān)系示意圖

在一定浸出時(shí)間內(nèi)，選擇至少5個(gè)呈數(shù)量級(jí)變化的時(shí)間點(diǎn)取樣，根據(jù)粉煤灰浸出液中重金屬元素濃度Ct

隨浸出時(shí)間t的變化趨勢，將粉煤灰重金屬元素的浸出行為分為三類（如圖2）。

正常浸出：Ct隨t先緩慢增加，后快速增加，而后達(dá)到平衡或呈現(xiàn)達(dá)到平衡的趨勢。

快浸出：Ct在前3個(gè)取樣點(diǎn)即出現(xiàn)最大值。

慢浸出：所有取樣點(diǎn)重金屬元素均未檢出、Ct可檢出但一直保持在極低水平或Ct隨t緩慢增加且未出現(xiàn)

快速增加的拐點(diǎn)。

4

圖2粉煤灰重金屬元素三類浸出行為

根據(jù)浸出液中重金屬元素濃度隨浸出時(shí)間的變化趨勢，判斷重金屬元素浸出行為屬于正常浸出、快浸出或

慢浸出；Cf取值后，按照公式（2）計(jì)算粉煤灰重金屬元素最大浸出量CL，單位為微克每克（μg/g）：

?3

CV10

C=f

Lm..............................................（2）

式中：

Cf--浸出液中最大重金屬元素濃度，單位為皮克每毫升（pg/mL）；

m--粉煤灰質(zhì)量，單位為克（g）；

V--浸出液體積，單位為毫升（mL）；

CL--粉煤灰的重金屬元素最大浸出量，單位為微克每克（μg/g）。

《粉煤灰重金屬元素最大浸出量測定方法》描述了粉煤灰中重金屬元素最大浸出量的測定方法，內(nèi)容包

括術(shù)語和定義、方法原理、試劑和材料、儀器設(shè)備、樣品制備、試驗(yàn)步驟、最大浸出量計(jì)算、質(zhì)量保證和質(zhì)

量控制、報(bào)告的要求，適用于粉煤灰重金屬元素最大浸出量的測定。標(biāo)準(zhǔn)起草工作開展后，主要查閱了國內(nèi)

外同類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)有關(guān)企業(yè)技術(shù)資料，進(jìn)行收集、整理和對(duì)比分析。

三、方法的建立及實(shí)驗(yàn)

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)定起草。

1粉煤灰樣品的采集與保存

1.1樣品的采集

按HJ/T20在粉煤灰產(chǎn)生地進(jìn)行采樣，取得測試樣品。

1.2樣品的保存

粉煤灰樣品存放區(qū)域應(yīng)無干擾；樣品均化、干燥后放置于干燥器中備用。

5

2方法概要

以特定水溶液為浸提劑，模擬粉煤灰在不同場合的浸出過程，用元素分析儀器測定不同浸提時(shí)間的浸

出液中重金屬元素濃度，確定最大浸出濃度，計(jì)算重金屬元素的最大浸出量。

3主要條款說明

3.1“1范圍”

本文件描述了粉煤灰中重金屬元素最大浸出量的測定方法，內(nèi)容包括術(shù)語和定義、方法原理、試劑和

材料、儀器設(shè)備、樣品制備、試驗(yàn)步驟、最大浸出量計(jì)算、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、報(bào)告。本文件適用于粉

煤灰重金屬元素最大浸出量的測定。

3.2“2規(guī)范性引用文件”

本文件主要引用了以下2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：

1)HJ/T20工業(yè)固體廢物采樣制樣技術(shù)規(guī)范

2)GB／T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法

3.3“3術(shù)語和定義”

3.3.1“3.1浸出leaching”

可溶性的組分溶解后，從固相進(jìn)入液相的過程。

[來源：HJ557-2010,3.1]

3.3.2“3.2最大浸出量themaximumleachingcontent”

規(guī)定浸提條件下，單位質(zhì)量粉煤灰浸出的重金屬元素質(zhì)量。

注1：單位為ug/g。

3.4“4方法原理”

以特定水溶液為浸提劑，模擬粉煤灰在不同場合的浸出過程，用元素分析儀器測定不同浸提時(shí)間的浸

出液中重金屬元素濃度，確定最大浸出濃度，計(jì)算重金屬元素的最大浸出量。

3.5“6儀器制備”

對(duì)元素分析儀器，提出了元素含量水平和國家計(jì)量校準(zhǔn)的要求。描述為：

6.1.1ICP-OES：檢出限應(yīng)達(dá)到或優(yōu)于ppm水平，應(yīng)滿足國家計(jì)量校準(zhǔn)要求。

6.1.2ICP-MS：檢出限應(yīng)達(dá)到或優(yōu)于ppb水平，應(yīng)滿足國家計(jì)量校準(zhǔn)要求。

3.6“7樣品制備”

在浸出試驗(yàn)中，樣品粒度越細(xì)，比表面積越高，浸出量可能越大。本標(biāo)準(zhǔn)制定團(tuán)隊(duì)前期對(duì)5個(gè)粉煤灰樣

品的測定結(jié)果顯示，粉煤灰中粒度大于150μm的顆粒，其重金屬含量占總量不足2%，因此本標(biāo)準(zhǔn)采用用樣

6

品中粒徑更小、重金屬含量可能更高的部分代替整體，用粒度小于150μm（過100目篩）的粉煤灰進(jìn)行浸

提，以減少因粒度大導(dǎo)致浸出量小從而低估環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的可能。

因此本條款描述為“參照HJ/T20，通過縮分得到不少于測試用量10倍的粉煤灰樣品，過100目篩后

取篩下物于115℃～120℃烘干4小時(shí)，存放于干燥器中，備用。”

3.7粉煤灰本體元素含量測定

為了計(jì)算粉煤灰中重金屬元素的浸出量，先測定本體元素含量。

3.7.1樣品前處理

稱取0.05g樣品（準(zhǔn)確至0.0001g）置于50mL微波消解管中，加入6mL硝酸、2mL鹽酸、1mL氫

氟酸和0.5mL高氯酸后進(jìn)行微波消解。消解功率3KW，消解程序分為以下7段：1）5min升溫至100℃，

保持1min（保護(hù)壓力0.5MPa）；2）4min升溫至140℃，保持1min（保護(hù)壓力1.0MPa）；3）3min升

溫至160℃，保持1min（保護(hù)壓力2.0MPa）；4）3min升溫至180℃，保持3min（保護(hù)壓力2.5MPa）；

5）8分20秒升溫至200℃，保持15min（保護(hù)壓力3.0MPa）；6）8分20秒升溫至210℃，保持30min

（保護(hù)壓力3.5MPa）；7）8分20秒升溫至230℃，保持60min（保護(hù)壓力4.0MPa）。

微波消解儀：上海元析MWD-750。

3.7.2測試條件：詳見表2。

表2粉煤灰中Ag、As、Be、Cd、Cr等11種元素的含量測定條件（ICP-MS）

元素FrofileFlow（mL/min）內(nèi)標(biāo)Dwelltime(ms)Integrationtime(ms)

CuNH3DRC0.8Rh501000

MnHeKED3Rh501000

AgHeKED4Rh501000

SeO2DRC0.8Rh501000

Be標(biāo)準(zhǔn)模式Rh501000

AsO2DRC0.8Rh501000

CdO2DRC0.6Rh501000

NiHeKED4Rh501000

CrHeKED4Rh501000

PbHeKED4Re501000

ZnHeKED4Rh501000

輔助氣霧化氣等離子氣

1.2L/min0.8L/min16L/min

3.7.3元素含量測定

待測粉煤灰樣品和有證標(biāo)物GBW08401中的Cr、Mn、Cu、Zn、Se、Cd含量測定結(jié)果見表3。對(duì)于有

證標(biāo)物，除了Mn與標(biāo)稱值略有出入外（推測主要是因?yàn)闇y試方法有差異），但仍在同一水平；其余5種

7

元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，表明測試方法可靠。待測粉煤灰樣品中，Mn含量最高，為454.8μg/g；Cd

含量最低，為0.46μg/g；Se含量略高，為1.18μg/g；其余3種元素含量在（49.37~150.2）μg/g。

表3粉煤灰中Cr、Mn、Cu、Zn、Se、Cd等6種元素的含量測定結(jié)果（ICP-MS）

名稱元素CrMnCuZnSeCd

煤飛灰標(biāo)樣測量值(μg/g)56.30108850.3056.141.110.16

GBW08401標(biāo)準(zhǔn)值(μg/g)60±71178±4053±461±71.13±0.160.16±0.04

粉煤灰樣品測量值(μg/g)95.88454.849.37150.21.180.46

3.8初始浸提參數(shù)的選擇

3.78.1液固比：采用特定液固比20:1（L/kg）；相對(duì)于HJ/T299-2007、HJ/T300-2007、HJ557-2010、MT/T

1016-2006均采用液固比10:1（L/kg），本標(biāo)準(zhǔn)采用更高的液固比，希望浸出量更大。

3.8.2浸提劑的選擇：

當(dāng)浸提劑為純水（GB/T6682，二級(jí)）時(shí)：

表4三種粉煤灰純水浸出液中元素含量測定結(jié)果

除了pH>9外，三種粉煤灰的純水浸出液中所有金屬元素含量均為未檢出（ND）或遠(yuǎn)低于GB6878的

最高允許排放濃度。

1)純水對(duì)粉煤灰中金屬的浸出能力有限。

2)本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)中擬采用酸性浸提劑。pH為3.20±0.05的浸提劑按照HJ/T299-2007條款4.5制備。

3.8.3預(yù)浸提條件

當(dāng)pH值在11.4-11.9范圍內(nèi)時(shí)，1#和2#粉煤灰樣品20min快速攪拌檢測和標(biāo)準(zhǔn)浸漬方法（HJ557）一

致，Ca、K、Na都一致，因而快速檢測可行，磁力攪拌效率高于水平振蕩，最佳條件是常溫（25-35℃），

攪拌器轉(zhuǎn)速（600rpm)，攪拌20min，靜置2min后抽濾，浸漬液測試pH值。

8

注：pH計(jì)要求三點(diǎn)校準(zhǔn)（4.01、7.00、9.21）

因此預(yù)浸提條件：磁力攪拌600rpm/20min

表5粉煤灰浸出液pH值、Ca、K、Na含量隨浸出時(shí)間的變化

粉煤灰時(shí)間（min）浸提方式pHCa（mg/L）K（mg/L）Na（mg/L）

1#8h振蕩+16h靜置水平振蕩（HJ557）11.40±0.08171.185.3213.12

1#5磁力攪拌11.35150.75-11.84

1#10磁力攪拌11.38170.18-12.21

1#20磁力攪拌11.53±0.09175.4-11.64

1#30磁力攪拌11.45187.27-12.71

2#8h振蕩+16h靜置水平振蕩（HJ557）11.73±0.04240.294.6120.24

2#5磁力攪拌11.47184.72.5619.47

2#10磁力攪拌11.61226.82.4120

2#20磁力攪拌11.73±0.07243.52.6120.07

2#30磁力攪拌11.72243.792.6120.16

3.8.4浸提溫度：目前的標(biāo)準(zhǔn)有（23±2）℃或室溫。一般溫度越高，浸出量也越高。對(duì)浸出非常慢的樣品，

可提高浸出溫度，加速浸出速度。一般而言，浸出溫度升高10℃，浸出速率加快一倍。本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定浸出溫

度為（23±2）℃。

3.8.5浸出時(shí)間：在均勻混合后，在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)取樣（時(shí)間跨度至少跨4個(gè)數(shù)量級(jí)），例如1、10、100及

1000的時(shí)間單位，以便擬合計(jì)算最大浸出量及浸出速率常數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)初步設(shè)定浸出時(shí)間點(diǎn)為1.5min、15

min、150min（2.5小時(shí)）及1500min（25小時(shí)）。

3.9浸提液中元素含量測定

3.9.1浸提樣品

樣品：稱取10g樣品。

3.9.2浸提參數(shù)

浸提液：純水、pH3.20±0.05水溶液；液固比：20:1（L/Kg）；溫度：（23±2）℃；預(yù)浸提：磁力攪

拌600rpm/20min；浸提：(60±6)rpm/1.5min、15min、150min、1500min...

3.9.3浸提過程取樣方式

取4份粉煤灰樣品，分別置于4個(gè)浸提瓶中（編號(hào)1、2、3、4），4個(gè)浸提瓶第一次取樣的時(shí)間分別

1.5min、15min、150min、1500min，對(duì)應(yīng)編號(hào)為1-1,、2-1、3-1、4-1，后續(xù)每取一次樣后綴+1。1個(gè)容

器中第一次取樣稱為首次取樣，后續(xù)取樣稱為連續(xù)取樣。達(dá)到預(yù)定取樣時(shí)間后，停止攪拌，靜置后取上清

液測試。

表6粉煤灰初次浸提結(jié)果

編號(hào)浸提時(shí)間w(g)SeCr

9

（min)浸提液增加比例浸提液增加比例

(pg/mL)(vs首取）(pg/mL)(vs首?。?/p>

1-11.59.99636.167130.70

1-2159.99637.6912.6%137.795.7%

2-11510.00056.83130.38

1-31509.99639.7225.2%156.100.9%

2-215010.00058.8313.8%147.77-4.5%

3-115010.00147.77154.67

1-415009.996316.2319.6%183.66-8.5%

2-3150010.000515.3012.7%177.71-11.5%

3-2150010.001413.841.9%186.31-7.2%

4-1150010.000213.57200.73

表7粉煤灰初次浸提結(jié)果（LNtvs元素濃度）

浸提時(shí)間（t/min)LNtCr(pg/mL)Se(pg/mL)

1.50.41130.706.17

152.71130.396.83

1505.01154.677.77

15007.31200.7313.57

第一次浸提試驗(yàn)中，以首次取樣即可檢測到且元素含量在1pg/mL以上的兩種元素Se和Cr為例：

Se：相同浸提時(shí)間，連續(xù)取樣測得浸提液中元素濃度均高于首次取樣，差異比例從1.9%~25.2%；

Cr：相同浸提時(shí)間，連續(xù)取樣測得浸提液中元素濃度與首次取樣相比有高有低，差異比例從

-11.5%~5.7%。

考慮到浸出液中元素含量均較低（從未檢出到幾百pg/mL）、連續(xù)取樣較首次取樣操作的便利性及試

驗(yàn)的環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性，浸提試驗(yàn)中采用連續(xù)取樣的方式。

根據(jù)Cr和Se元素濃度對(duì)LNt的趨勢圖可知，浸提時(shí)間1500min時(shí)元素均未達(dá)到最大浸出量；需要延

長浸提時(shí)間并適當(dāng)調(diào)整參數(shù)加速浸提進(jìn)度。

圖1LNtvs元素濃度趨勢圖（pH3.20±0.05的水溶液浸出）

10

3.10浸提測定

3.10.1浸提參數(shù)

預(yù)浸提：因粉煤灰很快就在浸提液中全部潤濕，因此不再使用磁力攪拌600rpm/20min的原定預(yù)浸提

條件，實(shí)際操作調(diào)整為“目測液面無懸浮粉煤灰干粉”即可開始浸提。

浸提：原定(60±6)rpm的轉(zhuǎn)速太低，調(diào)整為(250±50)rpm，確保完全攪起但又不濺到容器壁上，提

高浸提效率。

取樣：浸提過程中連續(xù)取樣。每次取樣5mL，針頭過濾器過濾后，直接用元素分析儀器測試。

3.10.2純水浸提后浸提液中元素濃度測定結(jié)果

浸提時(shí)間從1.5min到14460min，浸出液中各元素的濃度變化趨勢為：

1)Cr元素濃度在10140min基本達(dá)到最大值299pg/mL，之后基本維持在同一水平；

2)Mn元素在1062min之前未被浸出，隨著時(shí)間增加，浸出濃度有波動(dòng)，基本維持在不到小于0.05

pg/mL水平，最大浸出率0.0002%；

3)Cu元素未被浸出；

4)Zn元素在150min之前未被浸出，隨著時(shí)間增加，浸出濃度變化不規(guī)律，最大濃度為1.05pg/mL；

5)Se元素在1.50min時(shí)浸出濃度為20.87pg/mL，隨著時(shí)間增加，5820min時(shí)浸出濃度為22.11pg/mL；

總體呈現(xiàn)浸出速度快，先增大后減小的趨勢；

6)Cd元素在1.50min時(shí)浸出濃度為0.08pg/mL，隨著時(shí)間增加，有小幅增加，全程維持在0.15pg/mL

水平。

表8粉煤灰純水浸出液中Cr、Mn、Cu、Zn、Se、Cd等6種元素濃度測定結(jié)果（ICP-MS）

浸提時(shí)間（min)Cr(pg/mL)Mn(pg/mL)Cu(pg/mL)Zn(pg/mL)Se(pg/mL)Cd(pg/mL)

1.5106.46未檢出未檢出<0.00020.870.08

15136.29未檢出未檢出<0.00021.870.09

150180.52未檢出未檢出0.6920.590.12

1062223.23未檢出未檢出0.4321.440.13

1350243.070.02未檢出0.5121.840.14

2940262.87未檢出未檢出0.3020.710.13

4380272.670.002未檢出0.7521.610.15

5820282.950.001未檢出0.6822.110.14

10140299.190.036未檢出1.0519.330.14

13020294.080.030未檢出0.7718.380.14

14460299.260.028未檢出0.9518.140.13

最大浸出液濃度(pg/mL)299.260.0360.001.0522.110.15

浸出量(μg/g)5.997.20E-040.0000.020.440.00

11

本體含量(μg/g)95.88454.8049.37150.201.180.46

浸出率6.24%0.00%未浸出0.01%37.47%0.67%

圖2LNtvs元素濃度趨勢圖（純水浸出）

12

3.10.3pH為3.20±0.05的水溶液浸提液中元素濃度測定結(jié)果

浸提時(shí)間從1.5min到13020min，浸出液中各元素的濃度變化趨勢為：

1)Cr元素濃度在11580min基本達(dá)到最大值303pg/mL，之后不再增減，趨于穩(wěn)定；

2)Mn元素在150min之前未被浸出，隨著時(shí)間增加，浸出濃度變化不規(guī)律，最大濃度為0.11pg/mL；

3)Zn元素在150min之前未被浸出，隨著時(shí)間增加，浸出濃度變化不規(guī)律，最大濃度為1.29pg/mL；

4)Cu元素未被浸出；

5)Se元素在1.50min時(shí)浸出濃度為21.67pg/mL，150min時(shí)浸出濃度達(dá)最大值25.77pg/mL；總