固体废物中重金属的监测

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重金属是指密度较高，低浓度时可能有毒的金属化学元素¹．一些重金属包括汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr)、铊(Tl)和铅(Pb)。

其他重金属，如铜(Cu)、硒(Se)和锌(Zn)，被称为微量元素，它们是人体各种代谢途径的必要贡献者，使少量这些化学元素对生存至关重要。

重金属具有某些有用的物理和化学性质，在历史上被用于各种消费、工业甚至医疗产品。

重金属的生物累积

作为地壳的天然组成部分，重金属不能被降解或破坏，往往使这些金属在环境中生物积累。生物积累是指随着时间的推移，生物有机体内的化学物质浓度比环境中化学物质的自然浓度增加¹．

在发展中国家，重金属在固体废物中的生物积累尤其令人担忧，因为在这些国家，由重金属组成的电子产品处理不当。

由于它们对有机化学品所经历的自然降解过程具有抗性，重金属在土壤中的浓度超过了可接受的水平。

由于城市固体废物经常被用作农业土壤的肥料，这些有毒金属进入人类和动物的消费途径后，在环境中的存在变得越来越令人担忧。

防止重金属的影响

为了防止环境和食品供应中重金属暴露所带来的不可避免的急性和慢性影响，风险分析调查人员经常对垃圾填埋场、倾倒场和其他含有城市固体废物的地区的浓度进行评估。研究人员使用多种方法收集、提取、保存和储存从城市垃圾收集地点收集的样本。

在收集之后，美国环境保护局（EPA）拥有200多个可接受的制备和分析技术可用于科学用途，每个都是针对提取的兴趣的金属特异性。

例如，固体废物中的总汞可以用USEPA SW-846方法7471A测定，该方法涉及用硫酸和硝酸对未经处理的样品进行酸消化至0.5-0.6 g。向样品中加入5ml饱和高锰酸钠溶液，然后进行15分钟的高压灭菌。将冷却后的稀释溶液与100ml水和6ml氯化钠-硫酸羟胺溶液混合，以减少过量的高锰酸盐²．

用原子吸收光谱和电感耦合等离子体质谱法测定金属浓度

虽然每种化学萃取的样品制备方法各不相同，但通常使用原子吸收分光光度法(AAS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)来确定固体废物中的最终金属浓度。原子吸收光谱依赖于一个被称为原子发射的过程，在这个过程中，含有金属离子的溶液被置于火焰中，产生一种具有感兴趣的金属离子特征的颜色。

例如，钠溶液产生黄色，而钾溶液产生紫色^3.．在火焰中，原子化发生，将金属离子转化为激发态或基态的原子。原子吸收光谱利用光束激发火焰中已发现的原子，测量光吸收作为样品中金属的浓度。

ICP- ms是一种用于元素测定的类似分析技术，将高温ICP源与质谱仪结合，以提高检测能力。与原子吸收分光光度法的原理不同，ICP- ms中的ICP源将样品中的原子转换为离子，然后由质谱仪分离和检测⁴．

通过原子吸收分光光度法和电感耦合等离子体联用(ICP-MS)程序获得的测量结果通常用于确认在城市固体废物现场和其他关注领域中存在的高金属。尽管现有的管制措施十分普遍，但显然需要继续长期监测垃圾填埋场和其他城市固体废物场址内的重金属浓度。

垃圾填埋渗滤液的威胁

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垃圾填埋渗滤液，一种形式的水溶液，作为废物分解的形式，也在增加问题，因为这种径流溶液可以含有来自垃圾填埋场内的有害金属和其他废物⁵．由于这种渗滤液形成，研究金属的溶解度和渗滤液中的金属化合物的溶解度也可能对暴露产生危险的健康影响也很重要。随着电子设备和含有重金属的其他产品的生产持续上升，对联邦监管机构可能有益于在环境中重新考虑重金属的可接受的价值，特别是在固体废物中。

参考资料及进一步阅读

1. 重金属
2. 方法7471B - 固体或半固体废物中的汞
3. 原子吸收光谱法的理论
4. icp是什么?
5. 重金属在垃圾填埋场中的命运:综述

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