干灰化是利用高溫除去樣品中的有機(jī)質(zhì)并且剩余的灰分用酸溶解,這樣作為樣品的待測(cè)溶液,該法適用于食品和植物樣品等有機(jī)物含量多的樣品測(cè)定,不適用于土壤和礦質(zhì)樣品的測(cè)定。其中大多數(shù)金屬元素含量分析適用干灰化,但在高溫條件下,汞、鉛、鎘、錫、硒等易揮發(fā)損失,不適用。
目前濕法消解的樣品可分為三大類:有機(jī)物含量高的樣品、有機(jī)物含量低的樣品、簡(jiǎn)單 易消解的樣品。針對(duì)不同樣品選擇酸體系也不一樣!鹽酸適合在80℃以下的消解體系,硝酸適合在80-120℃的消解體系,一般情況下硫酸適合在340℃左右的消解體系,鹽酸-硝酸的混酸適合在95-110℃的消解體系,硝酸-高氯酸的混酸適合在140-200℃的消解體系,硝酸-硫酸的混酸適合120-200℃的消 解體系,硝酸-雙氧水適合95-130℃的消解體系。
微波消解通常是指利用微波加熱封閉容器中的消解液(各種酸、部分堿液以及鹽類)和試樣從而在高溫增壓條件下使各種樣品快速溶解的濕法消化(也有敞開(kāi)容器微波消解的,不予討論)。密閉容器反應(yīng)和微波加熱這兩個(gè)特點(diǎn),決定了其完全、快速、低空白的優(yōu)點(diǎn),但不可避免地帶來(lái)了高壓(可能過(guò)壓的隱患)、 消化樣品量小的不足。高壓(最高可達(dá)100-150bar)、高溫(通常180-240℃)、強(qiáng)酸蒸氣給實(shí)驗(yàn)者帶來(lái)了安全方面的心理壓力。
總氮是水中無(wú)機(jī)氮(含氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮)和有機(jī)氮的總稱,是判斷飲用水、水源水、地表水污染程度的重要指標(biāo)之一。目前測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)分析方法是堿性 過(guò)硫酸鉀消解、紫外分光光度法。當(dāng)廢水樣品中氨氮含量較高時(shí),由于消解使部分氨轉(zhuǎn)化成氣態(tài)而損失,進(jìn)而影響總氮的測(cè)定結(jié)果。
由于土壤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,要檢測(cè)土壤的成分,特別是其中重金屬元素的含量,必須進(jìn)行消解。目前常用的消解方法有濕法、干灰化法和微波消解三種。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB/T17138~17141-1997)(下文簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)方法)使用的方法是濕法消解,主要用于測(cè)定土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni等重金屬元素 的含量。下面針對(duì)國(guó)標(biāo)方法采用的濕法消解土壤的過(guò)程中容易出現(xiàn)影響檢測(cè)質(zhì)量、操作安全等細(xì)節(jié)問(wèn)題,提出個(gè)人的觀點(diǎn),希望和同行交流經(jīng)驗(yàn)。
消解試樣使用最廣泛的酸是HNO3、HCl、HF、HClO4、H2O2等都是良好的微波吸收體,它們?cè)谖⒉t中的穩(wěn)定性、沸點(diǎn)和蒸汽壓以及與試樣的反應(yīng)。
在密閉容器中進(jìn)行的高溫高壓反應(yīng)速度很快,其危險(xiǎn)因素主要取決于三點(diǎn):1)過(guò)大的樣品量使反應(yīng)過(guò)于劇烈,2)壓力罐所能承受的壓力較低。3)機(jī)器沒(méi)有反應(yīng) 過(guò)程的反饋控制或響應(yīng)慢、控制能力很差,易引起反應(yīng)失控。因此在實(shí)驗(yàn)初期務(wù)請(qǐng)嚴(yán)格控制樣品量,首先使用小量樣品以建立消化程序。等到深入了解整個(gè)反應(yīng)的過(guò) 程后,在有把握的基礎(chǔ)上再根據(jù)樣品的性質(zhì)適當(dāng)?shù)姆糯髽悠妨俊2趴捎谳^短時(shí)間內(nèi)迅速而安全的完全消化大量樣品。
絕大部分的樣品都無(wú)法直接進(jìn)行固體分析,因此必須先轉(zhuǎn)變成溶液型態(tài)。在分析前先經(jīng)過(guò)消化處理,大多情況下都可產(chǎn)生較精確的分析結(jié)果。以下聊一聊微波選擇使用的消解酸一般遵循怎么原則?
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步,中國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作由常見(jiàn)的水、氣、噪聲等方面逐漸向生物、土壤等領(lǐng)域進(jìn)行展開(kāi)。但土壤組成的復(fù)雜性和土壤物理化學(xué)性狀 的差異,造成重金屬及其它污染物在土壤環(huán)境中形態(tài)的復(fù)雜和多樣性。金屬的不同形態(tài),其活性和毒性均有差異,因此選擇適宜的前處理方法致關(guān)重要。酸消解法是 常見(jiàn)的和常用的土壤預(yù)處理方法。不論是普通酸分解法、高壓密閉分解法還是微波加熱分解法都要加入多種酸進(jìn)行消解處理。其消解液中殘存的酸不光對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性有一定的影響。
濕法消解是用酸液或堿液并在加熱條件下破壞樣品中的有機(jī)物或還原性物質(zhì)的方法。常用的酸解體系一般有硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-鹽酸、氫氟酸,過(guò) 氧化氫等,它們可將待測(cè)物中的有機(jī)物和還原性物質(zhì)全部破壞;堿解多用苛性鈉溶液。掌握以下消解體系的反應(yīng)基本原理,可幫助你如何在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中選擇正確的消 解體系。
土壤的成分以及結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,測(cè)試土壤中的重金屬含量必須對(duì)土壤進(jìn)行消解,我們常用到的就是濕法消解。在日常檢測(cè)的過(guò)程中會(huì)遇到各式各樣的問(wèn)題。以下對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題作出總結(jié)。
環(huán)境監(jiān)測(cè)中,常會(huì)檢測(cè)土壤中重金屬的含量。土壤中含有的成分較多,有礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分以及空氣等,因此對(duì)土壤的消解尤為重要。比較常見(jiàn)的是電熱板加熱消解,使用鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸等加熱消解。由于電熱板加熱消解是敞開(kāi)式的加熱,許多酸受熱產(chǎn)生大量氣體,加上操作人員要不時(shí)地操作,對(duì)試驗(yàn)人員身體有一定的危害。
碘是人體必需的微量元素之一,碘缺乏會(huì)導(dǎo)致 甲狀腺功能減低,影響智力及生長(zhǎng)發(fā)育,但過(guò)量補(bǔ)碘 會(huì)導(dǎo)致甲狀腺素合成過(guò)多,形成碘甲亢。碘在自然 界以游離態(tài)的碘、碘化物、碘酸鹽以及甲基碘等多種 形態(tài)存在,在人體和動(dòng)物體內(nèi)與甲狀腺蛋白結(jié)合。
鉛是對(duì)人體有害的元素,對(duì)人體健康的負(fù)面影響報(bào)道很多。針對(duì)國(guó)標(biāo)氫化物—原子熒光光譜法測(cè)定鉛時(shí),樣品消解時(shí)間長(zhǎng)、基體干擾大、測(cè)定時(shí)間難以控制的 現(xiàn)象。本文改用硝酸—過(guò)氧化氫體系作消解溶劑,采用微波消解技術(shù)作為前處理手段,以鐵氰化鉀—硼氫化鉀為氧化體系,用氫化物—原子熒光光譜法測(cè)定番茄醬中 的鉛。該法試劑用量少,對(duì)環(huán)境污染輕且測(cè)定時(shí)間短,避免了使用硝酸—高氯酸體系消化時(shí)產(chǎn)生沉淀和基體干擾的現(xiàn)象。
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