微波消解技術(shù)在環(huán)境化學(xué)分析中的應(yīng)用探究

張書(shū)榮 雷 鵬

（榆林市環(huán)境監(jiān)測(cè)總站 陜西榆林 719000）

1 微波消解技術(shù)的定義

微波消解技術(shù)主要是使用分子極化和離子導(dǎo)電兩種效應(yīng)來(lái)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行加熱，最終能夠使得樣品物質(zhì)的表層快速消解，接著形成的新表層繼續(xù)發(fā)生之前的反應(yīng)過(guò)程，在很短時(shí)間內(nèi)就能夠完全分解樣品。從這個(gè)原理過(guò)程來(lái)看，微波消解技術(shù)與傳統(tǒng)消解技術(shù)和加熱技術(shù)都有明顯的不同，同時(shí)也可以引入封閉反應(yīng)環(huán)境，使得最終數(shù)據(jù)測(cè)定變得更加精確。微波消解技術(shù)相較于其他方法來(lái)說(shuō)，也具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，其主要集中在四個(gè)方面。第一，時(shí)效性。這種技術(shù)在樣本物質(zhì)消解方面具有非常顯著的成效，能夠使得材料在較短的時(shí)間里就會(huì)加熱分解，同時(shí)在材料消失以后加熱也會(huì)迅速停止。第二，穿透性。這種技術(shù)在使用的過(guò)程中能夠使得微波從材料內(nèi)部向外發(fā)射，同時(shí)內(nèi)部的溫度也會(huì)迅速上升，使得整個(gè)材料的加熱變得更加均勻。第三，選擇性。由于不同材料的介電特性有一定的差異，因此并不是各個(gè)材料都可以使用微波加熱，同時(shí)對(duì)于微波加熱的反應(yīng)也有一定的差異。因此在使用這種方法的時(shí)候，也可以通過(guò)這些方面來(lái)對(duì)材料進(jìn)行劃分，更好達(dá)到加熱要求。第四，環(huán)保性。由于這種技術(shù)主要使用了微波輻射原理，因此在技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中需要的能量也比較少，在保證加熱效果的同時(shí)也顯著降低了污染排放，具有較強(qiáng)的環(huán)保成效。

2 微波消解技術(shù)在環(huán)境化學(xué)分析中的具體應(yīng)用

2.1 含水率測(cè)定

含水率的測(cè)量主要是使用微波加熱烘干法來(lái)進(jìn)行，同時(shí)這種方法的檢測(cè)過(guò)程非?？?，能夠在較短時(shí)間內(nèi)明確檢測(cè)物件的含水率情況。目前在我國(guó)各個(gè)行業(yè)中，這種方法已經(jīng)能夠較好的用于糧食、果蔬等各個(gè)物品，以及各類(lèi)化學(xué)試劑中進(jìn)行濕度測(cè)定，同時(shí)還會(huì)展示檢測(cè)樣品的總濕度。

2.2 金屬元素測(cè)定

在環(huán)境化學(xué)樣品檢測(cè)與分析體系中，涉及的金屬元素類(lèi)型非常多。由于微波消解技術(shù)具有較高的應(yīng)用成效，因此在跟其他分析技術(shù)共同使用的時(shí)候，就能夠較好的檢測(cè)Cu、Cr等各類(lèi)元素。這里需要注意的是，微波消解技術(shù)結(jié)合不同的化學(xué)試劑與化學(xué)分析方法，最終起到的效果也有一定的差異。在這種情況下，在對(duì)金屬元素進(jìn)行測(cè)定之前，就有必要對(duì)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行全方位分析，明確最合適的測(cè)定方法。

2.3 土壤樣品的測(cè)定

微波消解技術(shù)不但可以對(duì)各類(lèi)金屬元素進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)也在各類(lèi)非金屬元素中具有較為顯著的應(yīng)用空間。在這方面的應(yīng)用主要集中體現(xiàn)在土壤樣品中碳元素含量的確認(rèn)方面。在實(shí)際檢測(cè)中，技術(shù)人員可以先取少量的樣品，并放置硝酸或者氫氟酸，在三分鐘內(nèi)進(jìn)行加熱，并保持恒溫二十分鐘左右，將最終得到的液體放置到TFI燒杯中，添加高氯酸苷酸進(jìn)行定容。這樣以后，土壤中的碳元素情況就能夠得到確認(rèn)，并且整個(gè)分析過(guò)程的準(zhǔn)確度也比較高。

2.4 大氣顆粒物中硒的測(cè)定

在大氣顆粒物中硒元素測(cè)定的時(shí)候，也可以充分使用微波消解技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要配合石墨爐原子吸收光譜法來(lái)進(jìn)行，并且還要在最終消解結(jié)束以后布設(shè)相應(yīng)的回收試驗(yàn)，具體回收率要達(dá)到百分之九十五左右。在整個(gè)消解過(guò)程中，操作人員一定要控制好溫度變化，最終才能保證測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.5 化學(xué)需氧量的測(cè)定

在環(huán)境化學(xué)分析體系中，通常都要對(duì)水質(zhì)情況進(jìn)行測(cè)量。而使用了微波消解技術(shù)以后，就能夠較好的明確水質(zhì)中的含氧量，最終也就能夠達(dá)到水質(zhì)監(jiān)測(cè)的良好成效。這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)測(cè)量方法會(huì)消耗大量的化學(xué)試劑，同時(shí)在測(cè)量的全過(guò)程中需要的時(shí)間成本也比較高。不僅如此，傳統(tǒng)加熱在封閉空間中會(huì)產(chǎn)生較多氣體，很容易對(duì)消解管產(chǎn)生損傷。而使用了微波消解技術(shù)以后，就能夠根據(jù)樣品的成本類(lèi)別來(lái)更快的進(jìn)行消解，最終也就能夠達(dá)到較好的測(cè)量成效。

結(jié)語(yǔ)

就當(dāng)前我國(guó)在生態(tài)環(huán)境方面的實(shí)際情況來(lái)看，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為了未來(lái)我國(guó)多年發(fā)展的主題之一。而微波消解技術(shù)在環(huán)境化學(xué)分析中具有非常顯著的應(yīng)用成效，同時(shí)也將成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)的重要手段之一。因此環(huán)境污染處理領(lǐng)域的技術(shù)人員，在當(dāng)前的背景下也應(yīng)該積極了解與認(rèn)知微波消解技術(shù)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外環(huán)境污染處理的實(shí)例來(lái)明確這項(xiàng)技術(shù)的具體使用成效。而在這個(gè)過(guò)程中，也需要技術(shù)人員在平時(shí)的時(shí)候加強(qiáng)這方面的學(xué)習(xí)，并且能夠結(jié)合環(huán)保污染項(xiàng)目現(xiàn)狀來(lái)靈活使用這些技術(shù)。這樣以后，我國(guó)環(huán)保事業(yè)就能夠真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在未來(lái)不斷改善我國(guó)的生態(tài)環(huán)境。