元素分析樣品消解指南

文/吳云芳

重金屬檢測(cè)過(guò)程中的樣品消解效果直接關(guān)系到最終的檢測(cè)結(jié)果// 進(jìn)行重金屬檢測(cè)，一般均需對(duì)樣品進(jìn)行消解，消解過(guò)程中會(huì)涉及到各種酸的使用，及一些易揮發(fā)的元素對(duì)溫度的要求，消解效果的好壞與消解體系的選擇息息相關(guān)，筆者根據(jù)多年的重金屬檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將一些消解需要注意的事項(xiàng)總結(jié)如下。

民以食為天，食以安為先。食品及一些其他產(chǎn)品在生長(zhǎng)、生產(chǎn)、加工過(guò)程中可能存在一定的污染。比如環(huán)境的一些污染源，隨著水體，大氣等進(jìn)入植物或者動(dòng)物體內(nèi)，因此，對(duì)食品農(nóng)產(chǎn)品及其他相關(guān)產(chǎn)品中的重金屬含量進(jìn)行監(jiān)控顯得尤為重要。食品、農(nóng)產(chǎn)品及保健食品中元素含量的測(cè)定，均需對(duì)樣品進(jìn)行消解，消解過(guò)程中會(huì)涉及到各種酸的使用，及一些易揮發(fā)元素對(duì)溫度的要求，消解效果的好壞與消解體系的選擇息息相關(guān)，現(xiàn)將一些消解需要注意的事項(xiàng)總結(jié)如下：

第一，樣品消化時(shí)常使用的試劑硝酸、高氯酸、過(guò)氧化氫、硫酸都具有腐蝕性且比較危險(xiǎn)。使用硝酸和高氯酸時(shí)產(chǎn)生的酸霧和煙，對(duì)通風(fēng)櫥的腐蝕性也很大。特別需要注意的是用高氯酸消解樣品時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，燒杯中液體不能燒干，并且要保證溫度達(dá)到200攝氏度時(shí)只有少量的有機(jī)成分存在，否則高氯酸的氧化電位在此溫度下會(huì)迅速升高，會(huì)導(dǎo)致劇烈的爆炸！因此，在使用高氯酸時(shí)，最好先加入硝酸與高氯酸的混合液浸泡一夜，同時(shí)實(shí)驗(yàn)要在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。消化液不能蒸干，以防部分元素如硒、鉛的損失及爆炸。

第二，由于氧化反應(yīng)過(guò)程中加入了濃酸，這些酸可能會(huì)對(duì)儀器產(chǎn)生損害進(jìn)而影響試驗(yàn)結(jié)果，因此消解結(jié)束后需要趕酸，例如，用原子熒光測(cè)定總砷，測(cè)定時(shí)硝酸的存在會(huì)妨礙砷化氫的產(chǎn)生，對(duì)測(cè)定有干擾，消解完全后應(yīng)盡可能的加熱驅(qū)除硝酸。國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)中采用硝酸-硫酸消解樣品由于硫酸的沸點(diǎn)比硝酸要高，所以最后消化液里基本上沒(méi)有硝酸。但是需要注意的是，采用硝酸-硫酸消解樣品時(shí)應(yīng)避免發(fā)生碳化，消解過(guò)程發(fā)生碳化時(shí)會(huì)使砷嚴(yán)重?fù)p失，所以在消解過(guò)程中注意若消化液色澤變深應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)加硝酸，值得注意的是標(biāo)準(zhǔn)曲線也要保證和樣品消解液中相同的酸濃度即要基體匹配。

第三，氫氟酸會(huì)腐蝕玻璃。因此不能用玻璃制品直接接觸氫氟酸，氫氟酸可以穿透皮膚到骨頭對(duì)身體進(jìn)行腐蝕，因此使用氫氟酸的過(guò)程，需要特別小心謹(jǐn)慎。在整個(gè)使用氫氟酸的過(guò)程中，不可以使用玻璃制品，避免身體的接觸。

第四，含油脂成分較高的食品，如植物油，奶粉，肥肉等，炭化時(shí)非常容易爆沸，同時(shí)易燃，因此不建議采用干灰化法。通常采用微波消解法(普通微波消解儀含油脂高的樣品稱樣量0.2 g；高壓微波消解儀稱樣量可以適當(dāng)大一些可以到1.0 g)，若采用濕法消解稱樣量不可太多一般建議0.3 g左右，且消解過(guò)程溫度不可過(guò)高，升溫不可過(guò)猛，不可蒸干以防止發(fā)生爆炸。

第五，酒類樣品，應(yīng)先在恒溫電熱板上低溫?fù)]干部分酒精后在加入相應(yīng)的酸。以防液體飛濺或爆炸。如果不揮發(fā)酒精可能會(huì)導(dǎo)致微波消解儀爆炸等非常嚴(yán)重的后果。

第六，含有二氧化碳的飲料及酒類，也需在電熱板或者水浴鍋低溫?fù)]干二氧化碳后進(jìn)行加酸。

第七，含糖、蛋白質(zhì)、淀粉較多的樣品炭化時(shí)會(huì)迅速發(fā)泡溢出，可加幾滴醇再進(jìn)行炭化，以防止炭粒被包裹，灰化不完全。

第八，含磷較多的谷物及制品，在灰化過(guò)程中的磷酸鹽會(huì)包裹沉淀，可加幾滴硝酸或雙氧水，加速炭粒氧化，蒸干后再繼續(xù)灰化。

第九，如果需要對(duì)汞元素進(jìn)行測(cè)定趕酸溫度不能超過(guò)100℃，否則容易造成汞元素的揮發(fā)損失。使用原子熒光對(duì)汞元素進(jìn)行測(cè)定時(shí)，為了提高測(cè)定穩(wěn)定性，可以加入一定濃度的重鉻酸鉀。使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定汞，可以加入一定濃度的金溶液形成金汞齊，提高汞的穩(wěn)定性。

第十，樣品消解過(guò)程

預(yù)消解階段：普通樣品建議在95℃以下消解30 min；對(duì)于易發(fā)泡樣品(如植物干樣)、易噴濺樣品(如煤粉等有機(jī)質(zhì)含量高的樣品)建議根據(jù)樣品實(shí)際情況在60℃以下消解1-2 h。

消解階段：由于各種酸的物理、化學(xué)性質(zhì)的不同，消解過(guò)程中溫度設(shè)置也有差別。使用硝酸消解樣品時(shí)建議消解溫度在130-150℃范圍內(nèi)；使用含有氯酸的混酸消解樣品時(shí)，消解溫度不能超過(guò)130℃，待樣品消解基本完成時(shí)，方可將溫度升至150℃，做徹底消解；使用氫氟酸消解樣品吋，必須使用PTFE消解管。使用氫氟酸消解完畢后，必須將氫氟酸趕干才可以進(jìn)行定容，才可以進(jìn)入石英的霧化器及矩管系統(tǒng)。

趕酸階段：樣品澄清后，待消解管冷卻后，取下消解管塞。未使用高氯酸、濃硫酸為試劑消解的樣品趕酸溫度不宜超過(guò)160℃；使用高氯酸、濃硫酸試劑消解的樣品，趕酸溫度不應(yīng)超過(guò)200℃。

第十一，對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較高、反應(yīng)劇烈的樣品，消解過(guò)程中不建議使用消解管塞。消解該類樣品吋，消解溫度不應(yīng)超過(guò)130℃。樣品消解基本完成時(shí)，方可將溫度升至150℃做徹底消解。否則會(huì)有爆炸危險(xiǎn)。

第十二，膠囊類及維C片不能用微波消解，以防爆炸。如需使用，應(yīng)嚴(yán)格按照微波消解儀規(guī)定的稱樣量進(jìn)行稱量。

第十三，對(duì)痕量元素的測(cè)定，空白的控制至關(guān)重要，因此，需要特別注意器皿的潔凈，需要注意環(huán)境的空白，酸缸的空白，及進(jìn)樣系統(tǒng)的空白，逐一排查帶入空白的原因。還需要注意使用試劑的純度，盡可能使用純度高的酸，這樣可以降低空白值。玻璃器皿反復(fù)消解使用的過(guò)程中，會(huì)吸附一定量的鉛，鎘。因此，玻璃器皿需要定期更換，或者使用塑料制品用以降低空白值。

第十四，通風(fēng)櫥使用久了也會(huì)對(duì)空白造成一定的影響，因此，空白不合格可能是通風(fēng)系統(tǒng)污染造成的，這就需要專業(yè)人員對(duì)通風(fēng)櫥系統(tǒng)進(jìn)行清理，清除風(fēng)道中的殘留酸霧及殘?jiān)?/p>

第十五，樣品進(jìn)行消解的余酸量會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定的影響，比如錫特別容易水解，樣品中余酸量會(huì)很大程度的影響測(cè)定結(jié)果。因此盡量使余酸量一致，并與標(biāo)準(zhǔn)品的酸度一致，才可以準(zhǔn)確的測(cè)定該元素含量。

以上為一些重金屬檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望可以幫助大家安全的取用各類酸，選用合適的消解方法，選用合適的消解體系，選用合適的消解溫度，選用合適的消解稱樣量提供一個(gè)簡(jiǎn)單的參考。