陳會欣 梁允東

（1 山東省諸城市疾病預防控制中心，山東 諸城262200；2 諸城市傷骨科醫(yī)院，山東 諸城262200）

《中華人民共和國國家職業(yè)衛(wèi)生標準GBZ/T160—2004》、《工作場所有害物質監(jiān)測方法》中，仍然將電熱板法前處理職業(yè)危害因素中重金屬元素的空氣濾膜樣品作為國家標準方法[1,2]。電熱板法處理職業(yè)危害因素中重金屬元素的空氣濾膜樣品，具有試劑使用量大，樣品消化時間長，趕酸時對實驗室環(huán)境和實驗室工作人員的污染重等不足。為了適合基層疾病預防控制機構更好的開展職業(yè)病危害因素的重金屬樣品的檢測工作，應用微波消解技術消化處理空氣濾膜樣品，來檢驗職業(yè)危害因素中的鉛、銅、鎘、錳金屬元素，取得了滿意的結果?？偨Y如下。

1 材料與方法

1.1 儀 器

微波消解儀；原子吸收光譜儀；電子分析天平；Mn、Cd、Cu、Pb空心陰極燈。

1.2 試 劑

優(yōu)級純HNO3：ρ20=1.42 g/mL；優(yōu)級純30%H2O2；Cd、Mn、Cu、Pb標準溶液：ρ（B）=1mg/mL（國家標準物質中心）；Cd、Mn、Cu、Pb標準稀釋溶液，使用前用0.50mol/L的HNO3進行配制。

1.3 工作場所空氣樣品的采集與樣品液的制備

1.3.1 工作場所空氣樣品的采集

用鑷子取下濾膜兩面的襯紙，將濾膜裝入濾膜夾中，確定濾膜無褶皺或裂隙后，放入待編號的樣品盒中備用。采集工作場所的空氣樣品：采樣器架設于接塵作業(yè)人員經(jīng)?；顒拥姆秶鷥龋蹓m分布較均勻的呼吸帶。將裝有濾膜的濾膜夾裝入采樣頭中擰緊，開動采樣器，調節(jié)至以5L/min的流量，采集作業(yè)場所的空氣15min，采樣體積75L。采樣結束后，將采集的濾膜樣品折疊、包好后放入樣品盒內，帶回實驗室檢驗。

1.3.2 空氣濾膜樣品的消解

用塑料鑷子將采集的空氣濾膜樣品放到聚四氟乙烯消解罐的底部，加優(yōu)級純HNO3（ρ20=1.42 g/mL）1mL，反應5～10min，再加入優(yōu)級純30%H2O2溶液0.4mL，放置5～10min，加二級實驗用水8mL左右，混勻。把壓力探頭和溫度探頭連接好，裝好消解裝置，利用5min的時間，將溫度提高至105 ℃、壓力50 psi（磅/平方英寸），并在此條件下保持時間3min；之后，再利用3min的時間將溫度提高至150℃、壓力250 psi，并保持10min，消解反應結束。隨后讓微波消解儀慢慢的自然冷卻，待壓力指示小于45 psi，溫度指示小于50℃，輕輕打開防爆膜，把壓力探頭和溫度探頭取出來，緩緩打開各個消解罐，消解后的空氣濾膜樣品溶液轉移至10～25mL的容量瓶并定容，混勻后待測定用。

1.4 測定方法

用原子吸收火焰分光光度法，測定空氣濾膜樣品中的Cu、 Cd、Mn、Pb四種金屬元素，燃燒頭高度、 Cu、Mn、Cd、Pb空心陰極燈、狹縫寬度、波長、乙炔氣流量、空氣流量、使用電流等均調至最適宜條件，首先測定標準空白及標準系列的數(shù)值，然后依次測定消解的空氣濾膜樣品空白溶液和樣品溶液，儀器自動回歸，得出標準曲線、相關系數(shù)、斜率、截距，再進行計算。

2 結果與分析

2.1 方法的安全性評價

本方法使用試劑量少，消解壓力低，且整個消解過程壓力較穩(wěn)定，安全性高，不會對實驗室環(huán)境和工作人員造成不良損傷。

表5 方法的比對實驗結果

2.2 酸度對試驗的影響

本方法加優(yōu)級純HNO3（ρ20=1.42g/mL）1mL，H2O2加熱后分解成水和氧氣，溶液的酸度主要是由HNO3的量決定的。微波消解法，按HNO3不揮發(fā)，定容體積25mL計算，酸的濃度是0.64mol/L，實際消解過程中部分HNO3分解，滴定定容后的消解液酸的濃度在0.56 mol/L左右，其酸度與國標法中Cu、Mn、Cd、Pb等元素標準溶液配置的酸度0.5 mol/l～1.0 mol/L相符合，對原子吸收光譜儀無腐蝕損害作用。

2.3 方法的準確度

應用微波消解法消解工作場所中空氣濾膜樣品，需要探索消解過程中溫度、壓力、加HNO3、加H2O2量、消解時間以及消解效果等。通過大量實驗摸索出了最佳微波消解條件，為了驗證微波消解法對實驗結果的影響，我們用微孔濾膜制備標準物，采用國家標準GBZ/T 160.5—2004工作場所空氣有毒物質測定鎘及其化合物、GBZ/T 160.9—2004工作場所空氣有毒物質測定銅及其化合物、GBZ/T 160.10—2004工作場所空氣有毒物質測定鉛及其化合物、GBZ/T 160.13—2004工作場所空氣有毒物質測定錳及其化合物，方法中樣品處理的電熱板消解法和微波消解法兩種方法進行消解處理，消解液用原子吸收光譜法測定Cu、Mn、Cd、Pb四種元素，其回收率見表3 。

表3 兩種方法的準確度試驗（mg/L）

由試驗結果可知，用微孔濾膜加標準物，分別用電熱板法消解樣品和微波消解法消解樣品，用兩種方法所得的消解液，對Cu、Mn、Cd、Pb四種元素進行檢測，兩種消解方法檢測結果回收率均符合100±5%試驗方法的要求。

2.4 方法的比對實驗結果

分別應用電熱板法和微波消解法消化處理20份空氣微孔濾膜樣品；并用原子吸收光譜法分別測定18個樣品的Cu、Mn、Cd、Pb含量，經(jīng)配對t檢驗，P＞0.05，兩種消解方法差異無顯著意義，結果見表5。

2.5 方法的精密度比較

分別用電熱板消解法和微波消解法對空氣濾膜樣品處理，對兩種處理方法得到的消解液，用原子吸收光譜法測定Cu、Mn、Cd、Pb，分別連續(xù)測定6次，測定值的相對標準偏差均在5%以內，符合方法的精密度要求。

表4 兩種方法的精密度試驗比較

3 應用體會

利用微波消解系統(tǒng)，每份加優(yōu)級純HNO31mL，優(yōu)級純30%H2O20.4mL，探索出消解空氣濾膜樣品檢測Cu、Mn、Cd、Pb四種金屬元素的最佳消解條件，包括消解溫度、壓力、消解時間及試劑用量等。本方法有以下特點：一是使用的試劑量比常規(guī)方法少，沒有因加硝酸量大而引起的干擾；二是消解溶液不需要趕酸，直接進行上機進行測定，防止了因趕酸而造成的鉛、銅、鎘、錳金屬元素的損失，易于操作，減少了消化時間；三是消解液檢測結果符合試驗方法的要求；四是試驗試劑的使用量明顯減少，并減少了因硝酸的分解而產(chǎn)生的氮氧化物等有毒有害氣體對實驗室環(huán)境的污染和對實驗人員的危害。本方法彌補了電熱板消解法成本高、時間長、費力的不足，方法的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較好，精密度和準確度高，與國家標準方法相比，經(jīng)統(tǒng)計學處理，無顯著性差異，適合于基層疾病預防控制機構工作場所職業(yè)危害因素鉛、銅、鎘、錳的檢測工作。

[1] 中華人民共和國國家職業(yè)衛(wèi)生標準GBZ/T160.5.9.10.13-2004北京:中國標準出版社,2004.

[2] 徐伯洪,閆慧芳.工作場所有害物質監(jiān)測方法[M].北京: 中國人民公安大學出版社,2003:39-62.