袁一丹

（西安市環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所，陜西 西安 710075）

檢測(cè)廢水中重金屬含量時(shí)，通常要先進(jìn)行消解，消解的效果直接影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。按照方法要求，待測(cè)水樣的制備多采用電熱板消解法和水浴鍋法等傳統(tǒng)方法。電熱板消解有時(shí)需要肉眼觀察顏色變化或體積多少，難免產(chǎn)生誤差，還耗費(fèi)人力。此外，需要的試劑量較大，多種不同元素使用到的消解試劑種類(lèi)較多，空白值經(jīng)常偏高。消解過(guò)程中用到試劑主要為酸類(lèi)，有腐蝕作用，敞開(kāi)式的工作環(huán)境也不利于實(shí)驗(yàn)人員的身體健康。

微波酸消解是結(jié)合高壓消解和微波快速加熱的一項(xiàng)處理技術(shù)［1］。水樣和酸的混合物吸收微波能量后，酸的氧化反應(yīng)活性增加，將樣品中的金屬元素釋放到溶液中［1］。這樣不僅加快了樣品消解的速度，并且密閉的環(huán)境有利于減少損耗，同時(shí)還能減少對(duì)環(huán)境的污染和改善實(shí)驗(yàn)人員的工作環(huán)境。通過(guò)對(duì)砷、汞、鉛、鉻四種單元素物質(zhì)溶液的消解和檢測(cè)，可以看出微波消解在熒光法和吸收分光光度法檢測(cè)應(yīng)用中的準(zhǔn)確性。

1 儀器與主要試劑

1.1 儀器

北京吉天雙道原子熒光光度計(jì)AFS-810，通過(guò)計(jì)量檢定，滿足實(shí)驗(yàn)要求；砷空心陰極燈；汞空心陰極燈；珀金埃爾默AA-900T型原子吸收分光光度計(jì)，通過(guò)計(jì)量檢定，滿足實(shí)驗(yàn)要求；鉛空心陰極燈；鉻空心陰極燈；新儀TANK BASIC微波消解儀；新儀TK12趕酸器。

1.2 主要試劑

砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲(chǔ)備液：中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，1000mg/L；汞標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲(chǔ)備液，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，1000mg/L；鉛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲(chǔ)備液，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，1000mg/L；鉻標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲(chǔ)備液：中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，1000mg/L；濃硝酸：優(yōu)級(jí)純；濃鹽酸：優(yōu)級(jí)純；過(guò)氧化氫：w（H2O2）＝30%；氯化銨：分析純；硼氫化鉀：分析純；氫氧化鈉：分析純；硫脲：分析純；抗壞血酸：分析純；待測(cè)砷、汞、鉛、鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本次實(shí)驗(yàn)分為微波消解和上機(jī)檢測(cè)兩部分，消解完畢后分別用原子熒光光度計(jì)和原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè)濃度。

2.1 消解

根據(jù)HJ678-2013《水質(zhì) 金屬總量的消解微波消解法》，只要兩種消解液，就可以消解20種元素，提高了工作效率［1］。消解液1：2.0mL濃硝酸，適用于砷、汞、鉛元素。消解液2：1.6mL濃硝酸和0.4mL濃鹽酸，適用于鉻元素。

量取10mL樣品于微波消解罐中，砷、汞、鉛元素溶液加入0.4mL過(guò)氧化氫和消解液1，鉻元素溶液加入0.4mL過(guò)氧化氫和消解液2，空白溶液同步消解。確認(rèn)消解罐安裝好后，按照儀器推薦條件進(jìn)行消解。罐數(shù)：12罐；爬坡時(shí)間：10min；安全壓力：500MPa；目標(biāo)溫度：180℃；保持時(shí)間：15min。消解程序完成后，儀器自動(dòng)進(jìn)入冷卻過(guò)程。冷卻至60℃以下，取出消解罐，開(kāi)始趕酸。趕酸時(shí)砷汞溶液的溫度設(shè)置在120℃，其他元素設(shè)置在160℃。所有溶液趕酸完畢后用純水定容至50mL容量瓶中待測(cè)，注意鉻元素的消解樣品要加入5mL 100g/L氯化銨溶液和1 mL 1+1鹽酸溶液。

2.2 上機(jī)檢測(cè)

因本實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的廢水類(lèi)型主要為生活垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲瀝液，故砷汞的檢測(cè)方法采用CJ/T428-2013《生活垃圾滲瀝液檢測(cè)方法》（總砷 總汞）原子熒光法［2］。鉛的檢測(cè)方法采用 CJ/T428-2013《生活垃圾滲瀝液檢測(cè)方法》（鉛和鎘）石墨爐原子吸收分光光度法［2］。鉻的測(cè)定方法采用HJ757-2015《水質(zhì) 鉻的測(cè)定 火焰原子吸收分光光度法》［3］。

砷標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度：0.00、1.00、2.00、4.00、8.00、12.00、16.00μg/L；汞標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃 度：0.00、0.10、0.20、0.40、0.80、 1.20、1.60μg/L；鉛標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度：10.0、20.0、30.0、40.0、50.0μg/L；鉻標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度：0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mg/L。設(shè)置好儀器參數(shù)后，分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的熒光強(qiáng)度和吸光度，繪制出四組校準(zhǔn)曲線。

3 結(jié)果分析

測(cè)定空白和樣品的熒光強(qiáng)度和吸光度，從校準(zhǔn)曲線上查出試樣的濃度，具體結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 有證標(biāo)物的測(cè)試數(shù)據(jù)Table2 Test data of certified reference material

4 討論

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，四種經(jīng)過(guò)微波消解的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相對(duì)誤差范圍在-1.7%～4.1%，均符合《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）中質(zhì)量控制指標(biāo)的要求［4］，所以使用微波消解可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。但是也有一些要注意的地方，如微波消解儀在使用過(guò)程中，要嚴(yán)格確認(rèn)反應(yīng)罐的螺帽是否已經(jīng)擰緊，保證反應(yīng)罐完全密封。微波消解儀在消解過(guò)程中產(chǎn)生的壓力較大，為了保證能監(jiān)控到最大壓力，主罐最好不要放空白水樣，應(yīng)該放最臟的水樣。因?yàn)橹挥兄鞴捱B接了光纖，儀器顯示的壓力實(shí)際上就是主罐的壓力。為了安全起見(jiàn)，要經(jīng)常檢查罐體各部分有無(wú)開(kāi)裂變形、溫度探針和光纖有無(wú)腐蝕污染損壞等情況。罐體如有損壞應(yīng)及時(shí)更換。探針表面如有腐蝕銹跡應(yīng)用2000目的細(xì)砂紙打磨干凈后再用干凈抹布擦至表面恢復(fù)金屬光亮。光纖如果不慎污染，可用乙醇擦拭接頭，但避免刮傷接頭鏡面。