對微波消解法在水質重金屬檢測應用中準確性的分析

袁一丹

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

檢測廢水中重金屬含量時，通常要先進行消解，消解的效果直接影響到結果的準確性。按照方法要求，待測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。電熱板消解有時需要肉眼觀察顏色變化或體積多少，難免產生誤差，還耗費人力。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較多，空白值經常偏高。消解過程中用到試劑主要為酸類，有腐蝕作用，敞開式的工作環(huán)境也不利于實驗人員的身體健康。

微波酸消解是結合高壓消解和微波快速加熱的一項處理技術［1］。水樣和酸的混合物吸收微波能量后，酸的氧化反應活性增加，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，同時還能減少對環(huán)境的污染和改善實驗人員的工作環(huán)境。通過對砷、汞、鉛、鉻四種單元素物質溶液的消解和檢測，可以看出微波消解在熒光法和吸收分光光度法檢測應用中的準確性。

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AFS-810，通過計量檢定，滿足實驗要求；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，通過計量檢定，滿足實驗要求；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

砷標準物質儲備液：中國計量科學研究院，1000mg/L；汞標準物質儲備液，中國計量科學研究院，1000mg/L；鉛標準物質儲備液，中國計量科學研究院，1000mg/L；鉻標準物質儲備液：中國計量科學研究院，1000mg/L；濃硝酸：優(yōu)級純；濃鹽酸：優(yōu)級純；過氧化氫：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；待測砷、汞、鉛、鉻單元素標準物質溶液。

2 實驗過程

本次實驗分為微波消解和上機檢測兩部分，消解完畢后分別用原子熒光光度計和原子吸收分光光度計檢測濃度。

2.1 消解

根據(jù)HJ678-2013《水質 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過氧化氫和消解液1，鉻元素溶液加入0.4mL過氧化氫和消解液2，空白溶液同步消解。確認消解罐安裝好后，按照儀器推薦條件進行消解。罐數(shù)：12罐；爬坡時間：10min；安全壓力：500MPa；目標溫度：180℃；保持時間：15min。消解程序完成后，儀器自動進入冷卻過程。冷卻至60℃以下，取出消解罐，開始趕酸。趕酸時砷汞溶液的溫度設置在120℃，其他元素設置在160℃。所有溶液趕酸完畢后用純水定容至50mL容量瓶中待測，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 上機檢測

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

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

3 結果分析

測定空白和樣品的熒光強度和吸光度，從校準曲線上查出試樣的濃度，具體結果見表1。

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

4 討論

根據(jù)檢測結果，四種經過微波消解的有證標準物質相對誤差范圍在-1.7%～4.1%，均符合《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）中質量控制指標的要求［4］，所以使用微波消解可以滿足實驗要求。但是也有一些要注意的地方，如微波消解儀在使用過程中，要嚴格確認反應罐的螺帽是否已經擰緊，保證反應罐完全密封。微波消解儀在消解過程中產生的壓力較大，為了保證能監(jiān)控到最大壓力，主罐最好不要放空白水樣，應該放最臟的水樣。因為只有主罐連接了光纖，儀器顯示的壓力實際上就是主罐的壓力。為了安全起見，要經常檢查罐體各部分有無開裂變形、溫度探針和光纖有無腐蝕污染損壞等情況。罐體如有損壞應及時更換。探針表面如有腐蝕銹跡應用2000目的細砂紙打磨干凈后再用干凈抹布擦至表面恢復金屬光亮。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。