分析環境化學分析中的微波消解技術

吳偉成

摘 要：環境化學分析樣本中往往會還有很多的有害物質和有毒成分，對此相關科技人員研發了很多方法對其中的有毒有害成分進行消減。但是所研究的傳統的消解方法，需要的時間很長，而且對環境的污染存在較大影響。為了解決傳統消解方法存在的問題并隨著科技水平的不斷提高，便促成了微波消解技術的產生。微波消解技術對有毒有害成分的消解速度較快，且準確率很高以及有很強的重復性。本文就研究分析環境化學分析中的微波消解技術進行淺論。

關鍵詞：環境化學;環境監測分析;微波消解技術

1 環境化學

1.1 環境化學的簡單概述

環境化學是環境科學中的重要分支學科之一。是主要應用化學的基本原理和方法，研究大氣、水、土壤等環境介質中化學物質的特性、存在狀態、化學轉換過程及其變化規律、化學行為與化學效應的科學。當前時代背景下，環境污染被人們所重視。造成環境污染的因素有很多，主要可分為物理、化學和生物學三方面，而化學方面所引起的污染就占整體環境污染的80%～90%。所以面對此種環境污染問題，便促成了環境化學這一學科的形成。從化學的方面進行研討，對人類生活生產方面引起的生態環境污染進行探討。環境化學不僅研究廣義方面，還在原子和分子水平上的各種物質轉化，反應以及分布結構變化進行了深刻的研究。此門學科的深入發展，為改善生態環境污染奠定了基礎，提供了科學依據。

1.2 環境化學的特點

環境化學是在化學的角度上進行理論分析和技術研究而拓展出來的，主要是對化學成分在自然環境中發生反應引起的環境污染問題，作為研究對象，目的是解決化學物質引起的環境問題。具體有以下三個特點：

1.2.1 研究對象復雜多變

隨著人類生活水平的逐步提高，對各種生活物質的要求也越來越高。所以，各大工廠越來越多的出現在我們的生活范圍中。而環境中化學污染的物質大多數都來源于各種工廠廢氣廢物的排放，以及人類生活中產生的廢氣廢物。這些產生的化學有害物質，不僅僅是這樣單純存在在環境體系中，而是會以多種形式進行化學反應，物理變化，所以環境化學所面對的研究對象是復雜多變的體系。

1.2.2 濃度水平低，測試技術需精細

生產生活所產生的化學有害污染物質在自然環境中確實存在，但相較于整個生態環境而言它的存在濃度水平是很低的，一般是百萬分率或者是十億分率，有時候甚至可以達到萬億分率。所以相較于其他化學成分而言，要是對這種極低的濃度水平物質進行深入研究的話，就需要靈敏精細的現代化分析測試儀器和技術，而且還有相應能力的科學研究人員，既要兼顧它存在濃度水平低的因素，也要實時監控其在環境中進行的各種化學機制的轉化。

1.2.3 具有一定的綜合性

此項學科雖是以化學角度進行研究，但它包含了多種方面的知識與技能。我們所生存的環境中有很多物質，在一定的條件下，這些物質會發生諸多反應。在介質環境中積累、相互作用和生物效應等問題。要對環境中諸多化學污染物質進行分類研究和探討，需配合物理學，生物學，氣象學，數學等多種學科的技術方法。綜合性極強，只有多方面多角度的研究和考量，才能真正的反映出環境中存在的化學污染物質客觀真實的變化規律。所以環境化學具有較強的綜合性。

2 環境監測分析

環境監測分析從字面就可以了解到就是對環境進行有害物質的監測以及分析。利用多項學科的知識技巧進行化學有毒有害物質的分析，為解決生態環境問題提供科學依據，從而有效解決生態環境問題。

2.1 環境監測分析的重要性

當今時代，經濟生活水平快速提高。人類生產生活所產生的廢氣廢物也愈加增多，從而生態環境中存在的化學有毒有害物質也隨之增多。生態環境遭到嚴重破壞，全球氣候變暖趨勢也逐漸增強。所以加強對環境的監控分析，將生態環境中存在的有毒有害物質止步于此，既提高了人類所處地區的環境質量，也解決了日益惡化的生態環境問題。

2.2 加強環境監測能力建設

上文已經分析了環境監測對人類生產生活的重要性。所以加強環境監測能力，也是必不可少的。在此背景下對監測能力的建設提高需要從兩大主要方面入手，一方面是環境監測的技術人員，另一方面是環境監測科學技術水平的提高。在環境監測過程中，主要是由相關技術人員的參與才能進行，要廣納相關人才，并對其工作效益進行獎勵提高相關工作人員的積極性。還要增強自身的技術水平和相關學習素養，提高整體研究人員的能力。工作人員的能力得到了提高，那么其對應的監測設備也要不斷進行的提高。不要固守著傳統的監測技術，要不斷的與時俱進、科學創新，對傳統監測技術進行深入的研究，并在此技術上實現科學化智能化，從而全面提高環境監測技術。

3 微波消解技術

3.1 微波消解技術的簡單概述

微波是一種電磁波，對液體具有穿透能力。在環境監測技術中起到了不可缺少的作用，微波可以催化液體中吸波物質進行物化反應。所以利用微博來進行，環境中存在的化學污染物質的分解，是科學領域中極大技術進步。此項技術對設備和學科知識儲備有很高的精度要求。微波消解法就是利用微波爐采用密閉容器或開口容器進行樣本濕式分解制備試液的方法。此項消解技術的方法比傳統消解方法速度要快近10倍。它會改變分子的運動，但是不會引起分子內部結構的變化。電磁波對樣本傳輸發射能量，卻不具有能量的損耗。他不會因為研究樣本物質的成分改變而變化自身的價值，有很大的利用范圍。通過提高溫度和增大壓強，讓化學反應物減短所需的反應時間，提高監測效率。

3.2 微波消解技術在環境分析中的應用

3.2.1 檢測樣本中含水率的測定

微波消解技術在對環境中化學污染物的測定應用有很多。檢測樣本中含水率的測定就為其中一種，含水率測定方法大致分為兩種，分別是微波加熱烘干法和介電常數測量法。而微波加熱烘干法就是微波消解技術的應用。微波加熱烘干法的優點就是檢測速度很快，節省實驗時間，提高實驗效率。這種方法不僅能測試環境化學中的檢測樣本，還廣泛地應用于我們的生產生活當中，比如糧食作物，果品蔬菜中的濕度測定，此種技術研究為人類的生產生活帶來了極大的便利。

3.2.2 對大氣中所存顆粒物硒的測定

我國有關微波消解技術的相關科研人員，利用微波消解技術進行消解-石墨爐原子吸收光譜法測定大氣顆粒物中的硒。此項實驗微波消解的主要程序是：取用適量大氣顆粒物樣品，對樣品進行濾膜后，放置在實驗所需的消解容器中，并且用少量水進行潤濕，后加入適量硝酸，鹽酸以及過氧化氫試劑液，混合進行化學消解。待消解完畢后，將實驗樣品依次進行冷卻，稀釋，定容。最后對所得實驗樣品進行整體深入分析。在以相同的實驗環境背景下進行二次回收試驗，對實驗樣品加標回收率約為92%。

3.2.3 其他多方面指標的測定

微波消解技術不僅可以測定環境樣品中化學有害物質的分析還可以測定重金屬分析以及農業環境的樣品分析、地質環境的樣品分析等多種指標測定。微波對實驗樣品的作用有很多，其中常見的有兩種分別是，有致熱效應與非致熱效應。利用微波對樣品的熱效應可以讓微博在化學實驗樣品的物質中快速測定某種抗體，測定抗體后讓其與免疫單向擴散法聯合運用能夠更加迅速的測定免疫球蛋白。將實驗所測定的抗原抗體分子放在的微波場中的時候，抗原抗體分子會飛速的運動，在極短的時間內于所需反應物混合，降低反應所用時間，提高實驗效率。

4 結束語

如今，我們的國家越來越提倡綠色可持續發展戰略，大力的對環境污染的治理和防御控制進行監管。所以，我們不僅要在生產生活方式上進行改變，科技人員所用的基礎設施也要跟上綠色環保可持續發展的戰略步伐。人民大眾和國家步調相一致，向著共同的目標進發，提高我國的科研科技水平，不拘泥于傳統的科學技術，不斷創新，加強研發。在這種形式的要求下，微波消解技術在科學實際實驗的應用中凸顯了它的巨大潛能，此項技術能夠摒棄傳統實驗處理方法，費時費力，污染性極大的缺點，具有效率高，耗時少，利用率大幅度提高，重復性強的優點，將會在人類未來的生產生活中的應用越來越廣泛。

參考文獻：

[1]張文清.分離分析化學[M].上海：華東理工大學出版社，2007.