探究环境化学分析中的微波消解技术

探究环境化学分析中的微波消解技术
摘要：环境化学是对当前环境中所蕴含的有害化学物质进行分析以及研究的一门学科，主要的研究目的是对有害物质的化学特性以及控制途径进行论述。

因此，在开展该学科研究工作时，需要进行全方位的环境化学分析工作，在实际分析过程中传统的方法会造成大量的污染以及消耗较多的时间，因此对新技术的应用已经成为环境化学分析工作中的重要内容，微波消解技术的应用正是如此。

关键词：环境化学分析；微波消解技术；应用
引言
在环境化学中，人们需要分析各种介质，然后根据各种环境介质分析其化学特性的差异，最后分析环境介质的影响。

但微波消解技术可以利用其渗透能力在短时间内测量实测环境介质的含量，这比传统测量方法更有利。

传统的环境介质测量方法包括烧结法、熔融法和溶出法，其中有些污染了测量过程中的环境，而另一些则过长，导致挥发性元素测定不准确。

因此，微波消解技术可用于确定环境化学中的各种元素，不仅能保证元素测定的准确性，而且能防止消化过程中的污染。

1环境化学
就环境化学来看，其在研究过程中是以环境当中所蕴含的有害化学物质为主要研究对象的，并且在研究过程中主要是对化学物质在环境介质当中的存在以及化学特征和所产生的化学行为以及所产生的作用进行控制和研究。

而环境化学这门学科本身又可以分为多门分支，环境分析化学就是环境化学学科的重要分支之一。

该学科主要是对环境介质当中所蕴含的化学物质种类、成分、含量以及化学形态等进行鉴定和测定。

2微波消解技术所具有的基本特征
2.1微波消解技术的时效性
微波辐射强，能在短时间内加热材料。

如果没有微波辐射，加热过程会立即
终止，材料可以在很短的时间内散热，这就是微波加热的老化特性。

实验数据表明，偏振角频率的变化与弛豫时间密切相关，这是微波波段常见的现象。

我国用
于环境化学分析的微波频率一般为915MHz或2450MHz。

经过转换实验，发现微波
在这两种频率下的能效最高。

2.2穿透性强
微波本身具有超强的穿透能力，可以使微波发射到物体内部结构，使物体内
部温度迅速上升。

也就是说，微波加热技术可以实现对整个材料的均匀加热。

2.3微波消解技术的整体性
微波具有极高的能量和强大的穿透能力，不仅能够穿透物质物体的表面，在
物体内部传输一定数量的电磁能量，而且还能减少分解水分子所需的时间。

微波
是一种能加速导热并对物体材料具有良好内外加热作用的热源，相对均匀，能够
很好地满足工业生产和自动化控制的需要。

2.4具有选择性
微波加热技术对不同材料产生不同的加热效果，金属材料等元素反射微波，
难以加热。

利用这种微波特性，可以在工业应用中实现加热部分的精确划分，并
满足工业加热的标准要求。

3微波消解的方法
在当前我国已经有能力生产10MP并且温度高达300℃的压力及温度可控的微
波消解设备，所以使消解方法的应用范围变得更加广泛。

对于微波消解技术来讲，在应用的过程中，需要根据消解样品的特点和后续的检测工作方法来进行工作，
主要考虑的是分析检测工作中样品的取样量，样品分析试剂的选择和微波功率以
及时间和压力等。

在样品的取样时，取样数量需要根据后续的检测工作方法，仪
器的灵敏度和试样的待测元素含量等进行确定。

试样消解定容之后的浓度需要比
检测出的限制高度高出5~10倍。

如果从消解效果以及安全性等指标方面进行考
虑后，试样数量不能过多，如果数量过多可能会导致压力过大。

在无机样品取样
的过程中，尽可能保证取样数量及质量在0.2~2g，如果试样的情况不清楚，那么
应当选择0.1~0.2g的试样进行提前试验，然后根据消解反应再选择合适的数量。

在消解试验的过程中消解试剂大多数采用盐酸以及过氧化氢，一般情况下，消解
试剂如果是单独进行使用，所取得的效果并不显著，所以大多数都是使用两种或
者是两种以上的试剂进行组合应用。

4微波消解技术在环境化学分析中的具体应用
4.1化学需氧量的测定
钾色谱可用于测量化学需氧量，但需要大量样品才能获得准确的测量数据。

测量化学需氧量并在测量过程中返回样品需要一定时间。

因此，钾层析并不根据
高压蒸汽分解法的时间密度测量化学需氧量，但它很短，但很容易在测量过程中
产生二次污染，大量气体在分解过程中产生，导致压力过大，管线频繁爆炸。

因此，微波脱氧技术可以直接和短期测量水样的化学需氧量，最终达到平均值，从
而快速得到测试结果。

整个过程中不需要大量的水样，也不需要二次污染，因此
微波脱盐可以经常用于测量化学需氧量。

但微波脱盐技术也存在一些缺点，在计
量化学需氧量方面需要高研究成本。

当水柱较小时，也会导致测试结果错误，因
为样本尺寸较小。

4.2测定土壤样品
微波处理技术不仅可以确定金属含量，而且还可以确定非金属含量，例如土
壤样品中的有机碳含量可以通过微波处理技术加以确认。

方法是首先采集0.25
克土壤样品，再倒入10毫升硝酸，再倒入3毫升氢氟酸，利用微波加热技术在3
分钟内将液体温度提高到150 c，3分钟后再将液体加热到155 c恒定温度，保
持这种温度上述方法有助于对耕地的土壤状况进行详细和准确的测量。

4.3 冶金样品分析化学中的应用
微波消解技术可用于冶金行业样品的化学分析，特别是对于传统方法难以消
解的样品，可采用微波消解技术进行预处理工作，以保证消解效果。

比如石化产
品样品消解过程中，传统的压力弹消解需要5 ~ 8小时，而微波消解技术可以将
时间控制在1 ~ 1.5小时。

因此，在冶金样品的化学分析和消解过程中，应重视微波消解技术，在合理的微波消解条件下，提高化学分析的效果。

4.4大气中硒的测定
大气中硒含量的测定非常重要，人体需要一定量的硒才能维持正常的生活。

当人们没有足够的硒条目时，可能会发生各种疾病。

另一方面，过量摄入硒也会导致身体疾病。

因此，重要的是要知道如何确保人们吃适量的硒。

大气中的硒被植物吸收。

这是植物和农作物中活性硒的一部分。

食物植物是人类吸收硒的主要途径，因此大气中硒的测定对人类生命的健康非常重要。

测定硒时，应先在大气中保存颗粒样品，然后是硝酸、盐酸或。

加入溶解氧水，然后利用微波杀菌技术加热、稀释、固定后的耐受性，最后得到。

4.5对于含水率的测定
对于样品材料含水率的测量，主要方法是微波加热干燥，测量过程非常快，样品材料含水率可以在短时间内确定。

目前，这种方法正在我国食品工业、果蔬和各种化学试剂的水分检测中使用。

结束语
综上所述，随着我国环境污染治理及控制工作力度的增强，在环境化学监测工作过程中，工作任务量以及工作难度不断增加，如果仍然采用传统的样品预处理方法，那么所消耗的时间以及所浪费的人力物力等都非常大，已经不能够满足新形势下环境污染整治工作的实际需要。

因此，采用微波消解技术，已经变成当前环境监测分析工作中的技术应用首选，能够很好地提高环境监测分析工作水平及质量。

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