分析环境化学分析中的微波消解技术

吴伟成

摘 要：环境化学分析样本中往往会还有很多的有害物质和有毒成分，对此相关科技人员研发了很多方法对其中的有毒有害成分进行消减。但是所研究的传统的消解方法，需要的时间很长，而且对环境的污染存在较大影响。为了解决传统消解方法存在的问题并随着科技水平的不断提高，便促成了微波消解技术的产生。微波消解技术对有毒有害成分的消解速度较快，且准确率很高以及有很强的重复性。本文就研究分析环境化学分析中的微波消解技术进行浅论。

关键词：环境化学;环境监测分析;微波消解技术

1 环境化学

1.1 环境化学的简单概述

环境化学是环境科学中的重要分支学科之一。是主要应用化学的基本原理和方法，研究大气、水、土壤等环境介质中化学物质的特性、存在状态、化学转换过程及其变化规律、化学行为与化学效应的科学。当前时代背景下，环境污染被人们所重视。造成环境污染的因素有很多，主要可分为物理、化学和生物学三方面，而化学方面所引起的污染就占整体环境污染的80%～90%。所以面对此种环境污染问题，便促成了环境化学这一学科的形成。从化学的方面进行研讨，对人类生活生产方面引起的生态环境污染进行探讨。环境化学不仅研究广义方面，还在原子和分子水平上的各种物质转化，反应以及分布结构变化进行了深刻的研究。此门学科的深入发展，为改善生态环境污染奠定了基础，提供了科学依据。

1.2 环境化学的特点

环境化学是在化学的角度上进行理论分析和技术研究而拓展出来的，主要是对化学成分在自然环境中发生反应引起的环境污染问题，作为研究对象，目的是解决化学物质引起的环境问题。具体有以下三个特点：

1.2.1 研究对象复杂多变

随着人类生活水平的逐步提高，对各种生活物质的要求也越来越高。所以，各大工厂越来越多的出现在我们的生活范围中。而环境中化学污染的物质大多数都来源于各种工厂废气废物的排放，以及人类生活中产生的废气废物。这些产生的化学有害物质，不仅仅是这样单纯存在在环境体系中，而是会以多种形式进行化学反应，物理变化，所以环境化学所面对的研究对象是复杂多变的体系。

1.2.2 浓度水平低，测试技术需精细

生产生活所产生的化学有害污染物质在自然环境中确实存在，但相较于整个生态环境而言它的存在浓度水平是很低的，一般是百万分率或者是十亿分率，有时候甚至可以达到万亿分率。所以相较于其他化学成分而言，要是对这种极低的浓度水平物质进行深入研究的话，就需要灵敏精细的现代化分析测试仪器和技术，而且还有相应能力的科学研究人员，既要兼顾它存在浓度水平低的因素，也要实时监控其在环境中进行的各种化学机制的转化。

1.2.3 具有一定的综合性

此项学科虽是以化学角度进行研究，但它包含了多种方面的知识与技能。我们所生存的环境中有很多物质，在一定的条件下，这些物质会发生诸多反应。在介质环境中积累、相互作用和生物效应等问题。要对环境中诸多化学污染物质进行分类研究和探讨，需配合物理学，生物学，气象学，数学等多种学科的技术方法。综合性极强，只有多方面多角度的研究和考量，才能真正的反映出环境中存在的化学污染物质客观真实的变化规律。所以环境化学具有较强的综合性。

2 环境监测分析

环境监测分析从字面就可以了解到就是对环境进行有害物质的监测以及分析。利用多项学科的知识技巧进行化学有毒有害物质的分析，为解决生态环境问题提供科学依据，从而有效解決生态环境问题。

2.1 环境监测分析的重要性

当今时代，经济生活水平快速提高。人类生产生活所产生的废气废物也愈加增多，从而生态环境中存在的化学有毒有害物质也随之增多。生态环境遭到严重破坏，全球气候变暖趋势也逐渐增强。所以加强对环境的监控分析，将生态环境中存在的有毒有害物质止步于此，既提高了人类所处地区的环境质量，也解决了日益恶化的生态环境问题。

2.2 加强环境监测能力建设

上文已经分析了环境监测对人类生产生活的重要性。所以加强环境监测能力，也是必不可少的。在此背景下对监测能力的建设提高需要从两大主要方面入手，一方面是环境监测的技术人员，另一方面是环境监测科学技术水平的提高。在环境监测过程中，主要是由相关技术人员的参与才能进行，要广纳相关人才，并对其工作效益进行奖励提高相关工作人员的积极性。还要增强自身的技术水平和相关学习素养，提高整体研究人员的能力。工作人员的能力得到了提高，那么其对应的监测设备也要不断进行的提高。不要固守着传统的监测技术，要不断的与时俱进、科学创新，对传统监测技术进行深入的研究，并在此技术上实现科学化智能化，从而全面提高环境监测技术。

3 微波消解技术

3.1 微波消解技术的简单概述

微波是一种电磁波，对液体具有穿透能力。在环境监测技术中起到了不可缺少的作用，微波可以催化液体中吸波物质进行物化反应。所以利用微博来进行，环境中存在的化学污染物质的分解，是科学领域中极大技术进步。此项技术对设备和学科知识储备有很高的精度要求。微波消解法就是利用微波炉采用密闭容器或开口容器进行样本湿式分解制备试液的方法。此项消解技术的方法比传统消解方法速度要快近10倍。它会改变分子的运动，但是不会引起分子内部结构的变化。电磁波对样本传输发射能量，却不具有能量的损耗。他不会因为研究样本物质的成分改变而变化自身的价值，有很大的利用范围。通过提高温度和增大压强，让化学反应物减短所需的反应时间，提高监测效率。

3.2 微波消解技术在环境分析中的应用

3.2.1 检测样本中含水率的测定

微波消解技术在对环境中化学污染物的测定应用有很多。检测样本中含水率的测定就为其中一种，含水率测定方法大致分为两种，分别是微波加热烘干法和介电常数测量法。而微波加热烘干法就是微波消解技术的应用。微波加热烘干法的优点就是检测速度很快，节省实验时间，提高实验效率。这种方法不仅能测试环境化学中的检测样本，还广泛地应用于我们的生产生活当中，比如粮食作物，果品蔬菜中的湿度测定，此种技术研究为人类的生产生活带来了极大的便利。

3.2.2 对大气中所存颗粒物硒的测定

我国有关微波消解技术的相关科研人员，利用微波消解技术进行消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大气颗粒物中的硒。此项实验微波消解的主要程序是：取用适量大气颗粒物样品，对样品进行滤膜后，放置在实验所需的消解容器中，并且用少量水进行润湿，后加入适量硝酸，盐酸以及过氧化氢试剂液，混合进行化学消解。待消解完毕后，将实验样品依次进行冷却，稀释，定容。最后对所得实验样品进行整体深入分析。在以相同的实验环境背景下进行二次回收试验，对实验样品加标回收率约为92%。

3.2.3 其他多方面指标的测定

微波消解技术不仅可以测定环境样品中化学有害物质的分析还可以测定重金属分析以及农业环境的样品分析、地质环境的样品分析等多种指标测定。微波对实验样品的作用有很多，其中常见的有两种分别是，有致热效应与非致热效应。利用微波对样品的热效应可以让微博在化学实验样品的物质中快速测定某种抗体，测定抗体后让其与免疫单向扩散法联合运用能够更加迅速的测定免疫球蛋白。将实验所测定的抗原抗体分子放在的微波场中的时候，抗原抗体分子会飞速的运动，在极短的时间内于所需反应物混合，降低反应所用时间，提高实验效率。

4 结束语

如今，我们的国家越来越提倡绿色可持续发展战略，大力的对环境污染的治理和防御控制进行监管。所以，我们不仅要在生产生活方式上进行改变，科技人员所用的基础设施也要跟上绿色环保可持续发展的战略步伐。人民大众和国家步调相一致，向着共同的目标进发，提高我国的科研科技水平，不拘泥于传统的科学技术，不断创新，加强研发。在这种形式的要求下，微波消解技术在科学实际实验的应用中凸显了它的巨大潜能，此项技术能够摒弃传统实验处理方法，费时费力，污染性极大的缺点，具有效率高，耗时少，利用率大幅度提高，重复性强的优点，将会在人类未来的生产生活中的应用越来越广泛。

参考文献：

[1]张文清.分离分析化学[M].上海：华东理工大学出版社，2007.