煤中微量元素测定研究进展

杨凯源，卢玉东，李玉龙，柴宁磐，贺茂勇

(1.长安大学 水利与环境学院，陕西 西安 710054；2.旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室，陕西 西安 710054；3.中国科学院青海盐湖研究所，青海 西宁 810008；4.中国科学院地球环境研究所，陕西 西安 710061；5.黄土与第四纪地质国家重点实验室，陕西 西安 710061)

煤炭在世界各国的能源结构中占有重要地位，煤炭在中国的能源消费结构中占比60%以上，煤炭的开采量和消耗量都很大。煤炭在开采、运输和燃烧过程中会将大量有害物质，如二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、颗粒物等进入大气环境，造成酸雨、全球气候变暖以及大气雾霾等环境问题，给人类及生态系统的稳定带来严重的危害[1]。同时燃煤释放的颗粒物以及堆置的煤矸石和煤灰中含有有毒的微量元素[2-3]，随雨水进入土壤和地下水[4]，使当地水和土壤中的有毒元素浓度超标，造成燃煤型地方性疾病[5-6]，给土壤和地下水环境安全带来了挑战。但是煤作为一种矿产资源，近些年发现在特定的地质条件下，煤可以富集具有开发性的金属元素，如锂、镓、铀、锗、稀土元素等[7-8]。因此，准确快速获得煤中微量元素的含量不仅能够评估煤是否具有作为金属矿产开发的价值，还能帮助更好地认识燃煤对大气和地下水污染的机制。本文将从煤的消解、固体测定和溶液测定方法上进行综述，并对未来煤中微量元素的测定方法进行展望。

1 煤炭样品前处理方法

煤的测试分为煤样测试和煤灰样测试，两者都需要先将样品烘干、研磨过筛制成均匀的粉末状样品。煤样测试可直接用煤或消解溶液进行测试，煤灰样测试可将煤先加热灰化，通常采用马弗炉加热，再将灰化后的样品消解并测试。两者对于常量元素(Si、Al、Ti、Ca、Fe、Mg、K、Na和P)都不会产生较大误差。煤样测试优点是测试结果真实反映煤中元素的分布情况，缺点是样品用量较少，某些微量元素含量较少，达不到仪器的检出限，样品中有机物含量高，消解费时费力。煤灰样测试的优点是，灰化能去除煤中的大部分有机物，使元素富集5～10倍，并且提高消解效率，缺点是灰化过程会造成部分挥发性元素损失，对于挥发性强的微量元素该方法测试误差较大。

两种方法在进行溶液测定元素含量时，均需将样品消解成溶液或将待测元素转移至溶液中进行测试，常用的前处理方法有湿法消解、燃烧消解法、碱溶法三大类(图1)，各种方法所需条件见表1。

表1 煤样前处理方法所需条件

图1 煤前处理方法的分类

1.1 湿式消解

湿式消解一般使用各种具有氧化作用的试剂在加热的条件下将煤中的矿物质和有机质彻底消解从而得到澄清消解液。消解所用的试剂的选用跟待测目标元素、测定方法、原煤煤级等因素都有关系。高氯酸、盐酸、硝酸、双氧水主要是充当氧化剂，将煤中的有机物和无机物分解为溶解性盐类，氢氟酸主要是为了分解煤中的硅，硫酸经常用于溶解有机砷化物，磷酸有时用来替代硫酸从而降低强酸对设备的腐蚀，硼酸常用来分解氟化物沉淀和中和过量的氟。煤中微量元素的含量通常为10-6级，因此往往需要优级纯的试剂，消解所用的水必须为超纯水。湿法消解根据加热仪器和加热方式不同可分为电热板消解法、石墨炉消解法、高压密闭消解法和微波消解法等。

1.1.1 电热板消解法 电热板消解是实验室最常用的消解方法。将煤样品和试剂加入密封消解罐，直接放在电热板上加热。该方法的优点是设备简单，操作方便，适合大批量处理样品，现在是煤样消解的主流方法。缺点是煤中有机物含量高，常压下消解很慢，试剂使用量大，消解时间长，通常需要几天的时间。中间赶酸、换酸时需要敞口操作，容易造成交叉污染以及挥发性元素损失的情况。电热板加热处理煤样通常先加双氧水去除有机质，再加入硝酸和氢氟酸的混酸加热消解矿物，若消解不彻底可加入王水继续加热消解至澄清。

1.1.2 石墨炉消解法 石墨炉消解法是将煤样和试剂加入消解罐或者坩埚中再采用石墨炉消解仪加热样品进行消解。是在常规电热板基础上，对每个消解样品进行独立消解的方法，提高效率。石墨炉消解仪是采取底部环绕式加热的方式进行消解处理，样品受热面积大，升温快速，温度均匀，能够缩短消解时长，自动化程度高，能够大批量处理样品。

1.1.3 高压密闭消解法 高压密闭消解法使用的仪器是高压密封罐和烘箱。高压密封罐由聚四氟乙烯密封罐和不锈钢套筒组成，将煤样和试剂加入带盖的聚四氟乙烯罐中，再将其放入不锈钢套筒中，用不锈钢套筒的盖子压紧密封聚四氟乙烯的盖子放入190 ℃的烘箱内加热。聚四氟乙烯罐的壁较厚，导热慢，一般要加热数小时，停止加热后必须冷却后才能打开盖子。与普通电热板消解法相比煤和试剂在高温高压的环境下易充分反应，可使消解时间大为缩短，消解更彻底，并且被测组分的挥发损失降到最小。同时酸的消耗量小，试剂空白低，金属元素几乎不损失，提高了测试准确性。马亮帮等[9]用浓HNO3和HF体系采用高压密闭消解法将煤完全消解通过ICP-MS测定了煤中的16种稀土元素，标准煤样各元素测试结果与标准推荐值基本吻合。该方法消解样品速度快，安全可靠，元素回收率高。

1.1.4 微波消解法 微波消解是利用微波能使消解体系中的极性分子在微波电磁场的高频作用下做极性运动，从而引起化学键的振动、断裂及微粒的互相摩擦、碰撞，是一种从内到外的加热方式。这种加热方式能使消解物更好地与溶剂反应，从而达到快速、完全消解的目的。消解流程通常只需要几个小时，大大缩短了消解时间。密闭的反应釜可以减少挥发性元素的损失，使元素回收率提高。微波消解是目前主流的消解方法，具有操作简便、效率高、试剂用量少、污染少、空白值低等优点，缺点是无法实现赶酸操作，需要采用电热板加热方式赶酸。

影响微波消解效果的因素主要是试剂的种类、用量和温度。王珲等[10]对比了不同温度下HNO3、HNO3-H2O2、HNO3-HF和HNO3-HF+H3BO3四种不同用酸对煤样的微波消解效果，结果表明微波温度越高，煤样的固体残留率越低。对比四种用酸的结果发现，在210 ℃条件下先加HNO3和HF消解煤再加H3BO3来中和过量HF及氟化物沉淀的消解效果最好，对煤中30多种矿物和金属元素检测，元素回收率在85%～112.5%。适用于煤中常规矿物元素和重金属元素的分析测定。Fiona等[11]通过利用900 W和1 200 W功率的微波对标准煤样进行消解，测试结果也表明大功率微波对煤中微量元素的回收率有明显提高作用。

1.2 燃烧法

燃烧法是通过在密闭容器中通氧燃烧来分解样品，产生的气体利用吸收液将待测组分吸收制成待测溶液。该方法主要适用于可被转化为气体的元素，测定不同的元素选取相应的吸收性好的吸收液，稀HNO3、HCl通常当作金属及非金属元素的吸收液，(NH4)2CO3、NH4OH和水通常当作卤族元素的吸收液。由于是在密闭容器内高温燃烧，使得挥发性元素损失小，像煤这种有机质含量高的样品也能在短时间内快速分解，但是吸收时间较长[12]。整个样品制备过程的时长与湿法消解相比有明显缩短，但往往单次只能处理单个样品，处理效率不高，不适宜批量处理样品。常用的燃烧法有管式高温炉燃烧法、氧瓶燃烧、氧弹燃烧和微波诱导燃烧技术。

1.2.1 管式高温炉燃烧法 管式高温炉燃烧法通常用来测定煤中的S、N、C、H、Cl、F等元素。煤样在空气或者氧气的助燃下在燃烧管中加热至燃烧，燃烧产生的气体被吸收液或吸收剂吸收进行测定。通常用三氧化钨作催化剂，用过氧化氢溶液或水作吸收液。

1.2.2 氧瓶燃烧法 氧瓶燃烧法通常用来检验卤素或硫等元素。取0.1 g的煤样用剪裁好的无灰滤纸包好挂在缠绕好的铂丝上。将燃烧瓶快速大流量充满氧气，加入吸收液，将无灰滤纸点燃迅速放入充满氧气的燃烧瓶中，在铂丝的催化作用下进行燃烧，燃烧过程的局部温度达1 000～1 200 ℃。燃烧过程将煤中的有机化合物快速分解为具有水溶性的无机离子型产物。能被底部的吸收液吸收。吸收液常用水、稀酸、稀碱或过氧化氢溶液。该方法具有一定的危险性，需要操作人员非常熟练，同时还要注意防爆。申世刚等[13]利用氧瓶法采用酸性高锰酸钾作为吸收液吸收煤中的汞蒸气使其转变为汞离子，测定煤中的痕量汞，回收率在91.4%～97.3%。

1.2.3 氧弹燃烧法 氧弹燃烧法与氧瓶燃烧法类似，区别在于它是用两个电极连接铂丝，用电流加热铂丝来引燃样品。高压氧弹外部由不锈钢制成，通入氧气的压力可达到2.5 MPa。在燃烧的高温和高压下，煤可完全氧化，残留的碳含量极低，待测组分被容器底部吸收液吸收。与氧瓶法相比氧弹法相对安全、易学、处理效果好。但一次只能处理一个样品，大约需要30 min，不适合批量处理。氧弹燃烧常与离子色谱技术结合广泛用于测定煤炭中的卤素、金属和非金属[14]。刘建权等[15]就采用氧弹燃烧技术，以(NH4)2CO3溶液来吸收煤中释放的Cl元素。

1.2.4 微波诱导燃烧技术 微波诱导燃烧技术是通过微波辐射引燃密闭容器中的样品来使其消解，该技术结合了氧瓶、氧弹燃烧技术和微波辐射加热的优点。操作更加简便、安全，增加的回流步骤，使该方法能对待测组分几乎完全吸收。MIC技术1次能燃烧8个样品，相比氧瓶法和氧弹法1次只能处理1个样品，处理效率大大提升。

微波诱导燃烧技术问世以来，因其操作简便、安全、元素回收效果好、处理效率高受到各国科学家的广泛青睐。Pereira等[16]对MIC技术的点火条件进行了研究，分别实验了不同浓度的Ca(NO3)2、KNO3、Mg(NO3)2、NaNO3和NH4NO3的水溶液滴加在滤纸上作为点火器，在不同的微波功率下计算点火所需时长。结果发现硝酸盐的浓度越高和微波功率越大，引燃样品的时间越短，与溶液种类没有关系。Fabiane等[17]采用MIC技术实验了不同浓度HNO3作吸收液时对煤中砷、镉、铅的吸收效果，结果发现对于灰分高于8%的煤样适合采用7 mol/L的HNO3作吸收液，灰分低于8%的煤样适合采用 5 mol/L 的HNO3作吸收液。经ICP-MS测定以后回收率和精密度分别好于97%和95%。Flores等[18]采用(NH4)2CO3作为吸收液利用MIC技术对煤样进行了消解测定其中的卤族元素，燃烧完成后经过 5 min 的回流，样品中的Br、Cl和F的回收率达到97%以上，残余含碳量低于1%，经过IC和ICP-MS的测定准确度达96%～103%，体现了MIC技术对于挥发性元素回收效果好，处理效率高的独特优越性。

1.3 碱融法

碱熔法一般将试样与碱性固体溶剂(如MgO或NaOH)混合放入坩埚中，再置于马弗炉中高温燃烧让其进行复分解反应，使待测组分转变为可溶于水或酸的化合物，最后转移定容成溶液进行测定。碱熔法分解能力强，操作简便，但所需溶剂的量比较大，并且熔融过程中若坩埚材料出现腐蚀会引入新的杂质，应尽量使用优质坩埚。

碱熔法能一批处理多个样品，时间大约需要 4 h，操作过程中样品转移次数较多，容易造成待测元素损失。碱熔后的样品溶液NaOH浓度偏高，不能直接进入离子色谱分析，需要经过固相萃取柱中和碱性，降低Na+的浓度。郭丹丹等[19]从升温速率、溶液体积、滴加速度、灰化5个方面研究了艾士卡法对煤中全硫的测定的影响，结果表明升温过快、溶液体积过高、不完全结晶、灰化不彻底会造成测试结果偏低。宋义等[20]采用无水LiBO2和Li2B4O7以12∶22的混合溶剂以及LiNO3作为氧化剂有效地降低了煤灰的熔点，避免了熔融制样过程中硫的挥发，结合XRF测定得到了满意的测定结果。

2 测定方法

准确测定煤中各种元素的含量对煤的化工应用和煤燃烧过程的元素迁移机理具有重要意义。针对煤中的不同元素的测定，各种测定方法有其优劣势。根据待测的元素的性质可以选用最佳的测定方法。目前常用的测试方法大致可分为两大类，一种是固体测定方法，另一种是溶液测定方法。

2.1 固体测定方法

2.1.1 X射线荧光法(XRF) X射线荧光法是早期分析煤中常量元素含量的重要方法。基本原理是通过X射线照射使样品中的元素实现从基态到激发态的转变，由于处于激发态的电子不稳定，会向低能级跃迁，同时发出不同的波长和强度的X射线。根据不同的元素所发出的X射线的波长不同以及不用的浓度所产生的X射线强度不同可以利用波谱测量仪器或能量测量仪测定元素的含量和成分。

XRF在实验室进行测定过程中为了防止光的散射，要求样品被测面尽量平整，一般煤样品使用切片或者压片进行检测。但原位测量过程中样品粒度不均一、表面纹理粗糙导致XRF光源与样品表面的距离不断变化影响XRF的光源强度稳定，造成测定结果精度不高。Zhang等[26]对XRF光源强度和距样品距离进行了模型计算分析和实验对比，为提高XRF在线分析的准确性提供了理论基础，并且研发了一套将XRF分析仪与激光测距仪结合的在线分析系统，可以直接装在传送带上对煤粉中的Hg、Pb、Cr、Ti、Fe、Ca等几种重金属进行在线测定，检出限(ng/g)分别达到(44±2)，(34±2)，(17±3)，(41±4)，(19±3)，(65±2)，RSD<7.74%，相对偏差与ICP-MS的测定结果相比Cr、Ti、Ca小于10%，Fe为0.8%～24.26%，Hg和Pb大于20%[27]。XRF在无损和原位分析方面具有强大的优势，与近些年新兴的三维 μ-XRF 谱仪、同步辐射光源等多种装置联用在现场和原位分析方面具有巨大的发展前景和应用潜力。

2.1.2 中子活化法(NAA) 中子活化法的原理是样品中的稳定同位素被低能量的中子照射后会捕获中子形成放射性同位素，有不同的半衰期并且会释放出不同种类和强度的γ射线。根据γ射线的种类和强度即可测定元素的种类和浓度。优点是可以对煤固体样品直接进行测定，同时测定多种元素，基底效应较小。缺点是检测所需时间较长，不能分析像O、N、Si等轻元素以及像Cd、Cu、F、Hg等捕获中子横截面小的元素分析起来检测限高。

Rajmund等[28]采用中子活化法对煤灰中的22种元素同时进行了测定，大多数元素的RSD<15%，精度较好。目前中子活化技术在煤质在线监测方面的优势，常应用到燃煤电厂的煤质分析[29]。

2.1.3 二次离子质谱(SIMS) 二次离子质谱的原理是离子源发射高能量的一次离子打到待测样品靶表面会引起表面原子、分子或原子团的二次发射，称为离子溅射。二次离子即溅射粒子，一般以中性为主，其中有一部分带有正、负电荷。再利用质谱仪对二次离子进行分析，得到各元素的浓度。质谱仪能对绝大多数元素及其同位素进行测定，测定精度可以达到ng/g级。

二次离子质谱仪可以用来分析固体、粉末、块状样品，能够分析化合物组分及分子结构[30]以及样品表层信息，也能进行微区成分的成像和深度剖面分析。Hayashi等[30]采用SIMS对煤灰中B的化学形态进行了分析，发现在浸出特能较差和较好的粉煤灰中，B分别以三棱形的BO(3)和四方体形的BO(4)分布在颗粒的外表面。Wiese等[31]利用SIMS、离子探针等技术对煤中挑出的黄铁矿和马氏体中的Mn、Co、Ni、Cu、Se和Pb的空间分布规律进行了分析，结果表明这两种矿石并没有显示出对特定元素的偏好。SIMS的缺点是分析物的表面平整度要求很高，识谱有一定难度，容易受到基体效应的干扰[32]。

2.1.4 激光诱导击穿光谱(LIBS) 激光诱导击穿光谱是通过发射超短脉冲激光使其聚焦于样品表面，因为激光聚焦后能量密度很高，可以使任何物态(固态、液态、气态)的样品激发形成等离子体。等离子在冷却过程中会向外发射光谱，利用光谱仪对等离子体发射光谱进行采集和解析，通过等离子体发射光谱的波长和强度不同来区分样品中的不同元素并且测定其含量。LIBS因为是依靠光谱仪进行测试，所以能对可测光区内大多数元素同时进行测试，样品制备简便快速，煤样可直接制成压片测定。缺点是光谱仪存在光谱干扰影响测试精度。周冯斌等[33]向煤灰中加入Al单质为内标，利用LIBS测定煤灰中的Zn，测定Zn和Al的线性相关系数为0.995，并与XRF测定的结果具有一致性。证明了LIBS技术用于煤灰中金属元素快速检测的可行性。

2.1.5 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS) 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱系统主要由激光剥蚀装置(LA)、电感耦合等离子体源(ICP)和质谱检测器(MS)三大部分所组成。LA能直接剥蚀固体样品使样品以气溶胶的形式经过ICP火焰变为离子体，最终通过MS对元素种类和含量进行测定。影响LA-ICP-MS对样品微量元素含量准确分析的主要因素有LA的激光波长和脉冲宽度、校正方法、标准样品、分馏效应、基体效应以及灵敏度飘移等[34]。样品的制备方式主要有：①岩石薄片法；②粉末压片法；③熔融玻璃法。煤样的制备通常采取粉末压片法，这使得LA-ICP-MS在测定煤这种复杂固体时，省去了消解的工作，步骤简便，在一定范围内激光的能量度越大，测试精度越好。

LA特有的微区剥蚀技术，也使LA-ICP-MS具有微区元素分析能力，能刻画出样品整个截面的元素及同位素分布情况。Spears等[35]利用LA-ICP-MS对煤样薄片中的V、Ge、Ni、Cu、Zn、Sr和Ba等微量元素的空间分布进行了测定，结合岩石学进行了统计分析，探讨了微量元素与矿化石之间的联系。激光微区分析技术面对质谱干扰问题时，通常采用高分辨率模式或者碰撞池技术来消除干扰，调节质谱仪的参数或通过氮气降噪来抑制干扰，运用数学计算来校正。Dong等[36]将LIBS和LA-ICP-MS的联合使用可以测定煤中的主量和微量元素，并采用最小二乘回归法(PLSR)进行了数据校正，取得了较好的分析结果。

2.2 溶液测定方法

2.2.1 分光光度计(SP) 分光光度法是先用化学方法将煤或煤灰中的元素转变为在溶液中具有一定颜色的络合物，之后测定这种带颜色络合物的吸光度，从而计算出该元素在煤或煤灰中的含量。优点是设备简单，分析成本低，是实验室测浓度最常用的方法。缺点是检出限和分析精度都比较低。刘文娟等[37]采用氧弹燃烧-铬酸钡光度法对煤中的有机硫进行了测定，RSD为6.26%。

2.2.2 原子吸收光谱(AAS) 原子吸收光谱的原理是先将样品在原子化器中蒸发并且将其中的元素原子化，处于激发态的气态原子因为其元素种类不同所以会对不同波长的光进行吸收。通过不同元素的特征波长区分元素种类，通过分光光度计测定的吸光度来确定元素浓度。原子吸收光谱的优点是仪器发展成熟，操作简单，检测成本低，早期测定煤中的元素含量经常使用这种方法。根据原子被激发的不同方式，目前AAS可以分为石墨炉原子吸收光谱(GFAAS)、火焰原子吸收光谱(FAAS)、冷原子吸收光谱(CVAAS)和氢化物发生原子吸收光谱(HGAAS)等模式。

Shah等[38]采用AAS对煤中的As、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn进行了分析。Scaccia等[39]采用悬浮液进样结合GFAAS对煤中的Cd、Co和Pb微量元素进行了测定，制备悬浮液时利用HNO3作为分散剂能够降低基体的背景干扰。AAS的优势是仪器发展成熟，操作简单，能测定大多数常量元素和微量元素。而且AAS方法灵活，经过适当的改进就可以满足某些元素的测试要求。缺点是一个序列只能测定单个元素，不能同时对多种元素进行测定。

2.2.3 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES) 电感耦合等离子体发射光谱的原理是将样品溶液经过等离子体火焰使其蒸发汽化并电离为离子状态。这些离子吸收能量变为激发状，当其返回基态时以光的形式发出能量，从而发出光辐射。将发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱。根据不同元素发出的特征光谱的波长不同可以区分元素种类，根据特征光的强弱可以区分元素含量。Fiona等[11]对SARM19和SRM1632c两个标准物质微波消解后利用ICP-OES对Al、Fe、Ca、K、Mg、Na 6个主量元素和As、Ba、Be、Co、Cr、Cu、Li、Mn、Ni、Pb、Sr和V 12个微量元素同时进行了分析。通过对比消解过程中不同HF的用量和各种元素ICP-OES的测试结果发现HF的使用对K元素的回收至关重要，不同元素获取最大回收率时HF的使用量不同，HF使用量过多会使Ba和Sr形成难溶的氟化物沉淀，使其回收率下降。

ICP-OES的优点是可以对多种微量元素同时测定，而且测试速度快，可在几分钟内同时对几十种元素进行定量分析。检出限低，可以达到ng/g，而且准确度较高，相对误差在1%以下，试样消耗少。缺点是存在光谱干扰。

2.2.4 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 电感耦合等离子体质谱法是利用等离子体作为质谱分析的离子源，质谱仪根据离子的质核比以及离子强度不同进行定性和定量分析。可以对元素周期表中原子量从7～252的所有元素及各种同位素进行分析，是目前实验室进行微量元素分析的主要仪器[40]。优点是可以快速同时测定多种元素，样品用量少，检出限低，结合自动进样系统省时省力。缺点是等离子体喷雾器内信号不稳定，使用一段时间后仪器可能会出现波动。

ICP-MS在测试煤中微量元素时存在基体效应和质谱干扰影响分析结果的准确性。质谱干扰是指等离子体中离子种类与分析物离子具有相同质荷比时质量分析器很难将其区分，其中多原子质谱干扰是ICP-MS的主要干扰源[41]。ICP-MS测定稀土元素时因存在多种质谱干扰一直存在困难[42]，包括同质异位素、多原子离子和双电荷离子，主要是Ar的多原子干扰。碰撞/反应池(简称CRC)技术近年来取得了较大的发展，在降低多原子质谱干扰方面取得了很好的应用效果[43]。Henn等[44]通过CRC-ICP-MS技术，对煤的标准物质(NIST 1635和SARM 20)中微量Se进行了测定，准确度好于95%。Li等[45]通过向ICP-MS中引入He和H2混合气的方法有效地减弱了40Ar35Cl和40Ar38Ar+离子团对75As和78Se的干扰影响，测定了煤和粉煤灰中的As和Se，结果与原子荧光光谱法对比具有很好的一致性。

2.2.5 离子色谱(IC) IC法是20世纪80年代流行起来的液相色谱分析方法。利用固定相相对流动相(样品溶液)中的离子保留时间不同、峰面积不同来区分各离子种类和浓度从而建立起来的定量分析方法。该方法具有操作简便、准确度高、测定速度快、样品用量少等优点，适用于微量、痕量组分的测定。

煤中的卤族元素具有挥发性，在基于燃烧反应制样时会被吸收液吸收产生稳定的阴离子，离子色谱是测定这些阴离子的好方法。Flores[18]采用MIC技术对煤进行了前处理，用(NH4)2CO3吸收挥发的卤族元素并用IC测定取得了较好的结果。同样也可以测定一些简单的阳离子和煤中的稀土元素。Watkins等[46]对采用微波消解和高效离子色谱结合对SARM-18、NBS-1632等5种煤的标准物质中的12种稀土元素进行了测定，其结果与标准物质的参考值基本一致，展现了离子色谱技术在微量组分分析时的可靠性。

3 展望

(1)煤中有害元素的环境效应仍将是未来研究的重点，尤其是对大气、地下水的影响。因此迫切需要准确、便捷、快速的技术手段测定煤中各元素的含量，为了解各元素在煤中的形态，在燃烧过程中的行为，对大气污染的输入以及在水环境中的迁移情况提供支持。

(2)以微波消解技术为代表的全煤样消解技术为实现对煤样的多种元素同时测定提供了强有力的保障。消解迅速，彻底，空白值低，密闭条件避免了挥发性元素的损失，是极具优势的消解方法。ICP-MS能够对多种元素同时测定，而且测定快速、准确，成为目前主流的测试仪器，但在测试较难测定的元素，如稀土元素，还是会存在质谱干扰和基体效应，为了提高测试结果的准确性，碰撞反应池技术在消除质谱干扰方面还有很大的发展和应用空间。两者结合的检测技术在未来具有良好的应用前景。

(3)以LA-ICP-MS为代表的固体检测技术为煤样测试省去了很多前处理的操作，提高了测试的便捷性，但因为固体中元素分布不均匀造成测试结果重现性较差。未来应通过更好的磨片处理和校正处理，使测试精密度提高。