土壤中重金屬檢測樣品前處理是一個復(fù)雜且關(guān)鍵的步驟,對終分析結(jié)果有重要的影響。目前主要采用濕法消解(鹽酸-硝酸-高氯酸-氫氟酸、王水/王水回流、反王水)、干灰化法消解與微波消解技術(shù)。
樣品前處理是化學(xué)分析中普遍的操作步驟之一,大多數(shù)分析技術(shù)需要的樣品為液態(tài),同時樣品前處理又是分析工作中薄弱的環(huán)節(jié)之一。有資料表明有60%的分析誤差產(chǎn)生于樣品前處理,而不是儀器本身。同一樣品用不同的前處理技術(shù),即便后續(xù)使用完全相同的方法與手段進行分析,得到的結(jié)果也可能差別很大。找到高效、快速、操作簡便且不易產(chǎn)生二次污染的樣品前處理方法,是現(xiàn)代分析技術(shù)亟待解決的問題之一。目前土壤中重金屬檢測樣品前處理技術(shù)主要有:濕法消解、干灰化法消解和微波消解。
1.濕法消解
濕法消解是將氧化性強酸加入到樣品中,通過對有機物的加熱破壞,達到待測無機成分的釋放,終形成穩(wěn)定的無機化合物用于實際分析。濕法消解是目前較為簡單的一種操作技術(shù),故被廣泛用于土壤中重金屬檢測樣品前處理。
1.1濕法消解的試劑選擇
在實際操作中,濕法消解主要使用幾種試劑,是鹽酸;第二是硝酸;第三是高氯酸;第四是氫氟酸。首先,鹽酸是一種效果較強的試劑,其在高溫高壓下的多種物質(zhì),如硫酸鹽和硅酸鹽等都能和鹽酸形成可溶的鹽酸鹽。其次,硝酸是一種強氧化劑,實驗室通常對其應(yīng)用重金屬元素的釋放樣品中,并形成可溶性的硝酸鹽。再次是高氯酸,其也具有很強的氧化性,不僅能形成金屬反應(yīng),還能對有機物進行消解,但需要注意的是高氯酸在熱濃條件下,很容易與氧化過的無機物產(chǎn)生爆炸。是氫氟酸,其是一種有效溶劑,能對硅基物料進行有效溶解,并將其轉(zhuǎn)化為能揮發(fā)的SiF,之后需要對相關(guān)元素加以檢測。
2.干灰化法消解
干灰化法是將樣品中的有機質(zhì)在高溫下氧化,方法簡單、加入試劑少、試劑污染微??;還可通過增加稱樣量,提高樣品分析的準確度。存在的問題是:灰化時間比較長,需要6h以上,在灰化不徹底時還需要中途冷卻降溫,加入混酸繼續(xù)灰化;溫度較高,對于易揮發(fā)的元素不適用,容易造成部分元素的損失。
3.微波消解
微波消解技術(shù)自Abu-SAmnA等于1975年提出后,由于其加熱快、升溫高,消解能力強,酸消耗量少,空白值低,可減少樣品的污染及揮發(fā)損失、降低勞動強度、改善工作環(huán)境等諸多優(yōu)點而受到廣大研究者的關(guān)注。
根據(jù)各自應(yīng)用方法的情況來看,微波消解操作技術(shù)在實踐操作中具有如下幾個特點:,消解能力強;第二,樣品污染少;第三,分析結(jié)果準確,也是其擁有的獨特優(yōu)勢,從而是土壤中重金屬檢測樣品前處理的一種常用方法。微波消解技術(shù)和傳統(tǒng)加熱有一定的區(qū)別,其是屬于內(nèi)加熱,通過微波能達到快速的深層加熱,微波的變交磁場會隨機產(chǎn)生并極化介質(zhì)分子,高頻磁場促使極性分子交替進行排列,終分子高速震蕩。同時,震蕩因為分子的分子間和熱運動受到影響,以此獲取很高的能量。這種相互作用導(dǎo)致樣品表面層產(chǎn)生破裂,形成酸反應(yīng)和新的表面層,以達到快速溶解樣品的效果。