探析原子吸收分光光度法在水质分析中的应用

- 1 - 原子吸收分光光度法在环境分析领域中的应用

原子吸收分光光度法（AtomicAbsorptionSpectroscopy，AAS）是一种分析技术，用于测量固体，液体或气体中的有毒元素或者某些有害物质的浓度。凭借其快速准确的结果，该技术为环境科学研究和应用提供了重要的工具。本文将讨论原子吸收分光光度法在环境分析领域中的应用，包括它的原理，应用的领域，潜在优势和局限性。

原子吸收分光光度法的原理

原子吸收分光光度法是一种光谱法，其原理是激发原子中的电子，然后测量原子吸收自身特征波长范围内的激发电子释放出到激发源的能量。原子吸收分光光度法采集的离子阳性离子和阴性离子的信号都是独立的，可以实现定性和定量的测量。该技术的基本构成要素是一台配备显微镜的原子灯（Atomic Lamp），用于激发原子样品，以及双色分光光度计（Bichromatic Spectrophotometer），用于探测原子样品吸收的能量，进一步将原子样品中各元素的浓度进行定量。

原子吸收分光光度法在环境分析领域的应用

原子吸收分光光度法在环境分析领域中得到了越来越多的应用，因为它可以快速准确地检测各种重金属、重金属离子、有机污染物及其他有毒物质的浓度，为环境保护提供可靠的数据依据。

在环境水质分析领域，原子吸收分光光度法可用于测量河流、湖泊、池塘和其他水体中的重金属离子、硝酸盐及其他污染物浓度，以及各种类型的有机污染物，以便及时采取具体行动改善环境。此外，原子吸收分光光度法还可以用于检测土壤中的污染物，如重金属离子、 - 2 - 有毒元素和有毒物质。

此外，原子吸收分光光度法还可以用于大气环境分析，如测量空气中的有毒元素，如硫、氨、氮氧化物和微量重金属的含量。在环境毒物及危险废物分析领域，原子吸收分光光度法可用于检测毒物及其他危险废物中的有毒元素，如重金属离子、硝酸盐及其他有毒物质的浓度，为决定处理措施提供可靠的数据依据。

一、原子吸收光谱法在环境分析中的应用

原子吸收光谱法，因其灵敏度高、干扰小、精密度高、准确性好及分析速度快、测试范围广等诸多优点，在环境分析化学中广泛使用。

（1）水环境监测

原子吸收光谱分析主要应用于水环境中重金属的监测。原子吸收光谱法直接测定水中微量铜、铅、锌、镉元素的含量。

在线富集是原子吸收光谱检测分析发展的热点之一。

痕量金属元素化学形态的分析比单纯元素的分析要复杂、困难得多，除要求测定方法灵敏度高、选择性好外，还要求分离效能高。联用技术，特别是色谱一原子吸收光谱联用，综合了色谱的高分离效率与原子吸收光谱检测的专一性的优点，是解决这一问题的有效手段。

（2）土壤、底泥和固体物分析

采用微波消解法预处理待测土壤，火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤消解液中的锌、铜、铅、镉、铬5种重金属。

把河流底泥经过氢氟酸和高氯酸消化，用火焰原子吸收法测定其中的铜，获得较好的结果。

（3）大气环境质量监测

以微孔滤膜采样、钯或镍作改进剂，用石墨炉原子吸收光谱法测定居住区大气中硒。

对原有的光谱仪器进行简单改装，建立了两次金汞齐一冷原子吸收光谱法测定大气中的微量气态总汞的方法。

二、原子发射光谱法在环境分析中的应用 原子发射光谱法（AES），是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的方法。原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。

原子发射光谱法（AES）是一种成分分析方法，可对约70种元素（金属元素用磷、硅、碳、硼等非金属元素）进行分析。这种方法常用于定性、半定量和定量分析。

（1）电感耦合等离子体发射光谱法定量测试成色剂中的锰等微量金属元素

（2）为了分析合成金刚石中的杂质元素，以粉体Fe 、Ni合金触媒及石墨为原料，用静态高压技术合成出金刚石，分别对触媒和金刚石进行了原子发射光谱分析。

２０１８．２１科学技术创新一２５一　

原子吸收光谱法在水质检验中的应用　

郭明丽　（山东精诚检测技术有限公司，山东临沂２７６０００）　摘要：伴随经济社会的发展，各地工厂的规模不断扩大，而污水的排放量也进一步增大，随意的污水排放将严重影响到人们　身体健康，因此需对水质检验予以足够重视。而原子吸收光谱法作为一种新兴高效的水质检验方法逐渐得到重视。在对原子吸收　光谱法的原理及特征进行深入分析的基础上，介绍了原子吸收光谱法在水质检验中的应用要点。　关键词：原子吸收光谱；水质检验；试验；应用　中图分类号：０６５７．３１，Ｘ８３２　文献标识码：Ａ　文章编号：２０９６—４３９０（２０１８）２１—００２５—０２　原子吸收光谱法源于２０世纪５０年代，并被逐渐应用于水质、　化工、环境及食品的质量检验控制，原子吸收光谱法可分析水体中　微量元素的种类及含量，如镉、铜、锌等，通过对于各类微量金属元　素含量的测定可判定水体中重金属元素的超标情况，若含量超过　标准，则说明水质污染较严重，需经处理后再用于日常饮用用水。　伴随科学技术的发展，原子吸收光谱法也获得了不断的发展，应用　范围不断扩展，原子吸收光谱法应用于水质检验中具有高精度、应　用范围广以及效率高的优势，具有良好的应用前景。　１原子吸收光谱法的原理及特征　原子吸收光谱法即“ＡＡＳ”，通过原子共振辐射线依据气态原子　吸收的光辐射指标对微量元素含量进行测定，在技术发展进程中，　原子吸收光谱法的技术系统化、高效化程度不断提升，适用于地　质、化工等领域。原子吸收光谱法在水质检验中也发挥着重大作　用，可对水体中的铁、镁、锌、铜、砷、硒、银、镉、汞等微量元素的含量　进行准确分析，操作简便，精度较高。开展微量元素的含量检测时，　借助于原子外层对特定波长的光辐射的吸收作用，通过对波长的　分析得到含量指标，因此元素种类的差异导致检测方法存在一定　的差异。如对铁、锰、铜、锌等微量元素的检测需应用火焰原子吸收　光谱法，而对砷、硒等微量元素的检测需综合利用氧化物发生装置　及原子吸收光谱法，对镉、银、铅等微量元素的检测需采用石墨炉　原子：／ｔ－ｉ￣吸收法，以得到较为准确的检测结果。　在利用原子吸收光谱法对水质中微量元素的含量进行检测的　过程中，应用了原子吸收光量的推算法，具有以下几方面特征：首　先，原子吸收光谱法在水质检验中的检测速度较快，依据波长检测　法可对微量元素含量进行高效检测，并且具有较高的检测精度；其　次，原子吸收光谱法应用原子中电子吸收光谱原理进行测定，具有　较强的抗于扰性能，可选择性较好，在检测过程中可避免外界环境　因素及人工误操作因素对检测结果的影响；再次，原子吸收光谱法　可对水质中多种微量元素如铁、镁、锌、铜、砷、硒、银、镉、汞等的含　量进行高效测定，并可依据检测元素的不同选择性地采用火焰法、　石墨炉法等开展检测，在水质检验中的应用范围不断扩展，此外，　在化工、食品、地质等领域对微量元素含量的测定也在不断扩大范　围。　２原子吸收光谱法在水质检验中的应用（测定镉）　水体中含有的镉等重金属含量超标时，进人人体后将逐渐沉　淀积累，逐渐引发重金属中毒，直接影响到人体的生命健康与安　全，因此需对水质中重金属含量进行测定，对含量超标的水体进行　一系列净化处理。本文以水质中镉元素的含量测定为例，分析原子　吸收光谱法在水质检验中的应用。　可采用石墨炉法检测水质中镉元素的含量，依据待检测水样　在石墨炉中蒸发后残存物的折射光度对水质中重金属镉含量予以　测定。单次测定水质样本约２０　Ｌ，对水体通入约４５ｍＡ的电流，并　避免水体的沸腾及过量蒸发，以确保重金属含量测定的精度，在灰　化测定阶段中，需转为中等电流至水体出现碳化，在原子化阶段，　采用大电流实现元素的原子化，并利用火焰的作用吸收光源电磁　辐射，与标准水质样本的光度进行对比后即可确定水质中重金属　镉的含量。　２．１主要仪器。原子吸收分光光度计、无油气体压缩机、原子荧　光分光光度计、横向加热石墨炉系统、镉空心阴极灯、自动进样器、　热解涂层石墨管。　２２主要试剂。试剂为分析纯，包括浓度为１０００ｗｇｍ￣的镉标准　储备液、ＧＲ级浓硝酸、浓度为２０ｗｇ／Ｌ的镉标准使用液、三重过滤去　离子水、超纯水、磷酸二氢铵（２０ｇ￣）＋硝酸盐（２　）＋硝酸镁（０．８　）　的基体改进剂。　Ｚ３基体改进剂的配制。在采用原子吸收光谱法对水质进行检　验的过程中，选用的基体改进剂为磷酸二氢铵（２０　）＋硝酸盐（２ｇ　Ｌ　＋硝酸镁（０．８　），在配制基体改进剂时，取容积均为５０ｍｌ的两个　洁净烧杯，编号分别为Ａ、Ｂ，于烧杯Ａ中取０．１ｇ光谱纯金属靶溶于　３ｍｌ纯硝酸中，密封并置于通风处至金属靶完全溶解；于烧杯Ｂ中　取０．０６ｇ硝酸镁、１．２ｇ磷酸二氢铵溶于去离子水中，通风处放置至　完全溶解。最后将烧杯Ａ、Ｂ中溶液混入１００ｍｌ烧杯中，并用去离子　水定容，则基体改进剂制备完毕，放置于低温环境中密封保存，便　于后期检验使用。　２．４试验条件。试验中设定光谱仪波长２９４．２７ｎｍ，狭缝宽　０．６ｎｍ，利用峰面积型积分方式，引入塞曼背景校正技术，高纯氢气　作屏蔽气体，石墨管内引入基体改进剂，并采用自动进样器一次进　样。石墨炉内升温在程序控制下分段进行：第一阶段中首先升温至　１１ａ℃，并保温２５ｓ；第二阶段中，升温至１３　℃，并保温１０ｓ；第三阶　段中，升温至１０５０￣Ｃ，并保温１０ｓ；第四阶段中，升温至１６００￣，至原　子化，并保温２ｓ；最后升温至２４５００（２，保温３ｓ，注意在升温过程中充　注保护气，控制气流流量２６０ｍｌ／ｍｉｎ，当升温至原子化态时，停止保　护气流。　在自动进样器的相应位置分别注入集体改进剂、镉标准溶液以　及硝酸溶液，经自动稀释后得到标准溶液，测定其校正曲线。　２．５检出限试验。在检出限试验中，对浓度为ｌ　ｇ　的镉标准使　用液及对比溶液分另Ｕ开展多次试验，求得检出限为Ｑ８　ｇ／Ｌ。　２．６精密度试验。选取待测水样一份待试验，调整镉标准溶液浓　度为８　，在同一试验条件下分别开展多组相似性试验，对于各　组试验结果取算数平均值，测定结果平均值为８．９　ｇ门Ｌ，标准偏差　ＳＤ＝０．１８，相对标准偏差　．３％。　２．７准确度试验。取三组待涮水样样本开展相似性试验，水样本　底值、加标量、测定值以及回收率见表１所示：　（转下页）

原子吸收分光光度法测定水中重金属含量的应用

摘要：在水体污染防治中，重金属污染是主要的污染类型和危害性极大的污染物，要对其进行精准测定，还须借助原子吸收分光光度法达成目标。这种重金属污染物含量和浓度测定方法有极高的灵敏度和选择性，适用于广泛的检测范围，本文就是对原子吸收分光光度法测定水体重金属进行全面分析，详细介绍原子吸收分光光度计、原子吸收分光光度法应用以及重金属元素等的特点，阐述规范化的检测操作流程，供有关部门作业人员参考使用。

关键词：原子吸收分光光度法测定；水中重金属含量；技术应用

引言：重金属元素是水体污染的重要来源。利用原子吸收分光光度法开展水体重金属含量测定，须明确原子吸收分光光度计的构成成分和操作原理，通过关键仪器的标准顺序操作，配置标准曲线以及水样铁含量分析等步骤，对水体中的镉、铬、铜、铅以及镍等在内的重金属元素含量和浓度进行精准测定，取得生态污染防治的第一手资料，为落实后续治理措施打好基础。

1.原子吸收分光光度计

这种测量设备的组分包括光源、分光系统、原子化器以及检测系统4个部分。第一，光源负责检测对象元素的锐线光谱发射，发射原子吸收光源的灯具通常是无极放电灯以及空心阴极灯。现行封闭性空心阴极灯是应用范围最广泛的原子吸收光源，它又包括单元素、多元素以及高强度等多种类型；第二，原子化器。它包括石墨炉以及火焰两种类型的原子化器，它负责对试样中的检测对象元素进行转化，得到原子蒸气。原子化的效率和质量直接影响测定过程的准度、灵敏度和受干扰状况；第三，分光系统。它包括色散元件、凹面反射镜以及狭缝等。其中色散元件中光栅是主要成分，负责对相关辐射进行筛选，达标的辐射才能送入检测器，不达标辐射会在检测器以外遭到屏蔽；第四，检测系统。它包括检测器、电脑、对数转换器以及放大器，作用是把光信号向电信号转化，放大处理后提交给电脑或者CPU完成测算和研究，试样中所含的类金属以及多种金属元素，无论微量还是超微量，都会在显示屏上给出含量及浓度数据。