分析干扰及其消除方法

第一节 物理干扰及其消除方法

物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于试样任何

物理性质的变化而引起原子吸收信号强度变化的效应。物理干扰属非选择性干扰。

一、物理干扰产生的原因

在火焰原子吸收中，试样溶液的性质发生任何变化，都是直接或间接地影响原子化效率。当试液的粘度发生改变，则影响吸喷速率，

进而影响雾量和雾化效率。毛细管的直径和长度，测量液面的相对高度以及空气流量的改变，同样影响吸喷速率。试液的表面张力和粘度

的变化又将影响脱溶剂效率和蒸发效率，最终影响到原子化效率。当

试样中存有大量基体元素时，它们在火焰中蒸发解离时，不仅要消耗大量的热量，而在蒸发过程中，有可能包裹待测元素，延续待测元素

的蒸发，影响原子化效率。样品含盐量高时，不仅影响吸喷速率和雾化效率，还可能造成燃烧器缝口堵塞而改变燃烧器的工作特性。

物理干扰一般都是负干扰，最终影响火焰分析体积中的原子密

度。 二、消除物理干扰的方法

1．配制与待测试液基体相似的标准溶液，这是最常用的方法。 2．当配制其基体与试液相似的标准溶液有困难时，需采用标准加入

法。 3．当被测元素在试液中的浓度较高时，可用稀释溶液的方法来降低

或消除物理干扰。 第二节 光谱干扰及其消除方法

原子吸收光谱分析中的光谱干扰较原子发射光谱少的多。理想的原子吸收，应当是在所选用的光谱通带内仅有光源的第一条共振发射

线和波长与之对应的一条吸收线，当光谱通带内多于一条吸收线或光

谱通带内存在光源发射的非吸收线时，灵敏度降低，工作曲线线性范围变窄。当被测试液中含有吸收线重叠的两种元素时，无论测定其中

哪一种元素，都将产生干扰，这种干扰俗称“假吸收”，导致结果偏高。 100% 0% 吸收线 发射 发射线 吸收 0 % 100% 光谱通带 一、光谱通带内多于一条吸收线

如果在光谱内存在光源的几条发射线，而且被测元素对这几种辐射光均产生吸收，这时便产生光谱干扰。

100% % 发射 吸收 0% 100% 光谱通带 每一条吸收线具有不同的吸收系数，所测得的吸光度是每个独立

成分贡献的结果，多重谱线干扰以过渡元素较多，尤其是铁、钴、镍等多谱线元素。

为消除上述干扰，若多重吸收线和主吸收线的波长差不是很小，

则可通过减小狭缝宽度的办法来克服多重吸收线引起的干扰，但当波长差很小时，通过减小狭缝仍难消除干扰，并且可能使信噪比大大降

低，此时需另选吸收线。 二、光谱通带内存在光源发射的非吸收线

待测元素的非吸收线出现在光谱通带内，这非吸收线可以是待测

元素的谱线，也可能是其它元素的谱线。造成这种干扰的原因有以下几种： 1．具有复杂光谱的元素本身就发射出单色器难于完全分开的谱线，

如铁、钴、镍等。 2．光源阴极材料中的杂质引起非吸收线干扰。例如：铝灯阴极中的

微量铜发射216.5nm谱线而干扰铝217.0nm谱线测定。 3．光源填充的惰性气体的辐射线引起非吸收线干扰。例如：充氩的

铬灯，氩的357.7nm谱线干扰铬的357.9nm谱线的测定。

克服这种干扰的常用方法是减小狭缝宽度，使光谱通带小到足以分离掉非吸收线，但会使信噪比变坏，这时可改用其他分析线，虽然

灵敏度稍低，但允许较大的光谱通带，有利于提高信噪比。 三、吸收线重叠干扰

火焰中有两种以上原子的吸收线完全重叠，而分析元素含量很低

时，测得的只是共存元素的吸收信号。当分析元素吸收线中心位置与共存元素吸收线的中心位置稍有偏离，但仍有相当程度的重叠，此时

得到的吸收信号中仍有小部分是共存元素产生的。只有分析元素的吸收线和共存元素的吸收线完全分离时，共存元素才不会产生干扰。干

扰的大小取决于吸收重叠的程度，干扰元素的浓度及其灵敏度。当两

元素吸收线的波长差等于或小于0.03nm时，这种干扰是严重的，若重叠的吸收线是灵敏线，即使相差0.1nm，干扰也会明显表现出来。

消除这种吸收线重叠干扰的途径有三条：一是选用被测元素的其他分析线，二是预先分离干扰元素，三是利用塞曼效应或自吸效应背

景校正技术。

第三节 电离干扰及其消除方法 一、电离干扰效应及影响因素

某些易电离的元素在火焰中电离而使原子吸收的基态原子数减少，导致吸光度下降，而且使工作曲线随浓度的增加而向纵轴弯曲。

元素在火焰中的电离度与火焰温度和该元素的电离电位有密切关系，既火焰温度越高，元素的电离电位越低，则电离度越大。因此，电离

干扰主要发生于电离电位较低的碱金属和碱土金属。元素在火焰中的

电离度与电离常数及原子在火焰中的总浓度有关，显然，电离度随着金属元素总浓度的增加而变小，故工作曲线向纵轴弯曲。

二、消除电离干扰的方法 基于上述分析，可从不同的途径来消除电离干扰。

提高火焰中电子的浓度，降低电离度是消除电离干扰最基本的途

径。最常用的方法是加入消电离剂，一般消电离剂的电离电位越低越好。例如铯比钠消电离效果好。有时加入的消电离剂的电离电位比待

测元素的电离电位还高，但由于加入的浓度较大，仍可抑制电离干扰。利用富燃火焰也可以抑制电离干扰，由燃烧不充分所产生的碳粒电

离，使火焰中电子浓度增加。

采用温度较低的火焰，降低电离度，可消除电离干扰，从表中数据可知，使用高温火焰时，电离度大，电离干扰严重。使用温度较低

的空气---丙烷火焰或空气---乙炔火焰时，电离干扰较小，配用消电离剂，则可消除电离干扰。提高试液的吸喷速率也可降低电离干扰，

原因在于火焰中溶液量的增加，因蒸发而消耗大量的热，使火焰温度

降低。

表一 碱金属及碱土金属在火焰中的电离度 电离度% 元素 电离电位(ev) 空气—丙烷 空气—乙炔 氧化亚氮—乙炔 Li 5.4 0.6 5.2 63.8 Na 5.2 1.1 9.0 78.9 K 4.3 9.7 48.9 98.4 Rb 4.2 14.7 85.0 99.1 Cs 3.9 30.4 95.2 99.7 Be 9.3 <0.1 <0.1 0.1 Mg 7.6 <0.1 <0.1 2.8 Ca 6.1 0.2 2.0 40.5 Sr 5.7 0.6 5.2 68.5 Ba 5.2 2.1 16.4 92.4 此外，标准加入法也可在一定程度上消除某些电离干扰。

第三节 化学干扰及其消除方法

一、化学干扰的本质

化学干扰是指试样溶液转化为自由基态原子的过程中，待测元素与其他组分之间的化学作用而引起的干扰效应。它主要影响待测元素

化合物的熔融、蒸发和解离过程，这种效应可以是正效应，增强原子吸收信号；也可以是负效应，降低原子吸收信号。

化学干扰是一种选择性干扰，它不仅取决于待测元素与共存元素的性质，而且还与火焰

类型、火焰温度、火焰状态及观测部位等因素有关。 化学干扰是火焰原子吸收中干扰的主要来源，其产生的原因是多

方面的。待测元素与共存元素之间形成热力学更稳定的化合物，是参与吸收的基态原子数减少而引起负干扰；自由基态原子自发地与火焰

中的其他原子或基团反应生成了氧化物，氢氧化物或碳化物而降低了

原子化效率。 二、消除化学干扰的方法

由于化学干扰的复杂性，目前尚无一种通用的消除这种干扰的方法，需针对特定的样品，待测元素和实验条件进行具体分析。

1、利用高温火焰

火焰温度直接影响着样品的熔融、蒸发和解离过程，许多在低温火焰中出现的干扰，在高温火焰中可部分或完全消除。例如：在空气

---乙炔火焰中测定钙，有磷酸根时，因其和钙形成稳定的焦磷酸钙而干扰钙的测定。有硫酸根存在时，干扰钙和镁的测定。若改用N2O

---乙炔火焰，这些干扰可完全消除。

2．利用火焰气氛 对于易形成难熔难挥发氧化物的元素，如硅、钛、铝、铍等，如

果使用还原性气氛很强的火焰，则有利于这些元素的原子化。N2O---乙炔火焰中有很多半分解产物CN、CH、OH 等，它们都有可能强夺氧

化物中的氧而有利于原子化。利用空气---乙炔火焰测定铬时，火焰

气氛对铬的灵敏度的影响非常明显，若选择适当的燃助比使火焰具有富燃性，由于CrO通过还原反应原子化，则灵敏度明显提高。火焰各

区域由于温度和区域不一样，因此在不同观测高度所出现的干扰程度也不一样，通过选择观测高度，也可减少或消除干扰。

3．加入释放剂 待测元素和干扰元素在火焰中形成稳定的化合物时，加入另一种

物质使之与干扰元素反应，生成更难挥发的化合物，从而使待测元素

从干扰元素的化合物中被释放出来，加入的这种物质称为释放剂。 常用的释放剂有氯化镧、氯化锶等。例如，磷酸根干扰钙的测定，

加入镧和锶后，由于与磷酸根结合成稳定的化合物而将钙释放出来，其反应如下：

2CaCl2+2H3PO4=Ca2P2O7+4HCl+H2O+H1

CaCl2+H3PO4+LaCl3=LaPO4+3HCl+CaCl2+H2 由于生成热H2远大于H1因此反应按第二个方程进行，避免了

钙与磷酸根的结合，则消除了磷酸根的干扰作用。 采用加入释放剂以消除干扰，必须注意释放剂的加入量。加入一

定量的释放剂才能起释放作用，但也有可能因加入量过多而降低吸收

信号。最佳加入量应通过实验加以确定。 4．加入保护剂

加入一种试剂使待测元素不与待测元素生成难挥发的化合物，可保证待测元素不受干扰，这种试剂称为保护剂。保护剂的作用机理有

三：一是保护剂与待测元素起作用形成稳定络和物，阻止干扰元素与

待测元素之间生成难挥发化合物；二是保护剂与干扰元素形成稳定的络和物，避免待测元素与干扰元素形成难挥发的化合物；三是保护剂

与待测元素和干扰元素均形成各自的络合物，避免待测元素和干扰元素之间生成难挥发的化合物。

例如：以EDTA作保护剂抑制磷酸根对钙的干扰属第一条机理；以8—羟基喹啉作保护剂可抑制铝对镁的干扰属第二条机理；以EDT

A作保护剂可抑制铝对镁的干扰属第三条机理。此外，葡萄糖、蔗糖、

乙二醇、甘油、甘露醇都已用作保护剂。应当指出使用有机保护剂，因有机络合物更易解离而使待测元素更易原子化。

5．加入缓冲剂 于试样和标准溶液中均加入一种过量的干扰元素，使干扰影响不

再变化，而抑制或消除干扰元素对测定结果的影响，这种干扰物质称

为缓冲剂。例如：测定钙时，在试样和标准溶液中加入相当量的Na和K，可消除Na和K的影响。需要指出的是，缓冲剂的加入量，必

须大于吸收值不再变化的干扰元素最低限量。应用这种方法往往显著降低灵敏度。

如果样品组成比较确定，亦可在标准溶液中加入同样基体消除干

扰，即所谓消除基体干扰效应。 6．加入助熔剂

氯化铵对很多元素都有增感效应。它可以抑制铝、硅酸根、磷酸根和硫酸根的干扰。其对待测元素吸收信号的增感通过三方面的作

用：一是氯化铵的熔点低，在火焰中很快熔融，对一些高熔点的待测

物质起助熔作用；二是氯化铵的蒸气压高，

有利于雾滴细化和熔融蒸