原子吸收分析方法及其环保应用

纪媛媛

（安徽省淮北市环境保护监测站，安徽 淮北235000）

1 原子吸收分析简介

火焰原子吸收光谱法的诞生可以追溯到1955年的原子吸收光谱分析论文的发表。10年之后，威尼斯在原子吸收分析中加入了氧化亚氮-乙炔火焰，为原子吸收寻找出了新的研究之路。从此，原子吸收分析进入了快速发展与基础应用阶段。

此外，1968年，马斯曼炉得到推广与发展；1970年，世界首台石墨炉原子吸收器由美国PE 公司推出；1990年，石墨炉原子吸收光谱分析正向成熟迈进；1994年，原子吸收光谱器可对4～6个原子同时测定，该仪器由美国PE公司研发；1997年，针对30个元素分析的原子吸收光谱仪器由Leeman Labs公司研发。

在国内，我国关于原子吸收光谱分析的研究比较晚。原子吸收光谱法首先在国内得到介绍是由张展霞、黄本立在1963年开始的。试验型原子吸收光谱仪器则由吴建照在1965年组装。微机化原子吸收光谱仪器在上世纪80年代才开始，90年代则将计算引入，如AS-986原子吸收分光光度计。

2 原子吸收光谱分析应用

原子吸收分析具备分析元素多、灵敏度高、精度好、选择性强等特点，在各领域有广泛的应用，如金属化学形态分析、有机物分析、元素分析、理论研究等。

（1）理论研究。物理化学实验常应用原子吸收，测定物质基本性能，比如蒸汽压、溶解度、光谱线轮廓、解离能、扩散系数。

（2）元素分析。在环保、商检、质检、大专院校、农业、疾控、科研单位、工业、冶金、农业等领域，都应用了原子吸收分析。

（3）有机物分析。主要采取间接法，如有机物维生素C（Ni）、氨基酸（Cu）、醇类（Cr）、8-羟基喹啉（Cu）、含卤素的有机物（Ag），在和金属元素间的化学计量反应后，便能测得。比如，在金属离子和有机化合物络合后，就对络合物内金属做测定，便得到有机物。

（4）金属化学形态分析。在液相色谱分离之后，有机化合物如烷基汞、烷基锡、烷基铅等都可在联用色谱-原子吸收后测定。

3 原子吸收光谱分析中参数概念

3.1 供电方式和灯电流大小

空心阴极灯是原子吸收分析的光源，共振线为锐线光源。灯电流大小与发射谱线强度有联系，脉冲供电与非脉冲供电是常用的供电形式。

3.2 狭缝宽度与光谱通带

测定准确度、灵敏度、标准曲线线性都与狭缝宽度大小有关。分光器线色倒数与狭缝宽度决定单色器光谱通带，公式为：

式中：狭缝宽度为S；分光器线色散率倒数为D；光谱通带宽度为Δλ。

3.3 火焰类型与乙炔流量

2300℃是空气-乙炔火焰最高温，主要火焰类型有：富燃性火焰，1.7L／min《乙炔流量，温度低，黄色发亮；氧化焰，1.3～1.7L／min乙炔流量，燃烧稳定，蓝色火焰，是除碱金属外的经常使用的高温度火焰；贫焰，1.2L／min＞乙炔流量，温度中等，淡蓝色火焰。

3.4 吸光度与观察高度

燃烧头高度即观察高度，为空心阴极灯燃烧时发射的谱线。最佳高度可在调节高度后，在得到的最大吸光度时确定。

4 原子吸收分析法中的问题

4.1 处理

无论仪器分析法或是传统化学分析法，测定试样都是通过预处理后，对溶液进行的测定。干灰化法、直接稀释法、微波消解法、加压消解法等式常见的试样制作方法。各种处理方法特性可见表1。值得注意的是，密封微波消解可对ICP-MS、ICP、AAS具有检出限低、高检测灵敏度、准确度高与速度快的优点，分析时间大大缩短，是分析实验室预处理样品的最常用办法。

4.2 原子吸收分析法

（1）标准曲线法。主要有反常型、正常型、理想型三种标准曲线。标准曲线应用时，需要测定条件、样品溶液、标准溶液基体的匹配一致，方可测定得更准确。考虑校正曲线误差，校正曲线可通过多个实验后再绘制，提高精度；考虑测定误差，两端精度低于中央精度，所以，要在中央部分寻找被测元素含量。

（2）标准加入法，借鉴于吸光度的加和性。因为被测试样的组成的未知性，标准溶液的配制就比较困难，若有足够的被测试样，标准加入法便派上用场。对于复杂试样，标准加入法也比较适宜，但若有电离干扰与和浓度关联的化学干扰，则需释放剂消除干扰。

表1 处理方法

4.3 氢化物发生-原子吸收法

（1）测定氢化物。首先，火焰原子吸收法。在火焰原子吸收光谱仪器中导入产生的氢化物，因火焰温度高，便能原子化。在该方法中，因为火焰中原子态停留时间不长、空气稀释，会出现较低的灵敏度，火焰气体的光谱吸收非常严重。其次，加热石英管原子化。在加热的T 型石英管中导入氢化物，并原子化，克服了火焰原子化中的缺陷。电加热石英管、火焰加热石英管是加热石英管原子化的形式。火焰加热石英管主要是对T 型石英管用空气-乙炔火焰加热，促使氢化物原子化，该法可对火焰背景吸收做消除，测量灵敏度大幅度提升。电加热石英管使得石英管中的氢化物停留时间延长，比较容易控制加热温度，不会稀释原子蒸气，有很高灵敏度。

（2）被测元素共存离子、价态与介质酸度、背景吸收等会干扰氢化物发生原子吸收法，石英管原子化器能对干扰最大限度降低。酸性环境是氢化物反应的前提，元素种类的差异导致酸性浓度的差异。比如，Bi、Sb、As几乎无酸性要求，Te、Ge有较高酸性要求，1%的酸度则适合Sn、pb。氢化钾是铅测定的前提，锑、砷元素测定要预还原，保证低价元素的存在。

5 影响原子吸收分析测定结果因素

5.1 样品代表性

选取的检测样品往往是从大批的原始样品中筛选的，测定样品多为几克或几十克，想要准确的代表原始样品，取样就应该按标准进行，并粉碎、过筛再干燥。

5.2 分离富集

分离富集技术主要有无火焰原子吸收石墨炉法、流动注射离子交换石墨炉原子吸收光谱法、钨丝探针电解预富集-石墨炉原子吸收法等。分离富集应用非常广泛，比如，血清中铝、硒，指甲中镉，尿中锰、铅，饮用水中铝、全血与螺旋藻中铅，蕨菜中铬，电解锰中通铬钴镍，无铅汽油中铅，饮品中锗，药用植物中的微量元素等。

5.3 判断测定结果

实验室中准确定确定法中，回收率测定比较常用，即将标准物质加入样品中，如果样品浓度在测定下限之下，那么意味着浓度需增加。因标准溶液基体与样品溶液几乎不可能一致，干扰较多，为此，可以加标回收实验，若还是无法确定，背景校正就派上用场。例如，光散射与分析吸收造成误差，可通过石墨炉法、火焰法自吸校正。

合理前处理、样品代表性、仪器检定是测量方法的几个注意要点。在测定某样品时，需要同时测量和样品有相似的化学组成形态的参考物质，测定参考物质出来的结果满足某要求，则说明样品测试时准确的。

同一样品经不同分析方法反复测定，或者统计检验显示具有不显著的差异，则说明准确度高。注意误差，误差表明了真实值和测定值间的差异，测定结果要准确，就要控制误差。

6 结语

当前，市场上用于原子吸收分析的仪器都朝着自动化方向发展，在各种电子、光学设备技术与燃烧安全保护装置辅助下，原子吸收分析仪器的操作也更快速、简洁，结果不再模糊，准确性有了保证，也较为安全。分析研究原子吸收分析发展史，并掌握其应用，是保证监测站化验室工作顺利进行的前提，可提高化验分析员的原子吸收分析技术。

［1］丘星初，丘 山，丘 圣，等.原子吸收法简介（Ⅰ）［J］.电镀与精饰，2012，34（2）：36～39.

［2］范贵鹏.浅谈原子吸收分析条件下的干扰和对策［J］.科技风，2014（14）：273～273.

［3］任得娟，鲁学正.浅析原子吸收分析法的干扰因素［J］.科技创新与应用，2014（27）：299～299.