原子吸收光谱法及其应用

邱才升，赖秋祥，廖彬玲

（紫金铜业有限公司，福建 龙岩 364200）

原子吸收光谱法是一种分析方法，主要有直接法和间接法两种，直接法是利用特定的波长直接测定目标元素的含量，并已广泛应用于微量元素的分析等方面；间接法是利用缔合、沉淀、氧化还原等定量反应的发生、经离心分离、原子吸收光谱法测定体系中游离的金属离子而间接测定目标分子。

1 原子吸收光谱法的基本原理

众多周知，自然界中的每一种物质在其组成上都具有独特的原子结构和外层电子排列，当原子被激发以后也会因为原子的不同使得电子具有不同的跃迁，同时，也会辐射出不同波长的光，也就是说，每种元素在激发后都会有具有自身特征的光谱线，而原子吸收光谱法正式通过这一特征进行元素的分析过程。在实际应用原子吸收光谱时需要将需要分析的样品处于第一激发态，利用仪器使原子从不稳定的激发态回到稳定的基态，并释放出多余的能量，其中辐射的光线为共振线。因为每种元素的共振线有其自身的特征，所以原子吸收光谱法在使用过程中能够从样品中发现不同的特征波长，波长通过待测样品的原子蒸气也会促使其外层电子进行同种元素所发射的特征谱线的选择性地吸收，吸光度就可以判断样品中待测的元素种类。

2 原子吸收光谱法的优缺点[1]

2.1 优点

（1）选择性强，精准度高。原子吸收光谱法在使用中吸收的谱线仅发生在主线系，主线系的谱线本身具有较窄的特性，因此使用中受到光谱的感染并不严重，而且选择性也较强，测定方法比较简便。

（2）分析范围广。原子吸收光谱法目前在对元素的测定中具有较大的发展空间，不管是低含量或主量元素，还是微量、痕量、甚至超痕量元素都可以进行测定，同时，对某些非金属元素和有机物也能间接进行测定，在针对样品的选择上也没有较为限制的要求，液态、气态以及某些固态都可以进行测定。

（3）抗干扰能力强。原子吸收光谱法在使用中受到的影响较小，谱线较稳定，不管是温度还是信号想读对其造成的干扰都较小，因此，在精准度上也能确保最高。

2.2 缺点

原子吸收光谱法主要的局限性就是分析过程较单一，无法做到同时分析多种元素，对一些难容的元素上的测定灵敏度也较低，同时在针对一些复杂样品的分析上容易受到干扰。

3 原子吸收光谱法的应用

3.1 在理论研究方面的应用

原子吸收光谱法目前在各行各业的应用中起到的主要是分析作用，随着先进技术手段的融入，也逐渐成为物理或者化学学科中的一种实验手段，在测定物质的基本性能以及研究等方面具有较好的作用，在一些化合物的金属元素分析上也有重大意义，可以理论研究方面的应用。

3.2 在元素分析方面的应用

原子吸收光谱法的应用领域较多，目前常见的主要是工业、生化制药、地质、环保等领域，其主要功能就是对金属元素进行分析，并作为标准分析法为行业生产提供参考依据，以下对原子吸收光谱法分析矿物中的成分以及直接测定工业水中重金属应用进行了介绍。

（1）原子吸收光谱法测定矿物中的铜

矿物冶炼也是我国工业发展中的一项重要产业，其在冶炼过程中也逐渐采用原子吸收光谱法来进行测定。比如矿物中的铜，过去的矿石中铜的测定一般是用碘量法进行测定，其本身存在的分析干扰多、操作繁琐、分析速度缓慢等缺点，严重制约着矿物企业的生产进程，因而原子吸收光谱法的应用逐渐普及。其测定过程主要是选用铜的次灵敏线（327.4和249.2nm）作为分析线，铜的次灵敏线相比于铜的最灵敏线来说能够最大程度上减少稀释引起的误差，对含量低时的分析也能够兼顾。主要过程就是用浓盐酸和浓硝酸分解矿石试样，将其浓度稀释到2%，并利用铜的次灵敏线为依据进行分析，一般来说，对矿石中的铜的测定成都可以达到0.05%～20.00%。

（2）原子吸收光谱法直接测定工业水中的重金属

原子吸收光谱法测定工业水中重金属的方法主要就是用来做水质检测，也是判定水污染程度的重要参考依据，一般来说，水中含有的铁、锰、锌、铜、铬、镉及铅都能够将进行含量的测定。

目前来说，测定工业水中的锌含量主要采用的是火焰原子吸收光谱法[2]，主要方法是以相应元素的空心阴极灯为光源，空气－乙炔火焰，用(1+1)硝酸酸化至pH≤2时来测定Zn的含量多少，在水样中加入适量NaCl来减少电离干扰的同时也能测定钾的含量。

4 原子吸收光谱法的应用趋势

（1）原子吸收光谱法近些年来在发展过程中逐渐完善，激光在原子吸收分析方面的应用研究也逐渐步入正轨，目前在针对激光是否可以代替空心阴极灯光源问题上的研究上也有重大突破，激光具有的能够使样品原子化的功能也为微区和薄膜分析提供了新手段，在对一些难溶元素的分析上也取得了重大的进展。

（2）电视型光电器件在研究中发现可以做多元素分析鉴定器。该种器件的应用能够较好的结合中阶梯光栅单电器和可调谐激光器光源并利用计算机技术进行测定多元素的原子吸收光谱仪的设计，为多种元素共同分析提供了可能。

（3）高效分离技术GC、LC的引入应用使原子吸收在痕量、超痕量范围内的测定有了更大的应用空间。

5 结语

综上所述，原子吸收光谱法作为一种应用较为广泛的分析法已经受到各领域的广泛应用，其具有的选择性强、精准度高、分析范围广以及抗干扰能力强等特性使其在重点在矿物的分析中发挥出重大作用，并能够在物理或者化学领域的实验研究中取得较大成效，因此，在其以后发展中还需要借助先进的技术手段提高其应用效能，使其应用更加广泛。