原子吸收分光光度法测定水中重金属含量的应用

(山西焦煤西山煤电西山职业病防治所 山西 太原 030053)

引言

自新中国建立以来，我国注重了工业的发展并取得了骄人的成果，期间排放的废水中含有大量的重金属，给环境带来了难以弥补的污染。重金属污染对水质的污染是不可逆转性的，一旦存在，几乎没有任何手段降解，也不能通过水质本身的恢复力来恢复水质本身的程度。这不仅影响了水中生物的生长繁殖，还影响了水源的质量，影响到人们的日常生活。且重金属会通过食物链富集到顶端生物的体内，严重影响了生物的生存。所以要提高水源的质量，利用有效的方法测定水中重金属的含量，而原子吸收分光光度法正是一种广泛使用的方法。

一、原子吸收分光光度法的测定原理

原子吸收分光光度法主要是依靠光谱分析法来测定元素的含量，具体是将所测元素置于在元素本身相对应的波长环境下，观测该元素的蒸气对所辐射光的吸收程度来检测元素的含量。它依据的原理是在原子在高温的环境中或者化学反应的环境下会变为蒸气，从光源辐射出特定波长的光线，当光波通过原子蒸气时就会被基态原子所吸收，依据所辐射光线的减弱程度来检测元素的所含比例。原子吸收分光光度法是澳大利亚首先发明，并在国际上广泛应用。

二、原子吸收分光光度计的概述

原子吸收分光光度计是一种不可或缺的仪器，它是由原子化器、分光器件和监测系统等所组成，光源可以辐射出特定的波长，目前应用较为广泛的光源是空心阴极灯。原子化器是原子蒸气产生的环境，应用比较广泛的是火焰原子化器，它的原子蒸气化程度决定了元素检测的准确程度。分光系统的组成部分包括凹面镜和色散部件，色散部件能够通过光栅结构只允许符合要求的光线通过，而不符合要求的部分则被隔离在光栅之外。检测系统的主要组成部分是放大系统，它通过转换器将光信号转变成电信号，然后再经过放大系统，实现信号的放大，再经过电脑的分析，得到最终待测物的含量。

三、原子吸收分光光度法的使用特点

和传统的含量检测方法相比，原子吸收分光光度法的测量结果准确，测定过程比较便捷，所选取的空心阴极灯作为光源发射出来的光波是特定波长的，一般共存的元素并不会对其产生很大的干扰，这种检测方法选择待测元素的能力较强，因此选择性较强，从而也就提高了含量检测的准确程度。原子吸收分光光度法只需要取样很少体积的样品就可以达到检测的目的，从而减少了取样的难度。与此同时，原子吸收分光光度法也存在很多的缺点，虽然在可以检测的元素种类很多，但是当前可以有效检测含量的种类大约有三十多种，在检测的过程中需要不断更换辐射的光源，还要对波长的频率进行不断的设置，从而达到检测的要求。在检测期间，不能同时检测多种元素的含量，虽然该检测方法测量结果比较准确，但是仍有很多因素对实验的结果有干扰，例如光谱的干扰。检测的要求条件还包括溶解在水中的元素，对于一些不溶性的元素的含量检测还需要其他的方法。

四、原子吸收分光光度法测量水中重金属量的过程

(一)样品取样。原子吸收分光光度法应用的水质环境有一定的要求，对于比较清洁的水质，能够直接进行检测，在天然的水质中，含有一些悬浮的有机物对检测结果会产生干扰。可以事先对检测的水样用消解法进行处理，从而保证检测水质的清洁性。如果水中含有的重金属含量比较低，则可以对检测的水质进行富集化处理，提高重金属的浓度，从而提高检测的准确性。还可以在原子化器中加入特定的试剂是待检测物变成难挥发的化合物，或者通过使干扰物质挥发来提高样品的纯净程度，从而提高检测的准确性。

(二)样品分析。原子吸收分光光度法还要求对样品进行有效的分析，其中包括对于检测中所用到的检测器皿。需要将其浸泡在硝酸溶液中，浸泡一定时间之后，再通过离子水的清洗，从而避免污染待检测的样品。使用原子吸收分光光度法来检测水样中重金属的含量，能够使用手动进样的方法。对于火焰原子吸收法手动进样就比较方便，分析出结果就可以立即进行下一阶段的检测，但是这需要消耗很大的人力来完成。石墨炉原子吸收法则自动进样比较好，稍微的进样差别，就会造成体积的误差。在这种情况下，选择自动进样的方式准确度更高。如果使用自动进样器进行取样，需要的过程时间往往很长，并且自动取样器的位置一旦发生变化，就有可能对实验产生干扰。

在实验测定之前，需要对待侧领的元素进行预热，这样才能保证检验的稳定性。使用预热灯对元素进行预热，需要选用特定的波长。火焰原子吸收的方法则要设定吸收的谱线和助燃气的压力。在一般的条件下，吸收谱线要采用主灵敏线进行分析。在设定期间，要考虑元素的内在区别，如果使用乙炔气体，则要控制好乙炔气体的压力，不能达到使用的标准时要及时进行调整。在分析时可以根据分析的经验确定范围，配置的浓度要符合标准的区间范围，这样可以进一步提高检测的准确性。一般的仪器可以根据测量的曲线计算出结果，在分析期间要不断进行能量平衡，有必要的时候要进行调零处理。

(三)仪器的使用规范。在分析的过程中，为了避免检测的水样对仪器造成堵塞，要对仪器进行及时的处理，在分析过程中吸收适量的酸溶液，来对仪器进行清洗。在操作过程中还要注意水封系统的严密性，定时清理仪器中的残留物，定期更换检测的仪器来保证检测的准确度。在使用空心阴极灯时，要小心操作，保持手的清洁性，在取的过程中要轻拿轻放，以免打破空心阴极灯。每次检测操作要有实验记录，便于分析。对于仪器中出现的问题要及时的进行解决，避免对下一次的检测工作造成干扰。检测的环境要保持适当的湿度，从而避免空气中环境的湿度对样品的浓度产生干扰，导致试验检测的失败。最后在使用气瓶的时候要按照规范操作，避免发生危险。

结束语

原子吸收分光光度法对于检测水中重金属的含量有着重要的意义，在近些年的研究中也有了很大的改进，从手动取样到自动取样，从手动分析到电脑设备分析，检测的准确程度和效率有了很大的提高。通过未来对于原子吸收分光光度法的应用研究，把握方法的原理、特点，使用注意事项，其技术会越来越成熟，在应用的前景上也会愈加广阔。