辽宁省朝阳县环境保护局 122000
摘要：原子吸收分光光度法是我国环境分析中最常见的方法之一，本文通过对其基本原理、用途和使用特点进行阐述，影响分析结果准确度因素及消除办法阐述，并讨论了原子吸收分光光度法在环境分析领城中的应用。
关键词：原子吸收分光光度法 环境分析中的应用
1.原子吸收分光光度法基本原理
原子吸收分光光度法是测定痕量和超痕量金属元素的有效方法，它的测量对象是呈原子化状态的金属元素和少量非金属元素，基本原理是仪器从光源辐射出体现待测元素特征谱线的光，经过试样蒸气时被蒸气中待测原素基态原子吸收，根据辐射特征谱线光被减弱的程度来检测试样中待测元素的含量。原子吸收遵循分光光度法的比尔吸收定律，通过比较样品溶液和标准溶液的吸光度，来求出样品中待测元素的含量。
原子吸收分光光度法所用仪器为原子吸收分光光度计，它主要由光源、原子化器、背景校正系统、单色器等部分构成。其中光源常用待测元素作为阴极的空心阴极灯。而原子化器的类型主要包括以下几种：火焰原子化器、石墨炉原子化器、冷蒸气发生原子化器等。本文具体分析原子化器中的火焰原子化器和石墨炉原子化器的基本原理和主要功能。其中，火焰原子化器由雾化器和燃烧器两部分构成，雾化器先将样品溶液雾化成稳定的雾滴微小均匀的气溶胶，然后通过与燃气混合，进入燃烧器产生的高温火焰中，再经过干燥、蒸发、样品原子化，实现待测元素形成基态原子的目的。燃烧火焰通常由空气-乙炔火焰等多种混合物组成，若要获得持续稳定的火焰，可以通过改变燃气的种类和比例控制火焰的温度来完成；石墨炉原子化器主要由电源及电热石墨炉等部件构成。它的基本原理是将样品溶液干燥、灰化后，再通过高温原子化使待测元素形成基态原子。由于石墨炉原子化器温度高，使试样几乎完全原子化，检测限也从火焰法的10-6mg/l 达到10-9～10-12mg/l。一般样品不用浓缩即可直接测定。背景校正系统中，背景校正法包括以下几种：自吸效应、连续光源、塞曼效应等。单色器的主要功能是从光源发射的磁辐射中分离出所测量的电磁辐射，仪器光路必须保证能有性能良好的光谱分辩率以及在非常窄的光谱带下通畅工作的效果。
原子吸收分光光度法在实际应用中具有以下优点。首先，灵敏度高。火焰原子吸收分光光度法在测定大部分金属元素时的相对灵敏度为1.0×10-8～1.0×10-10g•mL-1，这是因为原子吸收分光光度法测定的是占原子总数99％以上的基态原子，所以它的灵敏度和准确度都比较高。第二，方法便捷，选择性好。由光源发出特征性入射光过程非常简单，而且基态原子属于窄频吸收，所以元素间的干扰很小，可以不经过分离在同一溶液里直接观测各种元素，简单易行。 第三，精密度高。由于温度的不确定性对测定过程和结果影响很小，因此这种方法具有较好的稳定性和重现性，精密度较高。普通仪器的相对标准偏差一般是1％~2％，但性能优越的仪器可降低至0.1％~0.5%。第四，分析速度快，准确度高。利用这种方法测定微、痕量元素的相对误差为0.1％～0.5％，而且分析一个元素仅需数秒到几分钟。第五，应用范围广泛。运用这种方法能够测定大气飘尘、岩矿、植物、食品、生物组织等试样中70 多种微量金属元素，这种方法现已广泛运用于环境分析、生物技术、食品质量与安全、卫生检测和农林科学等部门。
2.原子吸收分光光度法定量分析方法
原子吸收分光光度法定量依据是比尔定律，即当吸收光程一定时，试样的吸光度与待测元素的浓度成正比，常用定量分析方法有标准曲线法、标准加入法和内标法。
2.1标准曲线法：同紫外可见分光光度计一样，用标准样品配置标准系列，测定不同浓度标准系列的吸光度，绘制标准曲线，测定样品吸光度，在曲线上测得样品浓度。该方法快速、简便，但配置标准系列繁琐，样品吸光度应在标准曲线上。试样与标样用同样试剂处理，操作条件一致，而且样品中不存在干扰物质才能使用。
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2.2标准加入法：在一定浓度范围内即标准曲线呈直线的情况下，才可用标准加入法，标准加入法可以消除基体效应的影响。但不能消除分子吸收、背景吸收的影响，同时如果曲线斜率太小，易引起较大误差。
2.3影响原子吸收分光光度计测定准确度的因素
原子吸收分光光度法的干扰虽然比较小，但仍需消除。主要干扰有光谱、物理和化学干扰等。
2.3.1 由于光源杂质元素多或待测元素附近有另外的发射线导致分析结果误差大，叫光谱干扰，一般通过选择纯度高的元素灯或减少狭缝来消除干扰。
2.3.2 由于样品中有高浓度盐或气态分子对光的散射引起背景吸收，一般通过零点调节予以消除。或者通过氘灯扣背景消除干扰。
2.3.3 样品中待测元素与共存组分之间的化学反应形成难挥发化合物，使待测元素的基态原子减少的干扰效应。如试样中SO42-和PO43-的浓度增大将使钙的吸收率低；铝的存在会使镁的测定结果偏低。通过使用高温燃烧头来降低干扰。同时通过加入消电离剂、释放剂和保护剂，可以消除不同形式的化学干扰。
2.3.4样品溶液粘度大会影响雾化效果和原子化率，可以通过采用标准加入法进行测定。
4.原子吸收分光光度法在环境监测工作中的应用
环境样品复杂、干扰因素多，同时环境中的重金属都是以痕量或超痕量存在，选择合适的分析仪器，才能满足不同样品的分析监测需要。
4.1对于水中或大气悬浮颗粒中痕量的铅、镉、锌、铜；
如果样品是清洁的地下水，并且含量较高，控制标准在0.1ppb 以上，可采用空气-乙炔火焰原子化器的分光光度计直接来测定。如果控制标准低于0.1ppb级，则要采用萃取、浓缩富集测定；或采用高灵敏度、高原子化效率的石墨炉原子化器测定。如果样品混浊、悬浮物多，需要过滤、硝酸等消化预处理，消除干扰。
4.2汞的冷原子吸收测定
自从上世纪60年代日本水俣病事件后，汞污染问题得到普遍重视，汞污染主要来自于金属冶炼、食盐电解仪表制造等，汞进入水体，由于微生物作用，生成甲基汞对人体危害极大。冷原子吸收是测定汞的专用方法，由于汞蒸汽对波长253.7nm 的紫外光有强烈吸收，在一定浓度范围内，汞浓度与吸光度成正比。其干扰少，灵敏度高，可达0.1ppb 级水平，被广泛应用到测定天然水、污水、头发、鱼、粮食中汞的测定。
五、结语
随着科学技术的迅猛发展，工业化程度逐渐加深。随之而来的环境污染问题也更加受到全世界各国的关注，2010年在湖南娄底双峰县、嘉禾县，陕西省凤翔县、福建上杭、河南济源、江苏盐城、广东清远等地爆发的一系列重金属污染事件令全国震惊。决不能再继续走先破坏后治理的老路了。坚持可持续发展，实现新型工业化道路，实施环境监测则是必不可少的一环，我们只有通过运用科学先进的设备与方法，不断探索新的科学技术，才能推动我国的环境事业持续向前发展。
参考文献：
[1]魏复盛,齐文启.原子吸收光谱及其在环境监测中的应用[M].北京:中国环境科学出版社,1988.
[2]原子吸收光谱分析.原子吸收光谱分析编写组,1979.
[3]环境分析与监测.黄秀莲等编写.1993.
作者简介
李孟阳,女(1983,2,4—),毕业日期：2009年7月1日,毕业院校：中国石油大学（华东）,学位：工作单位：朝阳县环境保护局。
论文作者:李孟阳
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/28
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