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摘要：原子吸收光谱法具有灵敏度高、选择性强、操作简便等特点，得到了广泛应用。原子吸收光谱分析仪器的有效运用,可以提高原子吸收光谱分析的准确性和精确性。本文主要谈谈原子吸收光谱法分析仪器的组成及在水质检测中的应用，以供参考。
关键词：水质检测 原子吸收光谱法
1、原子吸收光谱法的概述和应用原理
1.1原子吸收光谱法的概述
原子吸收光谱法是 20 世纪 50 年代中期出现的一种新型仪器研究方法，它在很多领域都有应用，比如：地质、化工、食品等方面。但它主要应用于样品中微量元素的分析，尤其在现代水质检测中得到了广泛的应用，给人们带来了极大的方便。这种方法在水质重金属的检测中具有准确度高、分析速度快、应用范围广等特点，它可以对很多种元素进行分析。目前，原子吸收光谱法在检测水中的重金属如铜、镉、锌等元素上发挥了很重要的作用。经常采用的方法主要有火焰法、石墨炉法、氢化物发生法，每一种方法都有其自己的特点及专门检测的金属元素。它对各领域的发展起到了积极的推动作用。
1.2原子吸收光谱法的特点
原子吸收光谱法（AAS）是指利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。原子吸收光谱法有其特有的特点，正是因为这些特点，使原子吸收光谱法得到了大众的认可和广泛的应用。①速度快、精度高。原子吸收光谱法利用原子外层的电子吸收光谱的原理进行测定，所以其检测的速度快且精度高。②抗干扰能力强。原子吸收光谱法具有良好的选择性，其抗干扰能力强，避免了许多不必要因素的干扰。（3）应用范围广。原子吸收光谱法可以检测多种元素，比如：火焰法可以分析 30 多种元素，石墨炉法可以分析 70 多种元素等。这些特点使原子吸收光谱法得到了很好的利用，在很多领域都受到欢迎。原子吸收光谱法的应用原理原子吸收光谱法是利用原子中外层的电子吸收一定波长的光辐射，由于这个波长正好等于原子受刺激所发出的光谱波长，所以由此作为判断元素的依据。当进行检测时，原子选择性的吸收被测物体所发出的光谱，然后通过计算吸收的光量可推算出待测金属元素的含量。
2 原子吸收光谱分析仪器的组成
2.1光源
光源是原子吸收光谱分析仪器最基本的组成要素,通过光源的作用可以呈现出待测元素的特征谱线,而这种谱线则是进行原子吸收光谱分析的主要依据。当前,原子吸收光谱仪器适用的光源主要有空心阴极灯和无极放电灯。空心阴极灯主要包括高强度空心阴极灯、窄谱线灯、多元素空心阴极灯等几种类型,空心阴极灯主要是运用待测元素材料制作而成,形成相应的元素灯,这种空心灯只能发射相应元素的光谱,所以在检测结果方面具有更高的准确度。由于适用单一的元素材料,所以空心无极灯只能用来检测单一的元素,其缺点是容易受到外部环境条件的干扰而对现有的光谱产生影响。无极放电灯的应用主要是用来进行蒸气压相对较高的元素的检测方面,其主要的组成部分是一个石英管,管内充人相应的金属元素和惰性气体,应用无极放电灯时需要将其放置在高频电场环境中,激发管内的氢气,随着管内温度的不断提高,释放金属化合物,并且进一步离散,辐射出相应的共振线,便可以完成对各种不同金属离子的检测。
2.2原子化器
原子化器可以为原子吸收光谱分析的过程提供足够的能量,保证待测样品中的元素可以完全分离出来,并且顺利的进人到光源的辐射范围内,从而顺利实现原子吸收光谱分析过程。原子吸收光谱分析的过程是建立在基态原子蒸汽对共振线吸收的基础上实现对元素含量的分析过程,所以如何在检验的过程中保证元素中的化学分子可以回归到原子化状态,是其中的关键,这就需要运用原子化器实现。原子化器必须要具备较强的稳定性和抗干扰能力,当前广泛应用的原子化器有火焰原子化器和石墨炉两种。火焰原子化器是应用较多的一种,主要包括两个组成部分:一是将样品溶液变成高密度分散状态的雾化器,二是燃烧头。在实际的应用过程中,通过仪器外部的空压机将压缩空气作为助燃气,待检样品在大气压的作用下进人雾化器并且在出口位置呈现高速喷出状态,形成局部负压,与压缩空气一同吸人到喷雾室中,在这里完成样品元素的原子化分离。石墨炉带有导体性质,使用高温石墨炉时,其本身成为了一个包含正负电极的环境,通过400一500A的电压作用,使石墨管的温度瞬间增加,石墨管内的元素经过蒸发、分解,最后完成原子化过程。石墨炉的使用方法简便,只需要运用少量的样品便可以获得较高的原子化率,所以应用的相对较为广泛。
2.3分光系统
原子吸收光谱分析的过程中,要避免原子吸收光区与吸收波长无关的辐射光进人到检测区域内,所以需要运用分光系统将单光束区分开来。另外,在分光系统中可以完成对称光线的分光,运用光栅单色器,以衍射光栅作色散元件完成分光,提高检测结果的准确度。
2.4检测系统
检测系统的主要作用是实现光电转换并且完成对放大电路的控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆单色器将基态原子钟的共振线光束分离出来再照射到检测器,检测器将接受到的光信号转变为电信号。检测系统中包含的固态检测器具有较为稳定的性能和较高的敏感度,可以快速对表面接收到的光信号进行识别和转换,光信号转变为电信号之后,经过前置放大器、对数放大器的放大作用,再通过调整、运算等处理,将结果在显示器中输出,用户可以根据自己的需求打印出相应的报告单。
2.5电脑系统
电脑系统的应用可以提高原子吸收光谱仪器的运行效率,由计算机完成相应的操作,而且可以根据环境变化调整检测条件,运用计算机技术完成数据的采集和分析,可以提高检测效率。
3、 水质检测中原子吸收光谱法的应用
火焰原子吸收法在水质检测中测定铜、镉、锌的研究含有重金属的水对人体的危害极大，这些重金属在水中不能被分解，到了人体中会慢慢积累沉淀，长期下去会导致重金属中毒，甚至危害人的生命，所以对水中重金属元素的检测是必不可少的。所谓火焰原子吸收法的火焰就是空气 - 乙炔火焰，相关元素的原子会在这种火焰中吸收大量的能量，从而影响基态原子数。而基态原子数取决于燃气流度、火焰温度等，所以，火焰的流量会直接影响吸光度的大小，而吸光度的大小直接关系水质中金属元素的含量。这种方法可以直接测定出水中所含的铜、锌、镉的吸光值，再通过一定的关系求出水质中所含金属元素的浓度，从而检测出水质是否安全。火焰原子吸收光谱法在水质检测中得到广泛的应用，它的检测具有精度高、速度快等优点，深受人们的喜爱，在以后的发展中也必将得到更大的进步。
3.1石墨炉法在水质检测中对镉的检测
重金属镉在水质中具有一定的毒性，利用石墨炉法对水质中的镉元素进行检测。其检测原理是根据水质溶液在炉内蒸发后存有的物质折射出的光度分析水质中重金属镉的含量，首先将水溶液倒入石墨管内进行测定，每次测定水质含量在 10～20μL，保证测定水质的标准性。然后将管内通入小电流，电流保持在 40～45 m A，保证管内水溶液不出现沸腾，若水过量蒸发，测量重金属含量偏大。然后在灰化阶段，用中等电流进行加热，待管内的水溶液出现碳化。最后在原子化阶段，用大电流对水溶液进行加热，促使重金属元素原子化。将产出的样品放置于火焰中，火焰中产生的原子蒸气对光源发出的电磁辐射进行吸收，吸收后的光度与标准水质进行对比分析，确定水质中是否含有重金属镉，这样才能在有效时间内对水质作出快速处理。
3.2原子吸收光谱法测定聚氯化铝的铅、镉和六价铬
水是生命之源，当今水资源污染益严重，对水的处理技术要求越来越严格。在自来水的生产过程中，河水、水库水等地表水进入水厂要经过一系列的处理工艺流程才能生产出合格的符合生活饮用标准的自来水。目前普遍采用聚氯化铝作为净水原材料，在水处理过程中广泛使用，其中净水材料中重金属的含量高低直接关系到公众用水的安全。因此，加强对聚氯化铝中重金属的检测就变得更加重要。当前广泛应用于水厂净水材料聚氯化铝重金属检测的技术为原子吸收光谱法。其原理是将聚氯化铝样品溶解，利用螯合原理将样品中的重金属分离出来，单独检测。其中聚氯化铝中的铅、镉检测是利用二乙基二硫代胺基甲酸钠溶液将样品中的铅和镉螯合，用 4-甲基 -2- 戊酮萃取后采用火焰原子吸收光谱法测定。聚氯化铝的六价铬是利用氨水溶液将样品中的三价铝离子和三价铬离子生成氢氧化物或碱式盐，加热凝聚沉淀，然后通过过滤弃去沉淀，用石墨炉原子吸收光谱法检测滤液。原子吸收光谱法在净水材料中重金属的检测应用，对水务企业的安全生产工作起到了重要的指导意义。原子吸收光谱法在检测中需要注意的问题及今后的发展趋势
3.2原子吸收光谱法在检测中需要注意的问题
在检测中需要注意一些问题，不然会影响检测结果的真实性。首先，要检查仪器与试剂，检查仪器是否完好、工作是否正常；检查试剂是否纯正，试剂的配制应该严格遵循国家相关的标准规范。样品的采集要符合实验的条件。其次，样品溶液的浓度是需要控制的，如果溶液的浓度过高就需要将溶液进行稀释，待稀释到一定浓度符合实验标准后再进行检测，从而使测定结果更加准确。最后，对于试剂溶液的浓度和反应时间也要严格遵守，试剂的浓度要根据待测水样的多少进行决定，而反应时间不能太短，待反应充分发生后才可以得出结论，以保证结果的准确性。
4、 原子吸收光谱法的发展趋势
在水质检测中，不仅可以利用一种检测方法，还可以对多种方法进行结合，各种方法互相补充，更好地检测水质，比如：在色谱分离方法中，总会受到稀释作用的限制，但原子吸收光谱法就很好的克服了这一点，它的操作更加简便，结果更加准确。在原子吸收光谱法中，不但可以结合内部的方法进行检测还可以结合其他原子吸收光谱法以外的方法进行检测，相信有效的结合必定会带来有效的结果。原子吸收光谱法以方便快捷受到人们的欢迎，研究人员也在不断对其进行开发研究，将其应用到更多的领域，为更多的人带去便利。
5、 结束语
原子吸收光谱法在水质检测中的作用越来越突出，它可以对水中的重金属元素以及净水材料中的重金属等进行检测，对它们进行定量分析从而检测出它们在水中或样品的含量，从而找到合理的解决方法。但在水质检测中也有很多问题值得注意，比如：仪器与试剂质量的检测、样品溶液的浓度、样品与试剂的反应时间等都需要进行严格的控制，这样才能保证检测结果的准确性。原子吸收光谱法方便快捷、精确度高，在各领域得到广泛的应用，它今后的发展也会受到重视，将会有更大的发展空间。
论文作者:樊金华
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/30
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