关键词：原子荧光光谱法；水分析；应用
前言
当前随着我国城市化和工业化的加快发展，由此产生的工业废水中含有大量的重金属和相关化合物，对自然环境以及人类的生活生存环境产生了巨大的影响。这些重金属物质具有一定的毒性，会破坏生态系统的多样性，并对人体健康产生严重威胁。因此对环境水样中的化合物检测逐渐受到重视。而原子荧光光谱法作为一种新型的检测方法，因其具有灵敏度较高、精确度高、抗干扰性强、操作简单的优势而被推广应用。
1 原子荧光光谱概述
1.1原子荧光光谱法的概念
原子荧光光谱法是一种介于原子吸收和原子发射光谱之间的光谱分析方法，其具有谱线简单、低检出限较高、灵敏度较高的优势，被很多检测单位或机构所重视。原子荧光光谱法利用连续光源对水中含有的元素进行分析，其效果比其他检测方法更为有效，主要是由于原子荧光的信噪比相对较大，使其灵敏度极高，线性范围宽。从而能够更好的检测出水中含有的重金属元素和其他易挥发的化合物元素。
1.2原子荧光光谱法的基本原理
原子荧光光谱法的基本原理即是利用硼氢化钾或者硼氢化钠作为还原剂，将样品溶液中含有的元素还原为挥发性气态的氢化物。通过载气将待分析氢化物导入到原子化器中，当基态原子被特征波长的共振射线照射后，基态原子表面的电子会充分吸收辐射，从低能态跃迁到高能态。不过这一过程中大多数原子会因为二次碰撞而重新跃迁回基态并且不会发生辐射。但有部分被激发的原子在跃迁回低能态时能够发出原子荧光。检测人员通过改变测试条件来测量原子荧光的强度，以实现确定待测元素含量的目的[1]。
1.3原子荧光光谱法的特点
原子荧光光谱法的特点较多，具体来说其是一种非色散系统，光程相对较短、能量损失少；其具有高灵敏度的特点，而且检出限与其他检测方法相比较低，可以与激发光源强度成正比关系；原子化效率高，在理论上可以达到百分百原子化；原子荧光能够在检测中降低基体的干扰；原子荧光光谱法检测方法主要利用氩气，检测运行成本较低，具有高经济性；原子荧光的线性范围较宽，检测人员可以通过调整光源强度检测每升水样中几微克到几百微克的元素，而且荧光值与分析元素的浓度呈现线性关系；原子荧光光谱法在多种元素同时分析中依然适用，因为原子荧光光谱分析对光源以及原子化器、检测器的要求是不能处于同一条直线上，所以可以同步对多种元素进行分析。在当前的原子荧光光谱法检测仪器中一般都会设置为双通道，以便于同时检测水样中存在的两种不同元素；原子荧光光谱法会受到氢化物反应的制约以及元素特性的影响，在现阶段利用这种检测方法只可以测量11种元素[2]。
2 原子荧光光谱法在水分析中的应用
2.1 利用原子荧光测定水中的砷元素
砷是水中含有的一种有害元素，对人体健康具有很大的威胁，因此对水中的砷元素进行测定是十分是重要的。原子荧光光谱法对砷的测定方法非常简便，而且精确度和灵敏度都相对较高，当前原子荧光测定砷元素的技术比较成熟。在测定时因为水中砷一般是以砷和砷价形式存在的，所以可以利用硼氢化钾作为主要还原剂并与砷发生反应而生成一定的砷化物。具体测定方法为选用5%或是10%的盐酸介质、每升100mg的硫脲以及浓度大于2%的硼氢化钠，具有非常显著的还原效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测定时如砷含量在每升0-12微克之间，荧光强度与浓度会呈现良好的线性关系，相关系数可以达到0.999，检测限为每升0.1微克，并且对砷样品的测定相对偏差为3.5%左右。同时可以利用一半胱氨酸替代硫脲-抗环血酸作为预还原剂，可以对痕量砷进行测定，并在每毫升0-10毫克的范围内具有标准的曲线线性特征[3]。
2.2 利用原子荧光测定水中的汞元素
汞元素与砷元素同样是水中的一种有害物质，尤其是在化妆品中都含有汞元素，在对其进行检测时，要充分考虑汞元素在溶液中的不稳定性，在盐酸和硝酸介质中，其酸度一般在0.1-6mol/L之间。而且溶液中的胶体杂质会因吸附一定的汞而出现损失，所以在测定的过程中要加入保护剂。在具体测定技术应用时，可以采用冷蒸汽发生-原子荧光光谱法，对化工废水中含有的无机汞和有机汞进行测量，以盐酸作为载流可以实现最大的荧光强度，并选用0.01%的硼氢化钾以及过硫酸钾等作为氧化剂，可以将有机汞反应转化为无机汞，在氩气流速为200ml/min的情况下，在1ml0.5%的盐酸介质中添加0.1ml0.4%的过硫酸钾可以获得最大的原子荧光强度信号。另外利用沸水预加热的方式也能够有效的提高溶液中有机汞的转化效率，对汞进行20min的加热能够实现100%的转化率。而对于痕量汞的测定可以通过流动注射在线离子交换腹肌的方法，检测人员根据待测汞元素设计双柱并联富集以及栓量洗脱的在线离子交换流路。这种原子荧光光谱法能够对各项化学条件和参数进行优化，相比其他方法操作过程更加简便，而且受到干扰性较小，能够准确测定溶液中痕量汞的含量。
2.3 利用原子荧光测定水中的硒元素
硒元素是人体必需的微量元素，人体在缺乏硒元素时会出现免疫力下降、癌症患病率升高等状况。但是硒元素的过多摄入也会引发硒中毒，容易患有脱发、脱甲甚至偏瘫等病状。因此要严格对水中含有的硒元素进行测定，保障其在标准范围之内。对硒元素的测定当前有多种方法，如比色法、原子吸收光度法以及电化学法等。其中比色法的测定灵敏度相对较低，而电化学法的干扰较为严重，氢化物原子吸收光谱法虽然灵敏度较高，但是其线性的范围过窄。因此利用氢化物原子荧光光谱法，可以实现共存元素干扰较小，而且灵敏度相对较高、线性范围宽、测定方法和流程简便。可以用于水中硒元素的测定。硒可以被还原为硒氢化物，而且在高温条件下硒原子化能够辐射出一定强度的荧光，可以利用盐酸作为反应介质，保障其酸度在1-6mol/L的范围，再利用硝酸+1:1的高氯酸与硒进行还原反应，可以对硒浓度进行测定。具体应用过程是采用断续流动氢化物发生原子荧光来对水样进行测量，要保障硼氢化钾的浓度在5-15g/L，盐酸的浓度为1.0-5.0mol/L，可以得到硒的检出限为0.14ng/ml，测定的相对标准偏差为1.12%，相关系数达到0.9998，同时其样品回收率较高。
结束语
综上所述，原子荧光光谱法能够测定大多数的易挥发元素，而且要求其能够形成一定的元素氢化物，但很多氢化物具有易挥发性，所以原子荧光光谱法在测定分析中还是存在一定的局限性。不过随着计算机技术的发展和普及应用，实现了原子荧光自动化分析和测定，有效的提高了水样中各项元素的测定效率和准确性。
参考文献
[1]崔宏,党进进,张加玲.氢化物发生-原子荧光光谱法测定大蒜中的硒含量[J].中国调味品,2020,45(02):142-145+153.
[2]陈阳.原子荧光光谱法同时测定环境水样中砷和汞[J].资源节约与环保,2020(01):59.
[3]裘一婧,贾彦博,方玲,胡程,曾金林.超声酶水解提取/高效液相色谱-原子荧光光谱联用法测定动物源性中药中的砷形态[J].中国现代应用药学,2019,36(23):2943-2948.
论文作者:龙莹
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年23期
论文发表时间:2020/5/8