海天浪涛
原子吸收光谱法在环境常规监测中的应用 西南科技大学分析测试中心 张伟〔摘要〕原子吸收光谱分析法(AAS)在环境分析化学中广泛使用。本文简述了近年来AAS在环境常规监测中的应用进展。〔关键词〕原子吸收光谱法环境监测应用原子吸收光谱法(AAS),因其灵敏度高、干扰小、精密度高、准确性好及分析速度快、测试范围广等诸多优点,在环境分析化学中广泛使用。20世纪80年代末,国家环保局在《环境监测技术规范》中的地表水和废水、大气和废气、生物测定部分,就将原子吸收光谱法列为《环境监测技术规范》中有关金属元素的标准分析方法。1.水环境监测适时地对地表水质量现状及发展趋势进行评价,对生产和生活设施所排废水进行监视性监测是常规环境监测的两项基本任务。原子吸收光谱分析主要应用于水环境中重金属的监测。龙先鹏[1]采用火焰原子吸收光谱法直接测定水中微量铜、铅、锌、镉元素的含量,在范围内,被测元素浓度与吸光度呈线性关系,相关系数不小于;最低检出限分别为、、、,相对标准偏差分别为、、、;该方法对标准样品的测试结果与国家标准方法基本一致,相对偏差均不大于。张美月等[2]以二乙胺基二硫代甲酸钠为配位剂、Triton X-114为表面活性剂,采用浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量镉,检测限为μg/L,富集倍数为55,加标回收率为98%-102%;分离富集方法简单、安全、快捷,结果令人满意。陆九韶等[3]利用Al3+与Cu(Ⅱ)-EDTA发生定量交换反应,通过测定水相残余铜,从而间接测定水和废水中的铝。在线富集是原子吸收光谱检测分析发展的热点之一。高甲友[4]用含黄原脂棉的微型柱对试样中的Cd2+在线富集、盐酸洗脱后,采用火焰原子吸收光谱法在线测定水中的镉离子。富集50 mL溶液时此方法灵敏度可提高68倍。陈明丽等[5]用溴化十六烷基三甲胺(HDTMAB)改性的天然斜发沸石微填充柱,建立了顺序注射在线分离富集电热原子吸收法测定水中Cr(Ⅵ)及铬形态分布的方法;测定铬的检出限达到μg/L,精密度。用本法测定标准水样GBW08608中的铬,所得结果与标准值相符。冷家峰等[6]对螯合树脂富集-火焰原子吸收光谱法测定天然水体中痕量铜和锌的在线富集条件、干扰因素等进行研究,在线富集倍数达到两个数量级,在灵敏度与石墨炉原子吸收光谱法相当情况下,提高了测定准确度。痕量金属元素化学形态的分析比单纯元素的分析要复杂、困难得多,除要求测定方法灵敏度高、选择性好外,还要求分离效能高。联用技术,特别是色谱-原子吸收光谱联用,综合了色谱的高分离效率与原子吸收光谱检测的专一性的优点,是解决这一问题的有效手段。刘华琳等[7]自行设计了一种紫外在线消解氢化物发生接口,并将高效液相色谱-紫外在线消解-氢化物发生原子吸收联用仪器(HPLC-UV-HGAAS)用于砷的形态分析,以砷甜菜碱、砷胆碱、亚砷酸盐(As(Ⅲ))及砷酸盐(As(V))等进行了分离测定,实现了将分离后不能直接用于氢化物发生的大分子,通过紫外“在线”消解成小分子砷化合物的目的。李勋等[8]采用电化学氢化物发生与原子吸收光谱联用技术有效地实现了无机砷的形态分析。在电流为 A和1A条件下,As(III)和As(V)在0-40μg/L浓度范围内均呈良好的线性关系。As(III)和As(V)检出限分别为μg/L和μg/L;该方法成功应用于食用鲜牛奶中无机砷的形态分析。2.土壤、底泥和固体物分析景丽洁等[9]采用微波消解法预处理待测土壤,火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤消解液中的锌、铜、铅、镉、铬5种重金属。土壤中锌、铜、铅、镉、铬的相对标准偏差分别为、、、和。方法简便、灵敏、准确,适用于污染土壤中重金属含量的测定。卢卫[10]采用悬浮液进样平台石墨炉原子吸收法测定土壤的痕量汞,精密度为,检出限达到×10-12g。宫青宇[11]采用直接固体进样、添加基体改进剂技术测定土壤中重金属铅含量,避免了土壤中复杂基体的影响,实现了土壤样品中铅的快速分析。王北洪等[12]采用了“硝酸-氢氟酸-过氧化氢”三酸消化体系和密封高压消解罐法对土壤样品进行消化,以原子吸收光谱法测定其中的铜、锌、铅、铬、镉。结果表明:采用该法测定土壤中的重金属时,测定结果准确可靠,实验条件易于控制,能够满足环境监测分析的要求,可以作为一种可行的土壤重金属元素分析方法。程滢等[13]把河流底泥经过氢氟酸和高氯酸消化,用火焰原子吸收法测定其中的铜,获得较好的结果。王畅等[14]利用流动注射系统中串联的阴、阳离子交换微型柱分离、NH4NO3+抗坏血酸和H2SO4两种洗脱液同时逆向洗脱,实现了对底泥可利用态铬中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)同时在线分离和原子吸收光谱法测定。在交换时间2 min,洗脱50 s,Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)回收率分别为和。此法对实际样品中不同价态铬进行测定,铬回收率可达95%。Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的检出限和最大相对标准偏差分别为μg/L、和μg/L、。王霞等[15]用冷原子吸收光谱法测定固体废物浸出液中的汞含量,检出限为μg/L,回收率在91%-101%之间。方法简便快速,线性范围宽。3.大气环境质量监测邹晓春等[16]以微孔滤膜采样、钯或镍作改进剂,用石墨炉原子吸收光谱法测定居住区大气中硒,检出限为,线性范围为0-50ng/mL,回收率;其中砷对测定硒有一定干扰,其它金属元素对测定无干扰。邹晓春在此基础上又对居住区大气中的镍进行了测定,检出限为 ng/mL,线性范围为0-35 ng/mL,回收率为,其他金属元素对测定镍未见明显干扰[17]。冯新斌等[18]对原有的光谱仪器进行简单改装,建立了两次金汞齐-冷原子吸收光谱法测定大气中的微量气态总汞的方法,检出限达到;100μL饱和汞蒸气连续测定结果表明其相对标准偏差<。在汞量范围内标准工作曲线线性关系良好。并且运用该法,对贵州省万山汞矿、丹寨汞矿、清镇汞污染农田、省农科院和中国科学院地球化学研究所等地大气气态总汞进行了测定。综上所述,原子吸收光谱法在环境监测分析中应用取得了不少成果,但在应用范围上还有待扩大,如在污染物的化学形态研究上尚待深入等。总之,随着环境监测事业的发展,原子吸收光谱法因具有其它方法所不能比拟的优势,必将在环境化学分析中展现广阔的应用前景。参考文献〔1〕龙先鹏.火焰原子吸收分光光度法直接测定水中微量铜、铅、锌、镉〔J〕.化学分析计量,2008,17(1):53-54.〔2〕张美月,李越敏,杜新等.浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量镉〔J〕.河北大学学报(自然科学版),2009,29(4):407-411.〔3〕陆九韶,覃东立,孙大江等.间接火焰原子吸收光谱法测定水和废水中铝〔J〕.环境保护科学,2008,34(3):111-113.〔4〕高甲友.流动注射在线富集-火焰原子吸收光谱法测定水中痕量镉〔J〕.冶金分析,2007,27(1):61-63.〔5〕陈明丽,邹爱美,仲崇慧等.改性沸石填充柱在线分离富集电热原子吸收法测定水中铬(Ⅵ)及铬的形态分布〔J〕.分析科学学报,2007,23(6):627-630.〔6〕冷家峰,高焰,张怀成等.在线鳌合树脂富集火焰原子吸收光谱法测定天然水体中铜和锌〔J〕.理化检验-化学分册,2005,41(8):556-560.〔7〕刘华琳,赵蕊,韦超等.高效液相色谱-在线消解-氢化物发生原子吸收光谱联用技术〔J〕.分析化学,2005,33(11):1522-1526.〔8〕李勋,戚琦,薛珺等.电化学氢化物发生与原子吸收光谱联用对鲜牛奶中无机砷的形态分析〔J〕.食品研究与开发,2007,28(11):121-123.〔9〕景丽洁,马甲.火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤中5种重金属〔J〕.中国土壤与肥料,2009,(1):74-77.〔10〕卢卫.悬浮液进样平台石墨炉原子吸收法测定土壤中痕量汞〔J〕.化学工程与装备,2009,(3):100-101.〔11〕宫青宇.直接固体进样-石墨炉原子吸收法测定土壤中铅含量〔J〕.内蒙古科技与经济,2009,6:69.〔12〕王北洪,马智宏,付伟利.密封高压消解罐消解-原子吸收光谱法测定土壤重金属〔J〕.农业工程学报,2008,24():255-259.〔13〕程滢,张莘民.火焰原子吸收分光光度法测定鱼内脏及河流底泥中的铜〔J〕.环境监测管理与技术,2003,15(2):28-30.〔14〕王畅,谢文兵,刘杰等.流动注射分离-原子吸收光谱法测定底泥中生物可利用态Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ〔)J〕.分析化学,2007,35(3):451-454.〔15〕王霞,张祥志,陈素兰等.冷原子吸收光谱法测定固体废物浸出液中汞〔J〕.光谱实验室,2008,25(5):981-984.〔16〕邹晓春,李红华,徐小作.居住区大气中硒的原子吸收光谱法研究〔J〕.现代预防医学,2004,31(6):879-880.〔17〕邹晓春.石墨炉原子吸收光谱法测定居住区大气中镍〔J〕.职业与健康,2000,16(6):36-37.〔18〕冯新斌,鸿业汤,朱卫国.两次金汞齐-冷原子吸收光谱法测定大气中的微量气态总汞〔J〕.中国环境监测,1997,13(3):9-11.
小盆友2鸣儿
这是个比较大的题目 详细说来可以写篇论文了 这里就我了解的大概说一下仪器构造方面AES AAS AFS 同属于光谱类仪器 都有光源 进样器 原子化器 检测器 不同处在于AES可以不需要光源 其他两种必须有光源 AAS 的光源处于主光路上 AFS光源需要和主光路分离进样器部分 大同小异 采取空压机配合雾化器 或 蠕动泵等方法进样 用以保证样品的连续稳定原子化器部分 AFS一般采用还原剂将溶液中的阳离子进行还原后测定 检测器部分 AES由于灵敏度有限故而采用的检测器一般较另两种的PMT管更为简单
kimiko范范
水zhi是我国传统的特种yao用水生动物,其干制品pao制后中医入药,具有治疗中风、HBP、清瘀、闭经、跌打损伤等功效,本文利用原子吸收分光光度法测定其含有的几种微量元素的含量。
Leech is a special medicinal aquatic animal among TCM in China. Its dried product could be prescribed as a herb through TCM processing(中药加工pao制) with effects (as remedy) against stroke, hypertension(HBP), blood stasis(血瘀), amenorrhoea/amenorrhea(2选1) and traumatic wounds/injuries, etc. This article was applied with atomic absorption spectrometry(AAS) to determine/access(2选1) content of several microelements in leech.
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原子吸收光谱法 测定 矿石 锡 引言:光度分析中原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法,简称原子吸收法。是基于蒸汽相中待测元素的基态原子对其共振辐射的吸收强度来测定试样中该元素含量的一种仪器分析方法。它是测定痕量和超痕量元素的有效方法。具有灵敏度高、干扰较少、选择性好、操作简便、快速、结果准确、可靠、应用范围广、仪器比较简单、价格较低廉等优点,而且可以使整个操作自动化,将试样溶液中的待测元素原子化,同时还要有一定光强稳定的光源,并能给出同种原子特征的光辐射,使之通过一定的待测之原子区域,从而测其吸光度,然后根据吸光度对标准溶液浓度的关系曲线:计算出试样中待测元素的含量,这种方法称为原子吸收光谱法。因此近年来发展迅速,是应用广泛的一种仪器分析新技术。它能测定几乎所有金属元素和一些类金属元素,此法已普遍应用于冶金、化工、地质、农业、医药卫生及生物等各部门,尤其在环境监测、食品卫生和生物机体中微量金属元素的测定中,应用日益广泛。 1. 概述:云锡集团公司所属矿山的锡矿以锡石为主,随着锡矿资源的不断开发,矿床贫化率不断加大,对新矿源的寻找及开发有着巨大的需求,对原矿的分析方法也提出了更多的要求。虽然在锡分析中有“碘量法”这种广泛而经典的分析方法,但对原矿,特别是低品位的原矿来说,碘量法有着一定的局限性,为此,本文拟对原子吸收分光光度法测锡作一些初步的讨论。目前原子吸收法已广泛应用于各个领域,对工业、农业、医药生、教学科研等发展起着积极的作用。随着原子吸收技术的发展,推动了原子吸收仪器的不断更新和发展,而其它科学技术进步,为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。近年来,使用连续光源和中阶梯光栅,结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分析检测器,设计出了微机控制的原子吸收分光光度计,为解决多元素同时测定开辟了新的前景。微机控制的原子吸收光谱系统简化了仪器结构,提高了仪器的自动化程度,改善了测定准确度,使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。联用技术(色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日益受到人们的重视。色谱-原子吸收联用,不仅在解决元素的化学形态分析方面,而且在测定有机化合物的复杂混合物方面,都有着重要的用途,是一个很有前途的发展方向。锡的原子吸收分析方法有过许多研究和报告。1961年等提出了用空气—乙炔富燃焰在锡的共振线获得5ug/ml的测锡特征浓度。后来有人用长路吸收管在处用氧—氢火焰测定过氧化氢中的锡,得到的特征浓度。1968年又报到了 用氧化亚氮-----乙炔火焰测定锡,得到特征浓度为。近年来又采用发生氢化物使锡分离测定的方法,提高了分析方法的选择性和灵敏度。国内原子吸收光谱法测定锡已广泛应用于各种物料分析举例于表1—1。序号 方法 分析物料 方法说明1 空气—乙炔火焰 矿石 过氧化钠或碘化铵分解2 空气—乙炔火焰 锡精矿 过氧化钠熔融分解,2%盐酸分解3 氧屏蔽空气—乙炔火焰 矿石 过氧化钠分解4 氩—氢火焰 矿石 过氧化钠熔矿,盐酸—柠檬酸—抗坏血酸介质,氨基硫脲,辛可宁,亚硝基红盐作掩蔽剂5 氩—氢火焰 矿石 过氧化钠分解,苯萃取,氢氧化钠溶液反萃2.原子吸收光谱法的基本原理2.1原子吸收光谱概述:当有辐射通过自由原子蒸气,且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态(一般情况下都是第一激发态)所需要的能量频率时,原子就要从辐射场中吸收能量,产生共振吸收,电子由基态跃迁到激发态,同时伴随着原子吸收光谱的产生。2.2原子吸收光谱的产生条件:①辐射能:hν=Eu-E0②存在有效的吸光质点,即基态原子。基于样品中的基态原子对该元素的特征谱线的吸收程度来测定待测元素的含量。一般情况下原子都是处于基态的。当特征辐射通过原子蒸气时,基态原子从辐射中吸收能量,最外层电子由基态跃迁到激发态。原子对光的吸收程度取决于光程内基态原子的浓度。在一般情况下,可以近似的认为所有的原子都是处于基态。因此,根据光线被吸收后的减弱程度就可以判断样品中待测元素的含量。这就是原子吸收光谱法定量分析的理论基础。2.3原子吸收光谱的特点 :原子吸收光谱法是依椐处于气态的被测元素基态原子对该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。该法具有检出限低准确度高,选择性好,分析速度快等优点。吸光度(A)与样品中该元素的浓度(C)成正比。即 A=KC 式中,K为常数。据此,通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度,又巳知标准溶液浓度,可作标准曲线,求得未知液中待测元素浓度。2.4原子吸收光谱法结果的计算:它采用的是标准曲线法,标准加入法,内标法等。其中标准曲线法和标准加入法应用较多。标准曲线法是用于共存组分不干扰的试样。标准加入法又称增量法或直线外推法,是一种常用来消除基体干扰的测定方法,它是用于数量不多的试样分析。在本论文中,具体使用标准曲线法。其法是配制不同浓度的标准溶液系列,由低浓度到高浓度依次分析,将获得的吸光度对浓度作标准曲线。在相同条件下,测定待测样品的吸光度,在标准曲线上查出对应的浓度值。本法应注意以下几点:①所配制的标准溶液的浓度,应在吸光度与浓度呈直线关系的范围内。②标准溶液与样品溶液都应进行相同的预处理。③应该扣除空白值。④在整个分析过程中操作条件应保持不变。3.原子吸收光谱法测锡的条件选择原子吸收法测锡,是基于锡的基态原子对光源辐射出的锡的特征共振线吸收程度进行测量的方法。原子荧光分析则是通过测锡的蒸气在辐射能激发下所产生的荧光发射强度,以测定锡含量。锡的最灵敏吸收线波长为,次灵敏吸收线波长为等。火焰原子吸收光谱法测定矿石中锡含量则是在原子吸收光谱仪上,吸入锡一TOPO-MIBK至氧化亚氮一乙炔火焰中,于波长 286. 3 nm处进行测量。原子吸收光谱法测定锡最佳条件选择:(1)吸收波长的选择:通常选择该种元素的共振线作为分析线。(2)空心阴极灯工作条件的选择:空心阴极灯预热时间应在15分钟以上,辐射的锐线光才能稳定。灯工作电流为最大工作电流的(5~10mA)40%~60%。(3)火焰原子化操作条件的选择:为保持高的原子化效率,试液喷雾时的提升量约为4~6毫升每分,雾化率达10%,根据被测元素的性质来选择合适的火焰。为提高测定灵敏度,可适当调节燃烧器火焰的高度及它与入射光轴的角度。(4)光谱通带的选择:光谱通带通常为~5mm。(5)光电倍灯管负高压的选择:工作电压约为最大工作电压的1/3~2/3,保持有较好的稳定性和高的信噪比。.原子吸收光谱法的干扰及消除干扰;原子吸收法中的干扰效应,按其性质与产生原因,大致可分为光谱干扰,电离干扰,化学干扰,物理干扰,化学干扰。4.1光谱干扰:(1)在测定波长附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线 ——减小狭缝宽度(2)灯内有单色器不能分离的非待测元素的辐射 ——高纯元素灯(3) 待测元素分析线可能与共存元素吸收线十分接近——另选分析线或化学分离。4.2电离干扰:待测元素在高温原子化过程中因电离作用而引起基态原子数减少的干扰(主要存在于火焰原子化中)电离作用大小与: ①待测元素电离电位大小有关——一般:电离电位< 6 ev , 易发生电离 ②火焰温度有关——火焰温度越高,越易发生电离。消除方法: ⑴ 加入大量消电离剂,如 NaCl 等; ⑵控制原子化温度。4.3物理干扰:由于溶质或溶剂的性质(粘度、表面张力、蒸汽压等)发生变化使喷雾效率及原子化程度变化的效应(使结果偏低)抑制方法: ①标准加入法(基体组成一致); ②加入表面活性剂( HNO3 + triton 100)。4.4化学干扰:定义:待测元素不能从它的化合物中全部离解出来或与共存组分生成难离解的化合物氧化物、氮化物、氢氧化物、碳化物等。4.4.1各类影响:(1)酸类和盐类的影响:5%的盐酸以及10%的硝酸,高氯酸对锡谱线没有影响,而硫酸硝酸对锡的测定有干扰,使锡的吸收值降低:对锡的谱线,20%的盐酸高氯酸以及10%的硝酸和5%的氟硼酸无干扰,若用氢化物发生原子吸收测定矿石中微量锡时情况就不同。酸度对锡的测定有影响有严格控制。因吸收值随酸度的增大而下降,一般控制酸度在≤为宜。在氢火焰中硫酸盐和磷酸盐显著降低锡的吸收,而在乙炔火焰中使锡的吸收值略增加。硝酸盐在氢火焰和乙炔火焰中都降低锡的吸收值。(2)有机溶剂的影响:有机溶剂在原子吸收光谱法测定锡中有熄灭效应,酮和丁酮使锡的吸收值下降,丁酮和丙酮降低的更严重,醇类也是如此。当便用醇类为萃取剂时发现烃链上开为正丁醇时,锡的吸收值剧烈下降。(3)元素的干扰:许多阳离子对锡的测定有影响,如:100ug的铅.铜.锌和镍单独或组合存在时,在空气乙炔火焰中的干扰<3%,500ug的钠在空气氢火焰中降低锡的吸收值15%,而在空气乙炔火焰中又无正干扰。大多数的碱金属和过渡金属都增大锡的吸收值,各种碱金属都增大锡的吸收值,各种碱金属产生严重的偏低效应,其中铁的影响最大,它的化合物中又以三氯化铁的干扰最为严重。金属元素的离子化干扰和溶解物的气化干扰以及锡本身在空气氢火焰或者空气乙炔火焰中有20%的锡原子呈离子状态,导致锡有更高的电离电位,就有可能产生锡的化学离子化,这些都会引起锡原子的吸收波动从而产生正的或者负的偏差。4.4.2各类干扰的消除:﹙1﹚.酸类的影响一般是通过试验进行选择,在不影响锡的测定结果下,采用一定的酸度范围加以严格控制。特别是采用氢化物原子吸收法测定,控制酸度更为重要。﹙2﹚其他元素的干扰采用下列方法消除:a.在达到测定锡的灵敏度前提下,控制称样量,使其共存元素不干扰测定。b.在被测元素的标准溶液中加入同样的干扰元素,此法主要用于消除基体的干扰。c.分离后测定,用氟化铵—碘化铵升华法,然后用盐酸处理升华物再进行测定、萃取分
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