原子吸收光譜分析中的干擾及消除方法

吳鳴

摘要：原子吸收光譜法可以對60多種金屬元素和部分非金屬元素來進行測量。這種測定方法不但速度快，方法簡便，而且檢測結果比較精準。和其他檢測儀器比起來，其設施費用要低一些。文章主要介紹了原子吸收法中存在的干擾現象及其消除方法。

關鍵詞：原子吸收光譜；干擾；消除

中圖分類號：O652 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）001-000-01

一、前言

我國從80年代開始在檢測重金屬方面使用原子吸收光譜法，且使用范圍越來越廣。不過該方法存在干擾因素，包括光譜干擾以及非光譜干擾兩種類型。光譜干擾是因為測定儀器內部出現了問題而造成的，非光譜干擾則包括化學和物理等干擾。

二、干擾類型和消除方法

（一）光譜干擾及消除

1.多重譜線干擾

多重譜線干擾指的是光譜通帶里同時存在幾條發射線，并且這些發射線都參與到吸收當中。像Co等過渡族元素就很容易出現這種情況。要是這幾條發射線的波長都差不多，那它們就很容易在同一個時候參與吸收，因為這些譜線的吸收系數比主線的吸收系數要低，因而導致光度計的靈敏度降低，造成其工作曲線出現彎曲的情況。理論研究和實驗結果表明，干擾的大小取決于吸收線重疊程度，干擾元素的濃度及其靈敏度。當兩種元素的吸收線的波長差小于0.03nm時，則認為吸收線重疊干擾是嚴重的。

消除方法：可以根據實際情況降低檢測的狹縫寬度，不過需要注意的是，如果狹縫寬度太低的話會因為信噪比下降，造成光度計的靈敏度下降，影響測定。

2.非吸收線干擾

在分析線的周圍可能會存有一些不是等待檢測元素的譜線，這部分譜線也許是檢測元素的吸收線，也許是等待檢測元素的非吸收線。這些譜線會對光度計產生干擾，造成工作曲線出現彎曲。

消除方法：將光譜通帶減小到能夠把非吸收線分離出來，所以需要將狹縫寬度降低到一定位置。

3.背景吸收

背景吸收分為分子吸收與光散射兩種。這兩種干擾的程度不一，但其消除方法是一樣的。

消除方法：如果是火焰原子吸收可以采取歸零的方式來解決，如果是石墨原子吸收的背景則需要選擇合適的干燥灰化，并確定好合適的原子化的溫度或者石墨管的改造來進行消除。

（二）電離干擾及消除

當火焰當中存在的部分元素被解高成基態的原子以后，它還能再電離成正離子與電子。因為離子不會產生吸收，所以當基態原子發生電離之后就會降低被檢測基態原子原本的濃度，使得被檢測元素的吸光能力下降。元素的電離電位隨著火焰溫度的加大而增加，造成的干擾就會更大。

消除方法：

首先，因為電離基態原子的反應大小和火焰的溫度有直接的管理，所以，通過將火焰的溫度降低可以減少電離干擾的程度。不過需要注意的是，火焰的溫度不能隨意降低，一定要使其保持在原子吸收光譜法的相關標準之內。

其次，消除電離干擾的方法最常使用的是加入消電離劑。我們只需要在測定操作時加入一些具備消除電離效果的溶劑即可，這種溶劑能夠在很大程度上降低陰陽離子帶來的干擾。

（三）物理干擾及消除

物理干擾指的是，當溶質的濃度或者溶劑不一樣的時候，其溶液的粘度等物理上的特性就會發生改變，致使溶液發生霧化的效果和原子化的效果都隨之改變，繼而給吸光度的檢測帶來干擾。

消除方法：要是樣品溶液當中所含有的酸類或者鹽類的濃度超出規定范圍，那么只需要將溶液進行稀釋到干擾不會對測定造成影響即可。其次，我們還可以采取標準加入法或者配置出和樣品溶液的組成類似的標準溶液，這是最常見的方法。

（四）化學干擾及消除方法

在原子吸收光譜法的干擾當中，化學干擾是其中最為常見的干擾。化學干擾和被檢測元素自身的特性以及它在火焰當中會發生的化學反應有關。當被用來檢測的元素無法從其化合物當中完全分離出來，致使基態原子的量降低，就會對檢測的結果造成影響。如果是和濃度有關的化學干擾，則其干擾的程度會隨著測定元素的濃度變化而變化，對于這種干擾是無法以標準加入法來進行消除的。

消除方法：

1.加入釋放劑

在試樣里加入一定量的釋放劑，讓干擾的元素和釋放劑經過一定的化學反應而生產更加穩定且難以解離的化合物，繼而將用來檢測的元素從其干擾元素存在的化合物當中釋放出來。目前常常使用到的釋放劑包括硝酸鑭、硝酸鑭等。比如在檢測Mg的時候，金屬當中所含的鋁鹽和Mg會經過化學反應變成難以熔化的晶體MgAl2O4，從而對測定產生干擾。這個時候如果往試樣當中加入一定量的LaCl2，它就能夠和Al產生反應生成更加穩定的LaAl2O4，繼而把Mg釋放解離出來。

2.加入過量的干擾元素

我們還可以在試樣以及標準溶液當中同時加上超過定量數量的干擾元素，繼而使得干擾定格，當干擾處于比較穩定的狀態時就會消除或者一定程度上抑制干擾元素對測定結果造成的影響。比如我們在使用N2O-C2H2火焰來檢測Ti的時候，Al會對Ti的吸收產生干擾，這個時候如果往試樣當中加入一定量的鋁鹽，直到鋁的濃度為200μl/mL的時候，Al對Ti產生的干擾就會趨于穩定。不過該種方法會使檢測的靈敏度降低，所以不到不得已很少使用。

3.標準加入法

標準加入法是消除干擾的一種快速而且實施簡便的方法，不過該方法對于背景干擾以及和濃度有關的化學干擾。比如在測定乳酸產品當中所含有的Ca2+量時就經常會使用到該種方法。

4.改變火焰的溫度

火焰溫度以及種類發生變化也可以消除干擾，這主要是針對難以解離的化合物以及難以熔化的化合物的干擾，尤其是在火焰溫度比較低時出現的干擾，通常在火焰溫度較高的情況下都可以得到部分或者全部干擾的消除。比如在空氣-乙炔火焰里，其磷酸根會對Ca或者Mg的檢測產生干擾，而我們將火焰變成N2O-C2H2之后，其溫度得以提升，干擾也會隨之消除。

5.加入保護劑

此外，在溶劑當中加入保護劑，以此保護被檢測元素不會被干擾。比如PO4-3會干擾Ca，如果這時我們往溶液當中加入EDTA，那么Ca就會與其產生反應生成比較穩定的絡合物繼而消除干擾。或者將EDTA作為保護劑，也可以使其抑制住Al對Mg產生的干擾。

三、結束語

使用原子吸收光譜法可以快速準確的測定金屬元素，為了使測定的結果更加精確，我們一定要根據實際情況，分析產生干擾的原因，如物理干擾、化學干擾等，并采取有效的措施，包括加入保護劑、降低火焰溫度等方法來抑制或者消除干擾。

參考文獻：

[1]張揚祖.原子吸收光譜分析技術應用基礎[M].上海：華東理工大學出版社，2012.

[2]汪雨，陳舜琮，楊嘯濤.連續光源原子吸收光譜法的研究進展及應用[J].冶金分析，2012，31（2）： 38-47.