電感耦合等離子體發射光譜儀測定重鈣中鉛、砷、鉻、鎘含量探析

張風英

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250014）

隨著我國社會經濟的快速發展，使得農業行業發展迅猛，對農業化肥的使用次數也在逐漸增加，環境的破壞程度日益提升。面對此種情況，相關人員就需要加強環境保護工作，對農業化肥中含有的有毒有害成分進行檢測，從而對農業化肥進行控制，保證農作物生長質量。基于此，本文就對電感耦合等離子體發射光譜儀測定重鈣中鉛、砷、鉻、鎘含量進行探析。

1 電感耦合等離子體發射光譜儀的工作原理分析

電感耦合等離子體發射光譜儀是難容合金等重金屬元素的測量儀器，主要是由高頻振蕩器和耦合系統組成，在工作過程中高頻振蕩器產生高頻電流，在此種情況下，高頻電流流經耦合系統發生管上端的銅制內部用水冷卻的管狀線圈上，然后進行重金屬等離子的測量工作[1]。電感耦合等離子體發射光譜儀在工作過程中應用的主要原理是高頻振蕩器發生的高頻電流等多種技術，在工作前期，此設備處于基態原子，并且能量呈現在最低情況，在此種情況下，當電流流經后就會將設備的吸收特定能力進行激發，吸收不同金屬元素的能量，然后經所吸收的金屬元素能量以特征普線的形式呈現出來，從而實現金屬元素的測量工作。

2 電感耦合等離子體發射光譜儀的組成結構分析

2.1 電感耦合等離子體發射光譜儀的等離子體部分

在電感耦合等離子體發射光譜儀中，等離子體是重要的發光源，在光譜儀中主要以一種氣體的形式存在，主要是由高頻發生器、霧化器、等離子矩管這三部分內容所組成，具體結構如圖1所示。等離子矩管主要是由石英玻璃所組成的，結構為內管、中管和外管三個部分，這三個部分在工作過程中相互獨立，且彼此聯系。輔助性氣體氬氣在工作過程中主要存在等離子體的內管中，當被測量樣品溶液流經等離子體內管時，由于輔助性氣體氬氣具有較高的穩定性，在工作過程中不會與樣品溶液發生化學反應，從而使得產生的光譜線具有較高的準確性。

圖1 電感耦合等離子體發射光譜儀的等離子體矩管結構

2.2 電感耦合等離子體發射光譜儀的霧化器結構

圖2 電感耦合等離子體發射光譜儀霧化器鉑網示意圖

霧化器主要是進行霧化反應的場所，直接關系到電感耦合等離子體發射光譜儀的重金屬測量質量。因此，面對此種情況，相關人員需要合理選擇霧化器，保證霧化器的性能，保證金屬含量測量結果。通常情況下，相關人員將需要測量的溶液導入霧化器中，讓被測量容器在霧化器中發生霧化反應形成氣溶膠，然后在氬氣的作用下，將氣溶膠引入到等離子體發射光譜儀的火焰區域中，讓氣溶膠進行蒸發反應，進而形成光譜圖，呈現出金屬離子的含量情況。具體情況如圖2所示，在此鉑網基礎上，一旦等離子體發射光譜儀中溫度達到一定程度，內部液體就會發生嚴重的電離反應，從而形成液體的特征光譜線，保證液體穩定性，提高檢測質量。

2.3 電感耦合等離子體發射光譜儀的中階光柵光譜儀光學結構

相關人員在使用電感耦合等離子體發射光譜儀進行重鈣中鉛、砷、鉻、鎘等金屬含量測定過程中，當被測量樣品經過霧化器后，發生霧化反應形成氣溶膠，然后氣溶膠等離子發生蒸發效應，進而形成所需要的特定光譜圖。使用移動監測器對特定的光譜圖進行分析工作，收集相關信號，對波長準確制定，從而對波長進行準確的測量，提高波長測量工作質量。

2.4 電感耦合等離子體發射光譜儀的ICP基本功能結構

電感耦合等離子體發射光譜儀的ICP基本功能結構主要包含樣品引入系統、電子轉換系統和光學系統這三個部分內容，這三個部分各有各的特點、作用，對電感耦合等離子體的測量工作具有重要意義。在電感耦合等離子體發射光譜儀中還需要包含電子轉換系統和信號發射裝置，使用這兩個部分將電子轉換器中涵蓋的信號進行掃描，制作成完整的光譜圖，從而保證電感耦合等離子體發射光譜儀工作質量。

3 電感耦合等離子體發射光譜儀測定工作的具體實驗

相關人員在使用電感耦合等離子體發射光譜儀測定重鈣中鉛、砷、鉻、鎘等金屬含量過程中需要選擇濃鹽酸、去離子水、含有鉛、砷、鉻、鎘元素的標準溶液若干瓶等化學試劑，并選擇型號為ICP—OES的電感耦合等離子體發射光譜儀，并將型號為ICP—OES的電感耦合等離子體發射光譜儀的流量設置為15L/min、發射功率設置為1300W、霧化流量設置為0.8L/min等，保證重鈣中鉛、砷、鉻、鎘等金屬含量測量質量。具體的測量步驟如下：首先，相關人員需要將濃鹽酸、濃硝酸化學試劑進行加熱工作，等到試劑內部溶液全部蒸發后，在加入適量的鹽酸溶液，再繼續進行加熱，直至溶液內部結晶全部溶解，然后進行冷卻、過濾等操作。其次，等到溶液冷卻、過濾完畢后，相關人員需要對不同的溶液選擇不同的檢測方法，并在檢測過程中對各個元素所產生的波長情況進行糾正處理，保證金屬元素波長測量質量。再次，相關人員需要在檢測過程中加強對溶液強度測定的考慮，并根據溶液測量強度結果制定針對性的曲線，然后對溶液中所含有的金屬元素進行確定，從而保證金屬含量測量的準確性。

4 結語

總而言之，隨著我國社會經濟的快速發展，科學技術發展迅猛，一些新型的電感耦合等離子體發射光譜儀相繼被研發出來，并在微量重金屬元素測量工作中被廣泛應用，不僅提高了測量工作的準確性，還可以節省測量工作時間。因此，面對此種情況，相關人員需要加強電感耦合等離子體發射光譜儀的應用，使用電感耦合等離子體發射光譜儀測定重鈣中鉛、砷、鉻、鎘等金屬含量，從而提高測量結果的準確性，推動我國農業行業實現快速發展。

[1]曾衛興,黎嘉雯.電感耦合等離子體發射光譜法測定空氣與廢氣中銅、鋅、鉛、鎘元素[J].廣東化工,2017,44(16):235-236.