原子吸收光譜法測(cè)定重金屬時(shí)的干擾因素和消除方法

安書(shū)瑋

（寧波原水環(huán)境檢測(cè)有限公司，浙江 寧波 315000）

1 原子吸收光譜分析的原理

原子吸收光譜分析是基于原子外層電子的躍遷。這種物質(zhì)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，在外部可以以輻射或吸收能量的形式表現(xiàn)出來(lái)，光譜就是按照波長(zhǎng)順序排列的電磁輻射。原子吸收光譜法測(cè)試重金屬時(shí)，當(dāng)重金屬的陰極燈光源輻射出特征譜線時(shí)，通過(guò)待測(cè)重金屬樣品的蒸氣，被蒸氣中待測(cè)重金屬元素的基態(tài)原子所吸收，從重金屬陰極燈發(fā)射光譜被減弱的程度，可求得待沉淀重金屬樣品的含量。

2 干擾因素和消除方法

2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的影響

實(shí)驗(yàn)環(huán)境是影響實(shí)驗(yàn)分析的重要因素。實(shí)驗(yàn)室中存在很多污染源，其中較常見(jiàn)的是來(lái)自空氣的污染。一般實(shí)驗(yàn)室的空氣中普遍含有許多懸浮顆粒，這些顆粒中主要含有硅酸鹽及其吸附的無(wú)機(jī)金屬、有機(jī)物及其他鹽類(lèi)。實(shí)驗(yàn)人員自身也會(huì)對(duì)微量元素的測(cè)定帶入干擾因素，如衣著、手套、口罩、汗?jié)n、皮屑等等。這些污染源一旦帶入到試樣中，就會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，導(dǎo)致測(cè)定值及空白值增高而且不規(guī)律。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的管理，注意實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的整潔，是減少實(shí)驗(yàn)干擾的有效辦法。要注意實(shí)驗(yàn)器材的清洗及貯存，通常用稀鹽酸或稀硝酸洗液浸泡24h，然后用水充分洗滌，最后用蒸餾水或者超純水沖洗2～3 次。

2.2 實(shí)驗(yàn)試劑的影響

試劑的純度和用量均對(duì)重金屬的測(cè)定產(chǎn)生干擾。試液的消解和酸化，應(yīng)該選用高純度的酸溶液，否則會(huì)影響重金屬元素的吸收值。用純度低的酸稀釋液，會(huì)使空白的吸收值偏高，從而影響實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果。可購(gòu)買(mǎi)市場(chǎng)銷(xiāo)售的高純?cè)噭｛}酸、硝酸、硫酸和高氯酸等可用蒸餾方法提純，采用BYT-120A 型石英亞沸高純水蒸餾器能得到超純?cè)噭⒙然瘹淙芙庠诟呒兯幸部傻玫礁呒凔}酸，也可用等溫?cái)U(kuò)散方法提純鹽酸，提純后的酸應(yīng)貯存在聚四氟乙烯或聚乙烯容器中[1]。開(kāi)封時(shí)間久的酸溶液，容易引起污染，盡量選擇新開(kāi)封的試劑。

2.3 石墨爐的影響

污染是石墨爐原子吸收法分析不準(zhǔn)確的主要原因。石墨爐原子吸收法在加熱高溫測(cè)定過(guò)程中，石墨管壁會(huì)出現(xiàn)碳的升華物，這種碳升華物積累到一定程度，就可能使石墨管的溫度發(fā)生改變，從而使分析結(jié)果發(fā)生偏離。為了消除石墨爐的影響，石墨爐爐頭要做到定期清潔，去掉石墨管，觀察石墨爐所有部件，用棉簽擦去或用洗耳球吹出試樣沉積物及石墨管碎片，并用軟布蘸稀的清潔劑擦拭石墨爐爐頭的外表面。溫度控制窗口或棱鏡被污染，將影響溫度控制的準(zhǔn)確性、分析精度和石墨管壽命，也應(yīng)做到定期清潔。石墨管的清洗可通過(guò)高溫加熱來(lái)驅(qū)除少量積碳，積碳嚴(yán)重的情況下立即更換石墨管。

2.4 化學(xué)過(guò)程的影響

原子吸收分析中的化學(xué)干擾是指被測(cè)元素與樣品中的其他成分在原子化條件下形成很難分解的化合物，或者是樣品中有其他元素存在，使得被測(cè)元素的信號(hào)發(fā)生變化，被測(cè)重金屬在原子吸收光譜分析中，不能以基態(tài)原子蒸氣的狀態(tài)存在于光傳播過(guò)程中，即使在水質(zhì)樣品中存在該元素，也不能被測(cè)定出來(lái)，從而使原子化效率發(fā)生變化。原子化效率，是影響測(cè)定水中重金屬準(zhǔn)確度和精密度的主要因素。無(wú)火焰原子吸收分析需要經(jīng)干燥、灰化、原子化、高溫除雜四個(gè)階段的逐漸升溫過(guò)程。在這些過(guò)程中由于基體的存在，會(huì)使待測(cè)元素的信號(hào)降低或者升高，這種現(xiàn)象通常稱為基體效應(yīng)或基體干擾。為了消除化學(xué)過(guò)程的影響，一般采用的方法有：1）與基體生成易揮發(fā)的化合物，在原子化前蒸發(fā)或分解，從而降低背景吸收；2） 使待測(cè)元素形成更穩(wěn)定的化合物，有利于提高熱預(yù)處理溫度，驅(qū)除基體成分，防止待測(cè)元素的揮發(fā)損失；3） 加入基體改進(jìn)劑，改變基體或被測(cè)元素的熱穩(wěn)定性，使石墨爐內(nèi)的高溫化學(xué)反應(yīng)，向有利于待測(cè)元素原子化的方向發(fā)展；4） 提高原子化溫度，使難解離的化合物完全解離成基態(tài)原子；5） 形成強(qiáng)還原性原子化環(huán)境，改善原子化效率，提高靈敏度；6） 使基體形成難解離的化合物，避免待測(cè)元素形成易揮發(fā)難原子化的化合物，降低揮發(fā)損失和氣相干擾；7） 使待測(cè)元素形成易分解的化合物，避免待測(cè)元素形成熱穩(wěn)定碳化物，降低凝相干擾和記憶效應(yīng)。

2.5 物理過(guò)程的影響

物理干擾是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過(guò)程中，由于試樣中任何物理性質(zhì)的變化，會(huì)引起原子吸收信號(hào)強(qiáng)度的變化，都直接影響原子化效率。當(dāng)試樣中存在大量的基體時(shí)，在蒸發(fā)過(guò)程中有可能包裹待測(cè)元素，延緩待測(cè)元素的蒸發(fā)，影響原子化效率。為了消除物理干擾，保證分析的準(zhǔn)確度，當(dāng)被測(cè)元素在試液中濃度較高時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)加入法或者用稀釋溶液的方法來(lái)降低或消除物理干擾。改善基體的物理特性，防止待測(cè)元素被包裹在大塊結(jié)晶或燒結(jié)塊內(nèi)，從而消除物理干擾。

2.6 空心陰極燈的影響

空心陰極燈的干擾包括被測(cè)元素本身各條發(fā)射線之間的影響，光源中惰性氣體發(fā)射線對(duì)測(cè)定線的干擾，以及空心陰極燈陰極材料中其他元素的發(fā)射線對(duì)測(cè)量線的干擾。為了消除空心陰極燈的影響，可減小狹縫寬度，使光譜通帶小到可以分離掉非吸收線，也可改用其他分析線，雖靈敏度降低，但允許較大的光譜通帶，有利于提高信噪比。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的影響

在實(shí)際分析中，當(dāng)待測(cè)元素濃度較高時(shí)，工作曲線向濃度坐標(biāo)彎曲，這是由于待測(cè)元素含量較高時(shí)，吸收線產(chǎn)生熱變寬和壓力變寬，使吸光度減小而造成的。為了消除標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的影響，應(yīng)盡量使標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成與待測(cè)試液的基體組成相一致，以減少因基體組成的差異而對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的影響。