李煜濤
摘 要:本文對連續(xù)光源原子吸收分光光度計的特點進行了具體的介紹,同時提出了其在日常水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀,希望能夠為同行提供參考。
關(guān)鍵詞:連續(xù)光源;原子吸收;水質(zhì)監(jiān)測
水作為人們賴以生存的基本要素,也是疾病傳播的一個重要媒介。隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,人們對飲用水的質(zhì)量的要求也越來越高,使得人們對日常水質(zhì)監(jiān)測的水平提出了更高的要求。半個多世紀(jì)以來,對于水質(zhì)中各種微量以及痕量的常規(guī)金屬元素以及有害元素主要采用原子吸收光譜儀進行測定,不僅操作方便,方法簡單,而且分析成本低,測定結(jié)果較為穩(wěn)定可靠,使得其在實驗室的普及率相當(dāng)高。但是由于其采用空心陰極燈作為銳線光源,一個元素?zé)糁荒芊治鲆环N元素,與此同時,元素?zé)艄ぷ鲿r還需要對其工作電流以及波長燈參數(shù)進行選擇以及調(diào)節(jié),極大程度的限制了原子吸收光譜儀的使用方便性。近年來,隨著水質(zhì)監(jiān)測樣本量的不斷增大以及分析精度要求的不斷提高,對于水質(zhì)樣品的分析方法以及分析儀器提出了更高的要求,越來越多的原子吸收儀器方面的設(shè)計者以及研究者開始了對連續(xù)光源原子吸收的研究,并取得了一定的研究成果,連續(xù)光源原子吸收分光光度計應(yīng)運而生。本文對連續(xù)光源原子吸收分光廣度計的特點進行了具體的介紹,同時提出了其在日常水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀,希望能夠為同行提供參考。
1連續(xù)光源原子吸收分光光度計的基本特點
1.1連續(xù)光源
傳統(tǒng)的原子吸收分光光度計采用的是銳線光源,而連續(xù)光源原子分光光度計采用高壓短弧疝燈代替了傳統(tǒng)的空心陰極燈。高壓短弧疝燈是一種氣體放點光源,其燈內(nèi)充滿了高壓疝氣;燈的兩個電極之間的距離不到1mm;光源在工作過程中,在燈內(nèi)會形成一個熱點模式,也就是在陰極的表面形成一個較小的等離子體發(fā)光點,這個發(fā)光點的直徑小于0.2mm,溫度極高。與傳統(tǒng)的疝燈相比,短弧疝燈的能量甚至可以高出100倍,而且其能量有著比較高的穩(wěn)定性,可以有效提高信噪比。此外,高壓短弧疝燈輻射波長范圍較大,其范圍可以滿足所有元素的原子吸收測定,并且可以為測定提供更為豐富放入譜線信息。
1.2高分辨率中階梯光柵-雙單色器
連續(xù)光源原子吸收分光光度計的分光系統(tǒng)采用的是大面積中階梯光柵以及石英棱鏡所組成雙單色器光學(xué)系統(tǒng)。這樣的分光系統(tǒng)可以使吸收譜線的寬度得到較大程度的降低,從而獲得精度更高的分辨率。將氖燈應(yīng)用于連續(xù)光源原子吸收分光光度計,可以有效實現(xiàn)多譜線波長定位基礎(chǔ)上的動態(tài)校正,從而充分保證波長的準(zhǔn)確性以及重現(xiàn)性。
1.3CCD線陣檢測器
連續(xù)光源原子分光光度計采用的是CCD線陣檢測器,它可以利用感光點來實現(xiàn)對2nm波長范圍以內(nèi)的所有精細光譜信息的有效測定,并有效描述吸收信號的輪廓。此外,CCD檢測器不僅可以實現(xiàn)吸收度-波長的二維圖譜的充分顯示,同時還可以顯示出包括波長、光譜信號以及時間等信息的三維圖譜,使得提供的光譜信息更為豐富。大量的研究實踐表明,連續(xù)光源原子吸收分光光度計還可以實現(xiàn)分析線附近各種背景干擾的全自動矯正。
2連續(xù)光源原子吸收分光光度計在日常水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀
近年來,隨著連續(xù)光源原子吸收分光光度計的逐漸普及,越來越多的人們開始將其應(yīng)用于日常水質(zhì)的監(jiān)測中。閻善信等采用CAA700型連續(xù)光源原子吸收光譜儀對瓦房店市水質(zhì)中的Zn、Mn、Cu以及Fe等常規(guī)項目進行了日常監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)連續(xù)光源分光光度計可以實現(xiàn)對多種元素的順序測定,一個光源可以同時用于多個原色的測定,在測定過程中無需換燈;與此同時,儀器內(nèi)部有各個元素的分析波長以及最佳測試條件,與傳統(tǒng)的原子吸收分光光度計相比大大縮短了測試時間;此外,連續(xù)光源原子吸收分光光度計可以用于測定金屬元素的含量,使得在水質(zhì)監(jiān)測中原子吸收分光光度計可以發(fā)揮更為廣闊的作用。
賀志慶利用ContrAA 300連續(xù)光源原子吸收光譜儀對臺州市環(huán)境監(jiān)測中路橋區(qū)自來水公司出水口水樣中的Ca、Mg、K以及Na等離子的濃度進行了測定,發(fā)現(xiàn)連續(xù)光源原子吸收光譜儀的CDD檢測器可以同時對譜線周圍的全部信息進行記錄分析,不僅改善了信噪比,同時降低了檢出限;此外,由于其光譜分析能力超強,可以實現(xiàn)對Na元素雙峰的清晰分離,有效消除了光譜疊加的干擾。
李琦利用德國某公司生產(chǎn)的連續(xù)光源原子吸收光譜儀對河南省水樣中各種原色的含量進行了測定。通過在不同時間分別對標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍以內(nèi)各種元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液的7次測定以及統(tǒng)計學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)該儀器的測量精密度可以達到0.44%-1.35%,,說明連續(xù)光源原子吸收分光光度計具有較強的靈敏度以及精確度,同時可以實現(xiàn)較短時間以內(nèi)多元素的分析測定[1]。
德國耶拿分析股份有限公司通過其ContrAA連續(xù)光源原子吸收光譜儀測定了引用水腫鈉、鉀以及鋰的含量, 發(fā)現(xiàn)該儀器可以在實現(xiàn)190-900nm的光譜范圍內(nèi)各元素的測定。
楊華等利用耶拿ContrAA700連續(xù)光源原子吸收分光光度計測定了天津市地表水中K、Na、Ca以及Mg元素的含量,同時探討了鑭鹽、銫鹽 以及Al3+ 、SO42- 等干擾離子對測試結(jié)果的影響,同時研究了不同濃度范圍內(nèi)分別采用主靈敏線以及次靈敏線測量時儀器的檢出限、準(zhǔn)確度以及精密度。結(jié)果表明,連續(xù)光源原子吸收分光光度計在測定地表水中鉀、鈉、鎂以及鈣時不僅方法簡單,而且節(jié)省時間,同時對于低濃度的水樣在測試時靈敏度較高[2]。
3結(jié)語
隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,人們對日常水質(zhì)的監(jiān)測水平提出了更高的要求。連續(xù)光源原子吸收分光光度計作為一項較為先進的研究成果,不僅利用一個光源實現(xiàn)了對多種元素的順序測定,縮短了測試時間,同時具有較高的精確度以及靈敏度,在日常水質(zhì)的監(jiān)測工作中具有非常高的應(yīng)用價值。
參考文獻:
[1]李琦.原子吸收光譜儀在礦泉水中的應(yīng)用分析[J].2014,21(5):243.
[2]楊華,張永剛,王靜,等.連續(xù)光源原子吸收法測定地表水中鉀鈉鈣鎂[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2013,32(4):120-122.