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        分析儀器在重金屬檢測中的應(yīng)用

        2018-01-29 17:53:10馬德明
        世界有色金屬 2018年23期
        關(guān)鍵詞:分析儀器原子化光譜儀

        馬德明

        (甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院,甘肅 蘭州 730207)

        對重金屬來講,其大多都是以天然的濃度存在在自然界之中,通過食物、土壤、水、空氣等途徑進(jìn)入到人的身體之內(nèi),這些低濃度的重金屬在進(jìn)入到人體中后會大量積蓄在體內(nèi),導(dǎo)致人體正常生理代謝被破壞,身體健康受到嚴(yán)重的影響。因此,為明確當(dāng)前生活和生態(tài)環(huán)境中存在的重金屬污染,借助各類分析儀器來做好重金屬檢測工作非常必要。

        1 重金屬檢測應(yīng)用范圍和特點(diǎn)

        對重金屬檢測來講,其應(yīng)用的領(lǐng)域相對較廣,不僅有食品、糧食、飲用水、飲料、保健品、蔬菜、水產(chǎn)品、食品添加劑等同人們生活密切相關(guān)的領(lǐng)域,還包括了土壤、飼料、農(nóng)藥、植物、動物、水體等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域;廢氣、固體廢物、植物、工業(yè)廢渣、環(huán)境樣品等環(huán)境領(lǐng)域;兒童玩具、涂料、廢舊電子產(chǎn)品、塑料、紡織品、油漆等工業(yè)領(lǐng)域;中草藥、生物化學(xué)樣品、中成藥等生物醫(yī)藥領(lǐng)域。

        對重金屬檢測來講,需要施行檢測的領(lǐng)域相對較多、范圍較為寬廣,且重金屬對生活和生態(tài)的影響需要經(jīng)過一個(gè)漫長的過程,其本身的毒副作用需要經(jīng)過一段時(shí)間后才能夠顯現(xiàn)出來,這使得重金屬污染問題經(jīng)常會被忽視。加之重金屬檢測使用的儀器都比較先進(jìn)和貴重,這就需要相關(guān)人員掌握高超的技術(shù)才能夠完成。

        2 重金屬檢測中分析儀器的應(yīng)用

        2.1 原子吸收光譜儀

        該光譜儀主要是由光源空心陰極燈在內(nèi)的其他光源發(fā)出特征的光譜輻射,在借助原子化器處理之后,根據(jù)分光系統(tǒng)來獲得單色光,再經(jīng)過光電倍增管之后最終達(dá)到檢測器。當(dāng)原子化器中有重金屬檢測樣品進(jìn)入后,光在通過原子化器的過程中,有部分光會被吸收掉,其透光率就會因此被減少。按照朗伯·比爾定律,樣品濃度同吸光度之間成正比,所以,根據(jù)吸光度的強(qiáng)弱,就可以確定樣品濃度。對原子化器來講,其主要包括了火焰原子化器與石墨爐原子化器兩種,第一種使用起來相對比較簡便、檢測速度比較快、檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度高,適合測定一些重金屬含量較少,或者是重金屬濃度較低的樣品;第二種在使用過程中的靈敏度更高,可以對樣品數(shù)量較少,重金屬含量極少或者是只有重金屬存在痕跡的樣品進(jìn)行檢測,二者因?yàn)闄z測準(zhǔn)確率高、速度較快,所以都被廣泛的應(yīng)用到重金屬檢測中[1]。

        2.2 ICP光譜儀

        在中國的原子發(fā)射光譜儀中,ICP是應(yīng)用范圍最為廣泛的一種光譜儀,該儀器主要是以高溫氬等離子當(dāng)做激發(fā)光源使用,同時(shí)配合分辨率較高的光柵分光裝置,借助CCD、CID檢測器或者是光電倍增管,同時(shí)對樣品中的多個(gè)元素進(jìn)行檢測,其靈敏度相對較高,可以將樣品中的金屬元素與非金屬元素同時(shí)檢測出來[2]。就ICP光譜儀來看,其本身屬于應(yīng)用范圍比較廣泛的一種無機(jī)的元素分析儀。與原子吸收儀相比,ICP光譜儀適合需要同時(shí)對3個(gè)以上樣品進(jìn)行測量的工作。

        2.3 原子熒光儀

        對原子熒光儀來講,其本身的工作原理是其他的自由原子在吸收了光源特征輻射之后,原子外層的電子就會遷躍到一個(gè)較高能級上,之后,高能級中的電子再遷躍回到基礎(chǔ)狀態(tài)或者是低能級上,同時(shí)發(fā)射同原激發(fā)波長基本相同原子熒光。

        就目前來看,原子熒光儀在對重金屬物質(zhì)進(jìn)行檢測時(shí),大多都會同氫化法聯(lián)合使用,將氬和氫火焰當(dāng)做原子化器,可以對樣品中的Hg、Bl、Sn、Pb、Cd等在內(nèi)的11個(gè)元素進(jìn)行測定,本身的靈敏度相對較強(qiáng)[3]。同其他分析儀器相比,該檢測儀的價(jià)格低廉、檢測成本低、更加便于普及,屬于最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一種檢測儀器。

        2.4 ICP質(zhì)譜儀

        ICP質(zhì)譜儀在對樣品中的重金屬進(jìn)行檢測的過程中,大多都是講用電感耦合等離子體(ICP)當(dāng)做離子源,激昂質(zhì)譜儀當(dāng)做濾質(zhì)器無機(jī)元素的分析儀,以此來對各種類型的金屬和非金屬元素進(jìn)行檢測。

        此種分析儀器檢出限較好,靈敏度相對較高,能夠同時(shí)進(jìn)行多種元素的測定,最多可以達(dá)到70多種元素,精密度可以達(dá)到0.15%~2%RSD、動態(tài)線性范圍能夠達(dá)到4~6個(gè)數(shù)量級的標(biāo)準(zhǔn),在同時(shí)分析多個(gè)元素時(shí)的速度相對來講也比較快,且此種檢測方式對于樣品的需求量相對較少,還具有一定的掃描能力,可以進(jìn)行同位素的測定與鑒別[4]。但同其他分析儀器相比,ICP光譜儀檢測成本相對較高,部分元素的檢出限有限,復(fù)雜和位置基體光譜干擾問題的存在也會對其檢測效果產(chǎn)生一定的不利影響。

        2.5 伏安分析儀

        伏安分析儀是一種紫外線可見分光的光度計(jì)與電化學(xué)法所構(gòu)成的、能夠?qū)χ亟饘龠M(jìn)行有效分析的儀器,是以電流和電壓曲線特性的研究為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的分析法作為工作原理[5]。

        伏安分析儀對于痕量金屬的監(jiān)測可以起到較好的檢測效果,可以借助溶出分析的方式,對某些物質(zhì)中重金屬的測定具有一定的靈敏度和精密度,使最終的監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確度相對較高,且使用的儀器設(shè)備也比較簡單。屬于痕量分析中比較重要的分析儀器。

        3 結(jié)論

        總而言之,由重金屬造成的污染問題在近些年愈發(fā)受到人們的關(guān)注,相關(guān)部門和行業(yè)領(lǐng)域更是設(shè)立了專門的檢測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對重金屬污染問題進(jìn)行檢測,政府部門也增加了在此方面的投資力度,通過逐步引進(jìn)先進(jìn)的儀器設(shè)備,且我國質(zhì)量檢測總局也引進(jìn)了多種國際上的監(jiān)測方法,對于出口商品、紡織品、食品和土壤等展開全面的檢測。為保證檢測效果和質(zhì)量,相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在引進(jìn)先進(jìn)儀器的同時(shí),還需要大力培養(yǎng)和引進(jìn)高水平的專業(yè)技術(shù)人員,逐步提高相關(guān)人員的技術(shù)水平,以此來最大化的發(fā)揮分析儀器的作用,保證重金屬檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和質(zhì)量。

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