張 佳,關婷婷,柴 磊,秦 娜,屈俊成
(焦作市畜產品質量安全監(jiān)測中心,河南 焦作 454003)
該法是1964年以后發(fā)展起來的分析方法,用激發(fā)光源照射含有一定濃度的待測元素的原子蒸氣,從而使基態(tài)原子躍遷到激發(fā)態(tài),然后去激發(fā)回到較低能態(tài)或基態(tài),發(fā)出原子熒光,測定原子熒光的強度即可求得待測樣品中該元素的含量。
基態(tài)原子只吸收一定的能量。所以只有特定波長的輻射可以被吸收,被選擇譜線的輯射強度對應的吸收值與吸收體積中產生吸收的原子的數(shù)量,即樣品中元素的濃度有關,這種關系就是研究樣品中某一元素的定量測定的基本原理。而原子吸收光譜是指在蒸氣相中的基態(tài)原子吸收該元素特征輻射光線而產生的吸收光譜[1]。
原子熒光光譜法為無色散系統(tǒng)光路,其光路簡單且短,因而光損失少,可以同時測量幾條熒光譜線。例如:砷測量的主要熒光光譜線在氫氧焰中反應,熒光譜線的總強度與含量成正比,大大提高了方法的信噪比,從而降低了檢出限。應當注意的是這些諧線均位于200~290nm之間,這正是日盲光電倍增管的靈敏度最好的波段[2]。
原子吸收光譜法光路比較復雜,光路較長,因而光的能量損失也比較大,特別是對砷、硒等元素,波長處于200nm以下,空心陰極燈發(fā)射較弱,光電倍增管在此波段的靈敏度也較低,因而信噪比比較低,檢出限也就比較差。同樣以砷為例,可用的譜線只有193.7,197.2。
原子熒光光譜法中氫化物進入氫焰進行原子化。氫焰中有足夠的氫自由基來促進原子化過程,帶來的好處是:石英爐表面性質對原子化過程影響較小,不需經常處理;原子化充分,即使是鍺這樣的元素也可以做出非常滿意的結果;較長的使用壽命。
原子吸收光譜法常用的T型石英管原子化器的原子化機理被認為是氫自由基碰撞原理,與此同時也可能有些分解機理。不同的元素其原子化機理不完全相同。在石英管中氫自由基的濃度又不夠充分。存在的問題是:石英管表面性質對原子化過程影響極大,需要經常進行表面處理;對某些元素原子化不夠充分,例如:鍺在T型管中難以得到滿意的結果;使用壽命較短。
原子熒光法的最大優(yōu)勢就在于它可以進行多元素同時測定。國外的某些儀器一次可以測定十二種元素。目前可實現(xiàn)同時測定多種可形成氫化物元素的氫化物發(fā)生一原子熒光光度計。多元素同時測定可大大提高工作效率,節(jié)約成本。
原子吸收光譜法大多數(shù)儀器不能進行多元素同時測定,一般僅能一次測定一種元素。
二者的液相干擾基本相同,但氣相干擾有很大的差別,這點應引起應有的注意。
原子熒光法的干擾要小的多,也就是說對于復雜樣品一般不經分離即可直接測定,而氫化物發(fā)生原子吸收法卻不行[3]。
原子熒光光譜法一般可達到3個數(shù)量級左右。這樣大多數(shù)的樣品就可以無需稀釋直接測定,從面減少沾污的危險。
原子吸收光譜法由測量原理限制,一般僅一個量級,有些樣品就要經過進一步的處理才能進行測定。
二者的檢出限及測量精度目前基本上相近。但對碑、硒、汞等元素,原子熒光法顯然占優(yōu)勢。更重要的是原子熒光法具有更大的潛力:光源方面的改進給原子熒光光譜帶來的好處比原子吸收法大得多[4]。可以預見,在今后的進一步的發(fā)展中,原子熒光法對可形成氫化物元素的測定靈敏度將全面優(yōu)于原子吸收法。
原子熒光光譜法由于儀器結構簡單,因而調整方便。對經常分析砷、硒等元素的單位,配備一臺原子熒光光譜儀將給使用者帶來極大的方便。
原子吸收光譜法一般可用于火焰法、石墨法。進行氫化物分析時需加專用附件或更推子化器,如每日均有砷等元素的測定將會給分析者帶來很大的不便。同時由于占用了一臺原子吸收儀、也使其不能進行其它更多元素的分析。
二種方法測定成本基本相當,前者多元素測定時占有很大優(yōu)勢,而后者使用的氬氣較少。
原子熒光光譜法對光源要求較高,特別是對燈的純度要求較高,一般采用檢驗過的原子熒光專用空心陰極燈。原子吸收光譜法一般對光源要求較低,但對砷、硒燈要求較高。