安書瑋
(寧波原水環(huán)境檢測有限公司,浙江 寧波 315000)
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)部運動,在外部可以以輻射或吸收能量的形式表現(xiàn)出來,光譜就是按照波長順序排列的電磁輻射。原子吸收光譜法測試重金屬時,當重金屬的陰極燈光源輻射出特征譜線時,通過待測重金屬樣品的蒸氣,被蒸氣中待測重金屬元素的基態(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。
實驗環(huán)境是影響實驗分析的重要因素。實驗室中存在很多污染源,其中較常見的是來自空氣的污染。一般實驗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機金屬、有機物及其他鹽類。實驗人員自身也會對微量元素的測定帶入干擾因素,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,就會對測量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響,導致測定值及空白值增高而且不規(guī)律。加強實驗室的管理,注意實驗室環(huán)境的整潔,是減少實驗干擾的有效辦法。要注意實驗器材的清洗及貯存,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。
試劑的純度和用量均對重金屬的測定產(chǎn)生干擾。試液的消解和酸化,應該選用高純度的酸溶液,否則會影響重金屬元素的吸收值。用純度低的酸稀釋液,會使空白的吸收值偏高,從而影響實驗的測定結(jié)果??少徺I市場銷售的高純試劑。鹽酸、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試劑。將氯化氫溶解在高純水中也可得到高純鹽酸,也可用等溫擴散方法提純鹽酸,提純后的酸應貯存在聚四氟乙烯或聚乙烯容器中[1]。開封時間久的酸溶液,容易引起污染,盡量選擇新開封的試劑。
污染是石墨爐原子吸收法分析不準確的主要原因。石墨爐原子吸收法在加熱高溫測定過程中,石墨管壁會出現(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確性、分析精度和石墨管壽命,也應做到定期清潔。石墨管的清洗可通過高溫加熱來驅(qū)除少量積碳,積碳嚴重的情況下立即更換石墨管。
原子吸收分析中的化學干擾是指被測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,使得被測元素的信號發(fā)生變化,被測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)存在于光傳播過程中,即使在水質(zhì)樣品中存在該元素,也不能被測定出來,從而使原子化效率發(fā)生變化。原子化效率,是影響測定水中重金屬準確度和精密度的主要因素。無火焰原子吸收分析需要經(jīng)干燥、灰化、原子化、高溫除雜四個階段的逐漸升溫過程。在這些過程中由于基體的存在,會使待測元素的信號降低或者升高,這種現(xiàn)象通常稱為基體效應或基體干擾。為了消除化學過程的影響,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) 使待測元素形成更穩(wěn)定的化合物,有利于提高熱預處理溫度,驅(qū)除基體成分,防止待測元素的揮發(fā)損失;3) 加入基體改進劑,改變基體或被測元素的熱穩(wěn)定性,使石墨爐內(nèi)的高溫化學反應,向有利于待測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) 使待測元素形成易分解的化合物,避免待測元素形成熱穩(wěn)定碳化物,降低凝相干擾和記憶效應。
物理干擾是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化過程中,由于試樣中任何物理性質(zhì)的變化,會引起原子吸收信號強度的變化,都直接影響原子化效率。當試樣中存在大量的基體時,在蒸發(fā)過程中有可能包裹待測元素,延緩待測元素的蒸發(fā),影響原子化效率。為了消除物理干擾,保證分析的準確度,當被測元素在試液中濃度較高時,選擇標準加入法或者用稀釋溶液的方法來降低或消除物理干擾。改善基體的物理特性,防止待測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。
空心陰極燈的干擾包括被測元素本身各條發(fā)射線之間的影響,光源中惰性氣體發(fā)射線對測定線的干擾,以及空心陰極燈陰極材料中其他元素的發(fā)射線對測量線的干擾。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。
在實際分析中,當待測元素濃度較高時,工作曲線向濃度坐標彎曲,這是由于待測元素含量較高時,吸收線產(chǎn)生熱變寬和壓力變寬,使吸光度減小而造成的。為了消除標準工作曲線的影響,應盡量使標準溶液的組成與待測試液的基體組成相一致,以減少因基體組成的差異而對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響。