對原子光譜法在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的總結(jié)

1、對原子光譜法在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的總結(jié)一引言光譜分析是以物質(zhì)對光的吸收或發(fā)射為基礎(chǔ)的一類分析方法,在有害物質(zhì)的檢測中常用的方法有紫外可見分光光度法、紅外光譜法、原子吸收光譜法、熒光分析和發(fā)光分析等【1】。而原子光譜法因其與有的靈敏度高、干擾小、操作簡便、迅速等特點,并且它可測定70多種元素,而成為環(huán)境監(jiān)測中測定污染物的主要方法,在世界上得到普遍廣泛的應(yīng)用【2】。本文是對原子光譜法在環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的總結(jié)。二關(guān)鍵字原子光譜法中藥原子吸收光譜法原子發(fā)射光譜法三正文(一定義及分類原子光譜,是由原子中的電子在能量變化時所發(fā)射或吸收的一系列光所組成的光譜【3】。原子光譜分析法就是應(yīng)用物質(zhì)對光的吸收或發(fā)射為基礎(chǔ)的

2、一類分析方法。主要包括原子吸收光譜法和原子發(fā)射光譜法。原子吸收光譜分析法(AAS又稱原子吸收分光光度分析,是基于試樣的蒸汽相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共振輻射的吸收強度來測定試樣中被測元素的含量的一種方法【4】。其具有檢出限低、靈敏度,測量精度好,分析速度快,應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點【5】。原子發(fā)射光譜法(AES是通過記錄和測量元素的激發(fā)態(tài)原子所發(fā)出的特征輻射的波長和強度對其進(jìn)行定性、半定量和定量分析的方法。一般所稱的“光譜分析”狹義上即指原子發(fā)射光譜分析【6】。具有靈敏度高,選擇性好,試樣用量少,處理方法簡單,能同時對多元素進(jìn)行分析,是元素分析尤其是金屬元素分析最強有力的手段之一【7】。(二分析方

3、法1原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜常用的分析方法有:定性分析、半定量分析、定量分析【8】。(1定性分析:光譜定性分析常采用攝譜法,通過比較試樣光譜與純物質(zhì)光譜或鐵譜來確定元素的存在。通常將元素特征光譜中強度較大的譜線稱為元素的靈敏線。只要在試樣光譜中檢出了某元素的靈敏線,就可以確定試樣中存在的該元素。反之若在試樣中未檢出某元素的靈敏線,則說明試樣中不存在被檢元素,或者該元素的含量在檢測靈敏度以下。(2半定量分析:攝譜法可以迅速給出試樣中待測元素的大致含量,常用的方法有譜線黑度比較法和顯現(xiàn)法等。(3定量分析:常用的分析方法是內(nèi)標(biāo)法光譜定量分析。2原子吸收光譜原子吸收光譜常用的分析方法有:標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)

4、準(zhǔn)加入法【9】。(1標(biāo)準(zhǔn)曲線法:標(biāo)準(zhǔn)曲線法是最常用的基本分析方法,適合于集體簡單的大批量試樣的測定。配置一組合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品,在最佳測定條件下,由最低到最高濃度依次測定他們的吸光度A,以吸光度A對濃度c作圖。在相同的測定條件下,測定未知樣品的吸光度,從A-c 標(biāo)準(zhǔn)曲線上用內(nèi)插法求出未知樣品中被測元素的濃度。(2標(biāo)準(zhǔn)加入法:當(dāng)試樣未知或無法配制組成匹配的標(biāo)準(zhǔn)樣品時,需使用標(biāo)準(zhǔn)加入法。(三原子光譜法在環(huán)境檢測中的應(yīng)用1在土壤監(jiān)測中的應(yīng)用天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊的吳兵【10】等人的研究表明,石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中的鉛含量是一種較為簡單而有效的方法。而王獻(xiàn)忠【11】研究了石墨爐原子吸收

5、光譜法測定土壤中有效鉬的分析方法。考察了基體的影響,選擇了適宜的石墨爐升溫程序。當(dāng)進(jìn)樣量為2 0 u L 時,方法特征質(zhì)量即靈敏度S為4.0 4pg/ 1 %吸收,檢測范圍為064ug/ L ,標(biāo)準(zhǔn)加料回收率為97.01 0 4.5% ,RSD為<2 .45%。趙慶令、李清彩、孫寧、馬強、蔡薇【12】采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸消解樣品,電感耦合等離子體原子光譜法測定土壤中25個主量、次量和微量元素。篩選了不同溶礦方法和儀器參數(shù)條件,方法精密度(RSD,n=11為0.57%3.50%。方法經(jīng)國家一級土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析驗證,測定值與標(biāo)準(zhǔn)值吻合。2在水體監(jiān)測中的應(yīng)用貴州師范大學(xué)生命科學(xué)院的郝

6、麗麗【12】研究了原子光譜技術(shù)在水體重金屬含量、形態(tài)分析、同位素測定等方面的新應(yīng)用,主要包括原子吸收法(AAS、電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP-AES、電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS、氫化物發(fā)生一原子熒光光譜法(HG-AFS等4種。結(jié)論表明AAS、ICPAES、ICPMS和HGAFS法不僅能對水體低含量金屬元素進(jìn)行精確分析,而且能進(jìn)行多元素的同時測定(AAS 法除外,具有檢出限低、操作簡單、分析速度快等一系列優(yōu)點,可根據(jù)需要直接測定或選用不同的分離富集技術(shù)來解決水體檢測研究中出現(xiàn)的不同問題;樊宏、朱匡紀(jì)、徐惠民【13】等人探索和建立了濁點萃取分離富集、火焰原子吸收光譜法測定生活飲用水的鎘

7、的新方法,使環(huán)境危險因素鎘的分析過程中而產(chǎn)生的二次污染減少至最低限度。方法:水樣經(jīng)濃縮后在pH 89的范圍內(nèi)以8-羥基喹啉作為螯合劑、TritonX-114為非離子表面活性劑,在45水浴15 m in 優(yōu)化條件下分離富集,經(jīng)火焰原子吸收光譜分析測定。結(jié)果:方法富集倍率為50,在0.0 mg/L-0.025 mg/L范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5.%,加標(biāo)平均回收率范圍為:95%-105%【14】。結(jié)論:本方法不使用揮發(fā)性有機物質(zhì)萃取、簡便快速、準(zhǔn)確可靠,適用于生活飲用水中微量鎘的含量測定。3在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用近幾年,原子吸收光譜法在中藥元素的研究中取得了較大的進(jìn)展,楊吉芳15等人采用

8、原子吸收光譜法對當(dāng)歸中微量元素進(jìn)行的測定看出,當(dāng)歸中含有豐富的微量元素,其中Fe、Ca、Mg 含量較高,這與其補血、活血、調(diào)經(jīng)止痛、潤腸通便功效有關(guān)系。許克萱等16應(yīng)用原子吸收光譜法對板藍(lán)根中Mg、Ca、Zn 等元素進(jìn)行分析測定,初步探討了中藥微量元素與臨床應(yīng)用的關(guān)系。而且同一中藥的不同部位,其成分和藥理作用相似,但含量和作用強度不同,通過對其中微量元素含量測定,可以指導(dǎo)我們更加合理的用藥。王佳艷17等人采用原子分光光度法,通過對當(dāng)歸不同部位微量元素的研究發(fā)現(xiàn),Fe 在歸尾含量較高;Cu 在歸身中含量較高;Zn 在歸頭中的含量較高;Ba 在歸身中的含量較高,從而根據(jù)應(yīng)用確定它的入藥部位。同時中

9、藥復(fù)方中微量元素的含量與比例不同于單味藥。林春驛等18用原子吸收光譜法研究四物湯中微量元素得出,單味散劑、群散劑中的微量元素都明顯高于單味湯劑、群湯劑,分煎混合液也明顯高于群煎液。張志群19等用原子吸收光譜法對一付主治血管性頭痛(偏頭痛型的有效方劑及其組成的中藥進(jìn)行了微量元素進(jìn)行分析,Cr、Zn、Cu、Ni、Fe 都與造血機能有關(guān),Sr 對抽搐癥有很好的防治作用,這些與方劑的功效是相吻合。石毅20等采用原子吸收光譜法對復(fù)方丹參片方劑中微量元素進(jìn)行了測定得出,方劑中每一元素含量絕非各單味藥中的簡單相加,體現(xiàn)了“藥有個性特長.方有合群妙用”之含義。4在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用山西省地勘局217地質(zhì)隊的王曉

10、艷【21】將非完全消化法應(yīng)用火焰原子吸收光譜法,成功地測定了人造奶油中的微量鎳。在低溫下用高氯酸:硝酸(1:3,v/v混合酸消解樣品,再用20%的OP乳化劑溶液溶解消解過程中產(chǎn)生的油脂,配制成均勻、淡黃色、穩(wěn)定的樣品溶液。以空白溶液為參比,用工作曲線法測定,建立了測定人造奶油中鎳的快速火焰原子吸收光譜法,該方法簡便、快速、準(zhǔn)確,加標(biāo)回收率為94.15%108%；張紹均、許文靜【22】則研究探討了采用微波消解 法處理樣品,以 FAAS （火焰原子吸收光譜法） 法在同一體系中測定懷 山藥中微量元素錳、鋅、銅的方法?？疾炝讼跛?、過氧化氫的用量以 及消化時間長短對試驗的不同影響和在同一體系中錳、鋅、銅

11、的彼此 干擾情況。 在選定條件下,錳、 銅的檢出限分別是:Mn 0.0110g/ml、 鋅、 Zn 0.0085g/ml、 0.0065g/ml;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 2.1%3.7%,回收率 Cu 94.1%101%【23】 ；同時侯芳【24】等人的研究也表明可以利用原 子吸收光譜測定茶葉中重金屬的含量。 5 在植物檢測中的應(yīng)用 于加平、張艷娣【25】采用火焰原子吸收光譜法直接測定了野生 龍葵果中鐵、錳、鋅、銅、鈣、鎂的含量,再運用原子熒光光譜法測 定野生龍葵果中硒的含量。選用硝酸和高氯酸（51）混合消解液 進(jìn)行消解。結(jié)果所測定的龍葵果中含有豐富的人體必需微量元素。本 方法簡單、準(zhǔn)確,回收率在 93

12、.5%101.0%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 （RSD）小于 1.46%,結(jié)果令人滿意；徐敏、顧興平【26】等人用 采用原子光譜法測定川黃柏中微量重金屬元素， 從而為川黃柏的技師 檢測提供另一種方法；玉竹作為一種藥、食兩用草本植物，具有獨特 的營養(yǎng)與保健功能， 近幾年來受到了人們的廣泛關(guān)注【27】 申湘忘、 ， 彭秧錫、鄧敏超、郭雄【28】探討產(chǎn)自湖南的玉竹樣品的前處理與 試液制備， 利用火焰原子光譜法測定湘玉竹中的金屬元素鉀、 銅。 鈣、 考察硝酸、過氧化氫和高氯酸的影響，以及在同一體系中鉀、鈣、銅 的干擾情況。在選定的條件下鉀、鈣、銅的檢出限分別為 003ug 6 g、004ugg、003ugg。

13、鉀、鈣、銅的相關(guān)系數(shù)分別為 09992、09998、09978，回收率分別為 966-992、 97 398 9、 96 8-97 5。 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為 0 9 31。結(jié)果表明，火焰原子光譜法測定湘玉竹中的鉀、鈣、銅， 快速、簡便、經(jīng)濟，而且干擾少 （四）應(yīng)用進(jìn)展 1 原子發(fā)射光譜的應(yīng)用進(jìn)展 原子發(fā)射光譜分析由于能夠不經(jīng)分離， 同時對試樣中共存的多種 元素進(jìn)行快速的定性和定量分析， 因此是當(dāng)前最重要的元素分析手段 之一，已在科研及化工、材料、機械、電子、食品、冶金、礦產(chǎn)、環(huán) 境、生化和臨床等方面得到了廣泛應(yīng)用【29】 。 （1）巖礦分析 礦物中元素的分析是原子發(fā)射光譜應(yīng)用的一個 主要領(lǐng)域之

14、一，地球化學(xué)樣品在其中占有很大一部分，據(jù)統(tǒng)計，全世 界每年分析的化學(xué)樣品超過一千萬。 （2）爐前分析 在鋼鐵冶煉，尤其是特種鋼的冶煉過程中，實 時監(jiān)測煉爐中的鉻、鎂、鉬等添加元素的含量是控制鋼材質(zhì)量的一個 重要方法。 （3）環(huán)境監(jiān)測 采集廢水試樣后，經(jīng)粗濾和微孔濾膜過濾，用 硝酸酸化，加入內(nèi)標(biāo)物，在 ICP-AES 測定儀上分別進(jìn)行標(biāo)樣及廢水的 式樣分析，快速得出污染的情況。 （4）生化臨床分析 近年來，生命科學(xué)的發(fā)展對分析化學(xué)提出 了更高的要求，原子發(fā)射光譜在此領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到關(guān)注【30】 。 7 2 原子吸收光譜的應(yīng)用進(jìn)展 原子吸收光譜分析法廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、 冶金、 機械、 化工、 農(nóng)業(yè)

15、、 食品、輕工、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護、材料科學(xué)等各個領(lǐng)域，是目前痕 量金屬元素測定選擇性最好，最有效的分析方法之一。直接原子吸收 法可以測定周期表中 70 多個元素，也可通過各種化學(xué)處理形成金屬 元素的化合物，通過間接原子吸收法測定多種陰離子和有機化合物， 大大的拓展了原子吸收法的應(yīng)用范圍。各種聯(lián)用技術(shù)，如色譜-原子 吸收光譜聯(lián)用、流動注射-原子吸收光譜聯(lián)用等日益受到人們的重視。 色譜-原子吸收光譜聯(lián)用，不僅在解決元素化學(xué)形態(tài)分析方面，而且 在測定有機金屬化合物的復(fù)雜混合物方面，都有著重要的用途，是很 有前途的發(fā)展方向【31】 。 四 結(jié)論 原子吸收光譜法在環(huán)境檢測中的應(yīng)用取得了不少成果， 但在

16、監(jiān)測 范圍上還有待擴大，污染物的化學(xué)形態(tài)研究尚待深入，高靈敏度、高 選擇性、快速準(zhǔn)確的分析探討仍是需要的?？傊庸庾V法因其其具 有其他方法所不能比擬的優(yōu)勢， 在環(huán)境樣品檢測分子中展現(xiàn)了廣闊的 前景。 五 參考資料 【1】田丹碧主編·儀器分析·北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 【2】鄧勃，寧永成，劉密新·儀器分析·北京：清華大學(xué)出版社，1991 【3】何金蘭，楊克讓，李子戈·儀器分析原理·北京：科學(xué)出版社，2002 【4】武漢大學(xué)·分析化學(xué)·北京：高等教育出版社，2000 【5】江祖成等·現(xiàn)代原子發(fā)射光譜分

17、析·北京：科學(xué)出版社，1999 【6】李廷均·發(fā)射光譜分析·北京：原子能出版社，1983 【7】威爾茨著·原子吸收光譜·李家熙等譯·北京：地質(zhì)出版社，1989 【8】鄧勃·原子吸收分光光度法·北京：清華大學(xué)出版設(shè)，1981 8 【9】高鴻等·分析化學(xué)前沿·北京：科學(xué)出版社，1999 【10】吳兵·石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中的鉛含量·佳木斯教育學(xué)院學(xué)報，2011 【11】王獻(xiàn)忠·石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中有效鉬·萍鄉(xiāng)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2003 【12

18、】郝麗麗·原子光譜技術(shù)在水體檢測中的應(yīng)用·貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院學(xué)報·201 1 【13】樊宏，朱匡紀(jì)，徐惠民·濁點萃取分離富集、火焰原子吸收光譜法測定生活飲用水的 鎘·中國衛(wèi)生檢驗雜志·2011 【14】唐森木主編·環(huán)境化學(xué)與人體健康·北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1989 【15】余俞福，毛家駿·環(huán)境污染與人體健康·上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1985 【16】李慧，宏全·食品衛(wèi)生檢驗雜志，2006 【17】徐春雷，張麗·時珍國藥國藥，2002 【18】徐敏·世界元素醫(yī)學(xué)，2002 【19】王瑩·分析化學(xué)，2008 【20】楊鳳華·中國衛(wèi)生檢驗雜志，2008 【21】高舸·中國衛(wèi)生檢驗雜志，2010 【22】顧春華·檢驗檢疫科學(xué)，2009 【23】王緒明·原子吸收光譜法今年在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)