原子熒光原理及應用

氫化物（蒸氣）發(fā)生原子熒光（VG—AFS）原理及應用20132021/6/271原子熒光的發(fā)展史原子熒光譜法(AFS)是原子光譜法中的一個重要分支。從其發(fā)光機理看屬于一種原子發(fā)射光譜(AES)，而基態(tài)原子的受激過程又與原子吸收(AAS)相同。因此可以認為AFS是AES和AAS兩項技術的綜合和發(fā)展，它兼具AES和AAS的優(yōu)點。1859年Kirchhoof研究太陽光譜時就開始了原子熒光理論的研究，1902年Wood等首先觀測到了鈉的原子熒光，到20世紀20年代，研究原子熒光的人日益增多，發(fā)現(xiàn)了許多元素的原子熒光。用鋰火焰來激發(fā)鋰原子的熒光由BOGROS作過介紹，1912年WOOD年用汞弧燈輻照汞蒸氣觀測汞的原子熒光。Nichols和Howes用火焰原子化器測到了鈉、鋰、鍶、鋇和鈣的微弱原子熒光信號，Terenin研究了鎘、鉈、鉛、鉍、砷的原子熒光。1934年Mitchll和Zemansky對早期原子熒光研究進行了概括性總結。1962年在第10次國際光譜學會議上，阿克瑪?shù)?Alkemade)介紹了原子熒光量子效率的測量方法，并予言這一方法可能用于元素分析。1964年威博尼爾明確提出火焰原子熒光光譜法可以作為一種化學分析方法，并且導出了原子熒光的基本方程式，進行了汞、鋅和鎘的原子熒光分析。美國佛羅里達州立大學Winefodner教授研究組和英國倫敦帝國學院West教授研究小組致力于原子熒光光譜理論和實驗研究，完成了許多重要工作。

20世紀70年代，我國一批專家學者致力于原子熒光的理論和應用研究。西北大學杜文虎、上海冶金研究所、西北有色地質(zhì)研究院郭小等均作出了貢獻。尤其郭小偉致力于氫化物發(fā)生(HG)與原子熒光(AFS)的聯(lián)用技術研究，取得了杰出成就，成為我國原子熒光商品儀器的奠基人，為原子熒光光譜法首先在我國的普及和推廣打下了基礎。2021/6/272國外AFS儀器發(fā)展史＊1971年Larkins用空心陰極燈作光源，火焰原子化器，采用瀘光片分光，光電倍增管檢測。測定了Au、Bi、Co、Hg、Mg、Ni等20多種元素；＊1976年Technicon公司推出了世界上第一臺原子熒光光譜儀AFS-6。該儀器采用空心陰極燈作光源，同時測定6個元素，短脈沖供電，計算機作控制和數(shù)據(jù)處理。由于儀器造價高，燈壽命短，且多數(shù)被測元素的靈敏度不如AAS和ICP-AES，該儀器未能成批投產(chǎn)，被稱之為短命的AFS-6。＊20世紀80年代初，美國Baird公司推出了AFS-2000型ICP-AFS儀器。該儀器采用脈沖空心陰極燈作光源，電感耦合等離子體(ICP)作原子化器，光電倍增管檢測，12道同時測量，計算機控制和數(shù)據(jù)處理。該產(chǎn)品由于沒有突出的特點，多道同時測定的折衷條件根本無法滿足，性能/價格比差，在激烈的市場競爭中遭到無情的淘汰。＊20世紀90年代，英國PSA公司開始生產(chǎn)HG-AFS。＊本世紀初加拿大AURORA開始生產(chǎn)HG-AFS。2021/6/273國內(nèi)AFS儀器發(fā)展史*

西北大學杜文虎小組從事原子熒光測汞研究，低壓汞燈作光源，自制液體瀘光片，光電倍增管檢測，記錄儀記錄原子熒光峰值信號。他們的成果由西安無線電八廠投產(chǎn)。我國環(huán)保系統(tǒng)早期測汞曾經(jīng)采用過這種類型的儀器*上海冶金研究所用空心陰極燈作光源，氮隔離空氣-乙炔火焰原子化器，無色散系統(tǒng)，測定鋁合金中的鋅鎂錳等元素。其技術成果由溫州天平儀器廠投產(chǎn)。*地質(zhì)部吳聯(lián)元等聯(lián)合研制了單道原子熒光儀樣機，沒有形成商品儀器。蒸氣發(fā)生原子熒光發(fā)展進程中的幾個主要階段：（１）1978年而西北有色地質(zhì)研究院郭小偉教授將原子熒光儀器，專用于測定易形成氣態(tài)氫化物的金屬元素。（2）郭小偉教授率先研制成功溴化物無極放電燈，為原子熒光光譜儀在我國成功實現(xiàn)商品化奠定了堅實的基礎。（3）1985年劉明鐘等研制成功特制的空心陰極燈，采用間歇式脈沖供電方式，解決了燈的使用壽命問題，為氫化物-原子熒光光譜儀在我國首先得到普及、推廣，創(chuàng)造了條件。（4）郭小偉教授等90年代初發(fā)明斷續(xù)流動技術，實現(xiàn)了儀器自動化．（5）90年代初高英奇等研制成功高強度（高性能）空心陰極燈為提高原子熒光的技術性能作出了貢獻。（6）2001年方肇倫指導吉天將順序注射技術用于原子熒光。2021/6/274原子熒光分析方法的應用狀況４０多項國家標準、部門、地方及行業(yè)標準:1.食品衛(wèi)生理化檢驗標準中食品（As、Hg、Pb、Se、Sn、Sb、Ge、Cd）的測定2.生活飲用水及水源水中As、Hg、Se的測定3.粗銅化學分析方法砷量的測定4.飲用天然礦泉水中As、Hg、Se的測定5.化妝品衛(wèi)生化學標準中As、Hg的測定6.鋅精礦中As、Sb、Sn、Ge量的測定7.銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學分析方法氫化物無色散原子熒光光度法測定鉍量8.國家環(huán)境監(jiān)測總站《水和廢水監(jiān)測分析方法指南》水質(zhì)等環(huán)境分析中As、Bi、Se、Pb、Hg的測定（推薦方法）9.地質(zhì)部地下水質(zhì)檢測方法：氣-液分離氫化物原子熒光法測定砷10.地質(zhì)部地下水質(zhì)檢測方法：原子熒光法測定硒11.吉林省原子熒光法測定化妝品中的總砷、總汞、總銻12.吉林省原子熒光法測定生物材料中的總砷、總汞13.HJ/T341-2007國家環(huán)境保護行業(yè)標準水質(zhì)汞的測定冷原子熒光法(試行).14.GB/T20127.10-2006鋼鐵及合金氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定硒含量15.GB/T20127.2-2006鋼鐵及合金氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定砷含量16.GB/T20127.8-2006鋼鐵及合金氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定銻含量2021/6/27517.SNT2004.1-2005電子電氣產(chǎn)品中汞的測定第部分：原子熒光光譜法18.GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》19.SL327.1～4-2005水利行業(yè)標準砷、汞、硒、鉛的測定原子熒光光度法·20.稻米中總砷的測定原子熒光光譜法（農(nóng)業(yè)行業(yè)標準）》21.GB/T17593.4-2006紡織品的重金屬測定第4部分砷汞原子熒光分光光度法22.GB/T8152.11-2006鉛精礦化學分析方法汞量的測定原子熒光光譜法23.GB/T8152.5-2006鉛精礦化學分析方法砷量的測定原子熒光光譜法24.GB/T8151.15-2006鋅精礦化學分析方法汞量的測定原子熒光光譜法25.GB/T12689.9-2004鋅及鋅合金化學分析方法銻量的測定原子熒光光譜法和火焰原子吸收光譜法26.GB/T12689.9-200427GB17378海洋監(jiān)測規(guī)范28原子熒光法測定生物體中砷的技術規(guī)程29原子熒光法測定生物體中汞的技術規(guī)程30原子熒光法測定沉積物中砷的技術規(guī)程31原子熒光法測定沉積物中汞的技術規(guī)程32.原子熒光法測定海水中砷的技術規(guī)程33.原子熒光法測定海水中汞的技術規(guī)程34NY1110-2006水溶肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量及其含量測定35.NYT1121.11-2006土壤檢測第11部分：土壤總砷的測定36.NYT1121.10-2006土壤檢測第10部分：土壤總汞的測定……………..2021/6/276目錄一、原子熒光原理二、

氫化物（蒸氣）發(fā)生

原子熒光法三、原子熒光光譜儀器四、原子熒光光譜儀介紹五、原子熒光光譜法的應用六影響原子熒光測量的主要因素及注意事項七、測量誤差產(chǎn)生的原因八、原子熒光分析樣品處理技術2021/6/277一、原子熒光原理光譜法是光學分析方法之一種,光譜法分為原子光譜法和分子光譜法兩種,其中的原子光譜法包括原子發(fā)射光譜法（AES）、原子吸收光譜法(AAS)、原子熒光光譜法（AFS）以及X射線熒光光譜法（XFS）等。2021/6/278基態(tài)的原子蒸氣吸收一定波長的輻射而被激發(fā)到較高的激發(fā)態(tài)，然后去活化回到較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時便發(fā)射出一定波長的輻射———原子熒光

E2E1E01、原子熒光的定義2021/6/279

2、原子熒光的種類

兩種基本類型：共振熒光和非共振熒光1）共振熒光：熒光線的波長與激發(fā)線的波長相同。2）非共振熒光：熒光線的波長與激發(fā)線的波長不相同，大多數(shù)是熒光線的波長比激發(fā)線的波長為長。

2021/6/27103、熒光猝滅定義：處于激發(fā)態(tài)的原子，隨時可能在原子化器中與其他分子、原子或電子發(fā)生非彈性碰撞而喪失其能量，熒光將減弱或完全不產(chǎn)生的現(xiàn)象。熒光猝滅的程度與被測元素以及猝滅劑的種類有關。猝滅劑：火焰燃燒的產(chǎn)物最嚴重。2021/6/27114、熒光強度與濃度的關系

原子熒光強度與分析物濃度以及激發(fā)光的輻射強度等參數(shù)存在以下函數(shù)關系：

If=

I

（1）根據(jù)比爾-朗伯定律：

I=I0[1-e–KLN]

（2）

I=

I0[1-e–KLN]

（3）式中:

：原子熒光量子效率

I

：被吸收的光強

L：吸收光程

I0

：光源輻射強度K：峰值吸收系數(shù)N：單位長度內(nèi)基態(tài)原子數(shù)將(3)式按泰勒級數(shù)展開，并考慮當N很小時，忽略高次項，則原子熒光強度If表達式簡化為：

If=

I0KLN

（4）當實驗條件固定時，原子熒光強度與能吸收輻射線的原子密度成正比。當原子化效率固定時，If

便與試樣濃度C成正比。即：

If=

C

（5）

為常數(shù)。(5)式的線性關系，只在低濃度時成立。當濃度增加時，(4)式帶二次項、三次項…，If與C的關系為曲線關系。2021/6/2712二、

氫化物（蒸氣）發(fā)生

原子熒光法

1、原理As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge8個元素可形成氣態(tài)氫化物，Cd、Zn形成氣態(tài)組分，Hg形成原子蒸氣。氣態(tài)氫化物、氣態(tài)組分通過原子化器原子化形成基態(tài)原子，基態(tài)原子蒸氣被激發(fā)而產(chǎn)生原子熒光2021/6/27132、氫化物反應的種類1）、金屬

酸還原體系（Marsh反應）2）、硼氫化物

酸還原體系3）、電解法硼氫化物

酸還原體系酸化過的樣品溶液中的砷、鉛、銻、硒等元素與還原劑(一般為硼氫化鉀或鈉)反應在氫化物發(fā)生系統(tǒng)中生成氫化物：

BH-+3H2O+H+=H3BO3+Na++8H*+Em+=EHn+H2(氣體）

式中Em+代表待測元素，EHn為氣態(tài)氫化物（m可以等于或不等于n）。使用適當催化劑，在上述反應中還可以得到了鎘和鋅的氣態(tài)組分。2021/6/27143、形成氫化物的元素的價態(tài)

元素價態(tài)

As3+

Sb3+

Bi

3+

Se2+

、4+Te4+Ge4+

Pb4+Sn4+2021/6/27154、干擾1）、干擾種類液相干擾（化學干擾）------氫化反應過程中氣相干擾（物理）------傳輸過程中散射干擾------檢測過程中2021/6/27162）、干擾的消除液相干擾：絡合掩蔽、分離（沉淀、萃?。?、加入抗干擾元素、改變酸度、改變還原劑的濃度、改變干擾元素的價態(tài)等。氣相干擾：分離（吸收、改變傳輸速度）改善傳輸管道散射干擾：清潔原子化室、煙囪、排氣罩2021/6/27175、氫化物發(fā)生法的主要優(yōu)點

(1)分析元素能夠與可能引起干擾的樣品基體分離,消除了部分干擾。

(2)與溶液直接噴霧進樣相比,氫化物法能將待測元素充分預富集,進樣效率近乎100%。

(3)連續(xù)氫化物發(fā)生裝置宜于實現(xiàn)自動化。

(4)不同價態(tài)的元素氫化物發(fā)生實現(xiàn)的條件不同,可進行價態(tài)分析。2021/6/2718三、原子熒光光譜儀器1、儀器的構成原子熒光儀器由三部分組成：激發(fā)光源、原子化器、檢測電路。

激發(fā)光源

原子化器檢測電路2021/6/27192、原子熒光儀器的功能要求1）、激發(fā)光源：對光源的要求：高強度、高穩(wěn)定性2）、原子化器：高原子化效率、低背景。3）、檢測系統(tǒng)：包括光路及電路兩部分。光路：分有色散系統(tǒng)和非色散系統(tǒng)兩種電路：高可靠性，高信噪比2021/6/27203、氫化物(蒸氣)發(fā)生-原子熒光光譜儀氫化物（蒸氣）發(fā)生—無色散原子熒光光譜儀儀器裝置由六大部分組成：A進樣系統(tǒng)B氫化物（蒸氣）發(fā)生系統(tǒng)C光源系統(tǒng)D光學系統(tǒng)E原子化系統(tǒng)F檢測系統(tǒng)2021/6/27214、原子熒光光譜儀的特性1、與氫化物（蒸氣）發(fā)生技術聯(lián)用

As(193.7,197.2nm)Se(196.1,204.0nm）

Hg(189.4,253.7nm)SbPbGeSnBiTe氫化元素

CdZn形成氣態(tài)組分2、AFS儀器目前大多采用非色散光學系統(tǒng)

優(yōu)點：儀器結構簡單，便于操作

缺點：所測元素種類少

目前只有吉天儀器公司在部分型號儀器上應用了有色散和非色散雙光學系統(tǒng)，可以檢測Cr6+2021/6/27223、非色散AFS采用日盲光電倍增管作為檢測器

日盲光電倍增管工作波段為165nm~320nm

AAS采用光電倍增管的工作波段為，200nm以下靈敏度較低，因此AFS對于檢測As(193.7,197.2nm)Se(196.1,204.0nm）兩元素具有優(yōu)勢。2021/6/2723四、原子熒光光譜儀介紹

1、原子熒光光譜儀原理圖（以雙通道原子熒光光譜儀為例）2021/6/2724氫化物（蒸氣）發(fā)生原子熒光光譜儀的原理圖部件說明

1.氣路系統(tǒng) 2.氫化物發(fā)生系統(tǒng) 3.原子化器 4.激發(fā)光源 5.光電倍增管6.前放7.負高壓 8.燈電源9.爐溫控制 10.控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)11.打印機 A.光學系統(tǒng)2021/6/27252、氫化物（蒸氣）發(fā)生原子熒光光譜儀的

關鍵部件

氣路系統(tǒng)：轉子流量計、電磁閥控制流量計、質(zhì)量流量計進樣器：半自動進樣器、三維自動進樣器、極坐標自動進樣器氫化物發(fā)生系統(tǒng)：蠕動泵、順序注射泵原子化器：低溫氬氫火焰原子化器（單層石英爐芯、雙層屏蔽式石英爐芯）激發(fā)光源：特制高強度空心陰極燈（Hg為陽極）。所有的燈均不能反擊激發(fā)。2021/6/27263、國內(nèi)外原子熒光儀器的現(xiàn)況國外：兩家英國PSA公司,加拿大AURORA

國內(nèi)：目前已有十多家。老廠家有四家，其余是近幾年開始生產(chǎn)AFS的。

2021/6/27274、原子熒光光譜儀主流產(chǎn)品分類蠕動泵（連續(xù)流動、流動注射、斷續(xù)流動、間歇泵）為進樣氫化物反應系統(tǒng)的原子熒光光譜儀。順序注射泵為進樣氫化物反應系統(tǒng)的原子熒光光譜儀。2021/6/27285、進樣系統(tǒng)的特點*連續(xù)流動法：樣品及還原劑均以不同的速度在管子中流動并在混合器中混合，產(chǎn)生氫化物。優(yōu)點：提供的信號是連續(xù)信號缺點：嚴重浪費樣品和還原劑*流動注射法：與連續(xù)流動法類似，樣品是通過采樣閥進行“采樣”“注射”切換，由于樣品是間隔輸送到反應器中，因而所得的信號為峰狀信號。優(yōu)點：定量進樣，相對連續(xù)流動節(jié)省試劑；分析速度快缺點：結構復雜；國產(chǎn)電磁閥容易漏液；容易產(chǎn)生交叉污染，記憶效應*斷續(xù)流動法：是介于前兩種方法之間的一種進樣模式，利用計算機控制蠕動泵的轉速和時間，定時定量采樣進行測定。優(yōu)點：定量進樣，節(jié)省試劑；記憶效應小缺點：泵管易老化損壞造成進樣精度差，有脈動效應，氫化物會有損失。*間歇泵法：在斷續(xù)流動法的基礎上采用間歇排液的方式減少氫化物的損失。*順序注射法：采用柱塞泵代替蠕動泵。優(yōu)點：進樣準確，克服蠕動泵的缺陷，消除了氣泡對反應的影響，豐富了儀器的功能，提高了儀器的性能缺點：儀器成本較高，測量速度較慢。2021/6/27296、原子熒光的衍生產(chǎn)品形態(tài)分析儀（As、Hg、Se、Sb等）生物樣品測定儀（如血、尿中的Pb、Cd、Hg等）多用途原子熒光光譜儀（如測電子產(chǎn)品中Cr，礦物、土壤中的Cu、Fe、Au、Ag等）水中痕量Hg大氣中的有害重金屬元素（如直接測Hg，其它有害元素如As、Pb

）2021/6/27307、間歇泵進樣反應示意圖2021/6/27318、順序注射進樣裝置圖2021/6/2732五、原子熒光光譜法的應用原子熒光技術的普及自20世紀80年代以來，經(jīng)過廣大科技工作者的不懈努力，原子熒光分析方法已經(jīng)成為各個領域不可缺少的檢測手段。隨著有關原子熒光的國家、行業(yè)、部門的檢測標準的建立，原子熒光光譜儀的應用范圍越來越大。如地質(zhì)、冶金、化工、生物制品、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、食品、醫(yī)藥醫(yī)療、工業(yè)礦山等領域。2021/6/27331、在食品健康環(huán)境衛(wèi)生領域對人體健康有益元素鍺Ge87年衛(wèi)生部批準有機鍺為食品新資源硒SeGB13105鋅ZnGB13106

對人體健康有害元素

汞Hg鉛Pb鎘Cd錫Sn砷As

銻Sb鉍Bi碲Te

2021/6/2734食品衛(wèi)生部門執(zhí)法必測元素：As

基礎標準GB4810（11類食品中總砷；17類食品中無機砷）

31個各大類食品標準（調(diào)味品，糖果，糕點，蜜餞等）

4大類食品包裝材料，涂料，容器標準（不銹鋼等食具）Pb

基礎標準GB14935（8大類食品）

46個各大類食品標準（調(diào)味品，糖類，酒類，罐頭類等）

25個食品包裝材料，涂料，容器標準（不銹鋼，陶瓷等）

2021/6/2735Hg

基礎標準GB2762（8大類食品）

29個各大類食品標準（凍豬肉，羊肉，牛肉等）Cd

基礎標準GB15201（6大類食品）

4個食具標準（搪瓷，鋁制，陶瓷和不銹鋼）Sn7類罐頭食品標準（煉乳，果蔬，肉類等）Sb3個標準（搪瓷食具，包裝材料等）2021/6/27362、在食品健康環(huán)境衛(wèi)生領域的擴展形態(tài)分析:元素形態(tài)是指某種元素在實際樣品中的不同物理－化學形態(tài)。物理形態(tài)主要是指該元素在樣品中的物理狀態(tài)，如是溶液、膠體或是沉淀狀態(tài)等；化學形態(tài)則是指元素在該樣品中的化合價態(tài)、有機金屬衍生物類型、生物活性狀態(tài)等。2021/6/2737近幾年來，在食品健康環(huán)境衛(wèi)生領域元素分析已經(jīng)的不僅限于元素總量的檢測，而是要對該元素的不同形態(tài)和價態(tài)進行具體的分析。因為同一元素的不同形態(tài)可能具有完全不同的化學和毒理性質(zhì)，一個典型的例子就是砷元素。砷在自然界中以無機和有機的形式存在，無機砷化合物毒性極強，如砷酸鹽(As(V))、亞砷酸鹽(As(III))；有機砷化合物中一甲基砷化合物(MMA)和二甲基砷化合物(DMA)也有毒，但毒性低于無機砷化合物；而一般認為砷甜菜堿(AsB)和砷膽堿(AsC)無毒。2021/6/2738通常采用色譜進行分離，原子光譜進行檢測的方法，來達到元素中不同價態(tài)形態(tài)的檢測目的。分離系統(tǒng)主要選擇離子色譜和液相色譜以及毛細管電泳檢測系統(tǒng)主要是選擇電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)、氫化物發(fā)生原子吸收（HGAAS）、氫化物發(fā)生原子熒光（HGAFS）。其中ICP-MS可以簡便地與離子色譜連接、并具有高的靈敏度，但ICP-MS的成本和使用費用高昂，難以在常規(guī)分析中推廣；AAS對于As、Se等元素的檢測靈敏度較低；而AFS對于As、Se等元素的檢測具有較高的靈敏度，完全可以和ICP-MS媲美，檢測限都能達到亞ppb級。

2021/6/2739目前已經(jīng)有部分廠家制造出專門的形態(tài)分析儀以及多用途的原子熒光形態(tài)分析儀。同時相應的國家行業(yè)標準已經(jīng)獲批和正在制定中，不久將會在各個相關領域得到應用。如食品、環(huán)境、飼料、肥料、土壤等領域。2021/6/27403、專用儀器在各個領域的應用a、用于血液、尿液中Pb、Cd、Hg等有害元素快速測定的專用原子熒光光譜儀。b、用于電子產(chǎn)品中有害金屬檢測的RoHS檢測儀。c、工作場所大氣中痕量有害重金屬元素原子熒光檢測儀。d、Au、Ag、Cu、Fe等的測定。2021/6/27414、原子熒光的發(fā)展趨勢專用儀器：如測Hg儀，測Pb、Cd等，RoHS儀；聯(lián)用技術：形態(tài)分析儀的功能的擴展；新型原子化器：電熱汽化Ar/H2火焰原子化，介質(zhì)阻擋放電（低溫等離子體）。新光源：連續(xù)光源，激光光源，強短脈沖供電光源；與之匹配的新型檢測器及新的檢測技術研發(fā)；2021/6/2742六影響原子熒光測量的

主要因素及注意事項影響分析檢測的因素很多，主要的因素包括儀器條件、外部因素、分析方法等幾方面。2021/6/27431、儀器條件參數(shù)儀器的主要參數(shù)

光電倍增管負高壓、燈電流、原子化器溫度、原子化器高度、載氣流量、屏蔽氣流量、讀數(shù)時間、延遲時間等是所有原子熒光儀器的共性的東西，它們對測量有著一定的影響。2021/6/27441.1光電倍增管負高壓(PMT)

指加于光電倍增管兩端的電壓。光電倍增管是原子光譜儀器的光電檢測器，目前國內(nèi)生產(chǎn)的原子熒光光度計均使用日盲光電倍增管（碲化銫光電陰極，波長范圍165nm~320nm）。光電倍增管的作用是把光信號轉換成電信號，并通過放大電路將信號放大。放大倍數(shù)與加在光電倍增管兩端的電壓（負高壓）有關，在一定范圍內(nèi)負高壓與熒光信號（熒光強度If）成正比，見圖1。2021/6/2745負高壓越大,放大倍數(shù)越大,但同時暗電流等噪聲也相應增大。圖1熒光強度與負高壓的關系

2021/6/2746據(jù)文獻介紹,當光電倍增管負高壓在200V～500V之間時，光電倍增管的信號（S）/噪聲（N）比是恒定的，見圖2。因此，在滿足分析要求的前提下，盡量不要將光電倍增管的負高壓設置太高。

圖2光電倍增管的信噪比（S/N）與負高壓的關系2021/6/27471.2燈電流

原子熒光光譜儀的激發(fā)光源其供電電源采用集束脈沖供電方式，以脈沖燈電流的大小決定激發(fā)光源發(fā)射強度的大小，在一定范圍內(nèi)隨燈電流增加熒光強度增大。但燈電流過大，會發(fā)生自吸現(xiàn)象，而且噪聲也會增大，同時燈的壽命縮短。雙陰極燈的主、輔陰極電流配比影響其激發(fā)強度，使用時應引起注意。通常情況下輔陰極電流略小于主陰極電流時燈的激發(fā)強度較佳。汞燈實際上是陽極汞燈，汞燈燈電流不宜過高，適宜范圍為15~50mA。而且汞燈易受外界因素如溫度的影響。2021/6/2748不同元素燈的燈電流與熒光強度的關系不盡相同，見下圖：

不同元素燈的燈電流與熒光強度的關系2021/6/27491.3原子化器溫度原子化器溫度是指石英爐芯內(nèi)的溫度，即預加熱溫度。當氫化物通過石英爐芯進入氬氫火焰原子化之前，適當?shù)念A加熱溫度，可以提高原子化效率、減少猝滅效應和氣相干擾。石英爐芯內(nèi)的溫度為200℃，即預加熱溫度為200℃原子化器溫度不同于原子化溫度（即氬氫火焰溫度），氬氫火焰溫度大約在780℃左右。2021/6/27501.4原子化器高度

原子熒光光譜儀的原子化器高度是指原子化器頂端到透鏡中心水平線的垂直距離。其指示的高度數(shù)值越大，原子化器高度越低，氬氫火焰的位置越低，見下圖：

氬氫火焰的高度示意圖2021/6/27511.5氣流量

吉天儀器公司生產(chǎn)的原子熒光光度計專用的原子化器，其屏蔽式石英爐芯由雙層結構的同軸石英管構成，見下圖：2021/6/2752氫化反應產(chǎn)生的氫化物、氫氣及少量的水蒸氣在載氣（氬氣）的“推動”下進入屏蔽式石英爐芯的內(nèi)管，即載氣管。其外管和內(nèi)管之間通有氬氣，稱為屏蔽氣，做為氬氫火焰的外圍保護氣體，起到保持火焰形狀穩(wěn)定，防止原子蒸氣被周圍空氣氧化的作用。氫氣、氬氣的混合氣體經(jīng)點火爐絲點燃形成氬氫火焰，氬氫火焰將氫化物原子化形成原子蒸氣。2021/6/2753載氣流量、屏蔽氣流量的影響：載氣流量小，氬氫火焰不穩(wěn)定，測量的重現(xiàn)性差，載氣流量極小時，由于氬氫火焰很小，有可能測量不到信號；載氣流量大，原子蒸氣被稀釋，測量的熒光信號降低，過大的載氣流量還可能導致氬氫火焰被沖斷，無法形成氬氫火焰，使測量沒有信號。屏蔽氣流量小時，氬氫火焰肥大，信號不穩(wěn)定；屏蔽氣流量大時，氬氫火焰細長，信號不穩(wěn)定且靈敏度降低。2021/6/27541.6讀數(shù)時間、延遲時間

讀數(shù)時間[t(r)]是指進行測量采樣的時間，即元素燈以事先設定的燈電流發(fā)光照射原子蒸氣使之產(chǎn)生熒光的整個過程。操作者可根據(jù)屏幕上的If-T關系曲線形狀來確定讀數(shù)時間，該時間的長短與蠕動（注射）泵的泵速、還原劑的濃度、進樣體積的大小等有關。讀數(shù)時間的確定非常重要，以峰面積積分計算時以將整個峰形全部采入為最佳。延遲時間[t(d)]是指當樣品與還原劑開始反應后，產(chǎn)生的氫化物進入原子化器需要一個過程，其所用時間即為延遲時間。延遲時間設置準確，可以有效地延長燈的使用壽命，并減少空白噪聲。在讀數(shù)時間固定的情況下，如果延遲時間過長，會導致讀數(shù)采樣滯后，損失測量信號；延遲時間過短，會減少燈的使用壽命，增加空白噪聲。2021/6/2755讀數(shù)時間、延遲時間與熒光強度的關系圖：

2021/6/27562、外部因素

2.1氫化物發(fā)生-無色散雙道原子熒光儀器的工作環(huán)境條件，日常檢測用的水、試劑等實驗條件。2.1.1工作環(huán)境條件：工作溫度15℃～30℃相對濕度≤75%電源220V±10%50Hz或

110V±10%60Hz電源要有良好的接地，周圍無強磁場，無大功率用電設備，室內(nèi)無腐蝕性氣體2021/6/27572.1.2實驗條件

（1）氬氣：純度不小于99.99%，氬氣減壓表（2）硼氫化鈉（鉀），含量95%以上（3）鹽酸、硝酸等（優(yōu)級純以上）（4）純凈水（18MΩ）（5）器皿：要經(jīng)過技術監(jiān)督部門的校準鑒定。2021/6/27583、分析方法：大家所用的儀器的廠家不同，型號不同，同型號的儀器性能也各不相同，造成儀器的設置條件不統(tǒng)一，甚至酸度、還原劑的條件也不盡相同。所以有關標準以及各種文獻資料介紹的方法中的儀器條件以及其它參數(shù)（如還原劑濃度）均無太大的參考價值，這些條件參數(shù)應以儀器廠家提供的參數(shù)為準。而有關標準以及各種文獻資料中有價值的是樣品處理方法、試劑的配制方法、干擾的消除方法等內(nèi)容。2021/6/2759原子熒光儀器的特點決定了每臺儀器的工作條件不是統(tǒng)一的。儀器工作條件的選擇原則是：首先要初步判斷樣品中待測元素的大致含量，依你所使用的儀器的檢測范圍（即最高限和最低限），通過樣品之稱樣量及定容體積來控制待測試溶液中待測元素的大致濃度范圍；其次依待測元素的大致濃度范圍來確定工作曲線的標準系列溶液的濃度；然后根據(jù)標準系列溶液的濃度范圍設置儀器的各項參數(shù)，高濃度的標準系列要把儀器的各項參數(shù)（如燈電流、負高壓等）降低，反之，則要提高。2021/6/27604、原子熒光分析中的注意事項4.1試劑的純度及配制方法4.1.1水：建議使用18MΩ以上的純凈水。4.1.2酸：在鹽酸、硝酸等酸中常含有雜質(zhì)（砷、汞、鉛等），因此實驗中必須采用較高純度的酸。在實驗之前必須認真挑選，可將待使用的酸按標準空白的酸度在儀器上進行測試。挑選較低熒光強度值的酸，如果空白值過高，會影響工作曲線的線性，方法的檢出限和測定的準確度。4.1.3硼氫化鉀：要求含量≥95%。硼氫化鉀溶液中要含有一定量的氫氧化鉀，是為了保證溶液的穩(wěn)定性。建議氫氧化鉀的濃度為0.2%～0.5%，過低的濃度不能有效防止硼氫化鉀的分解，過高的濃度會影響氧化還原反應的總體酸度。配制后的硼氫化鉀溶液應避免陽光照射，密閉保存，以免引起還原劑分解產(chǎn)生較多的氣泡，影響測定精度。建議現(xiàn)用現(xiàn)配。4.1.4其它試劑：注意試劑中純度，要考慮到試劑中被測元素的含量以及干擾元素的含量。2021/6/27614.2污染污染是影響氫化物原子熒光儀器測量準確性的重要因素，產(chǎn)生污染的原因、污染的種類很多，下面介紹幾種主要的污染。容器污染：實驗室所用容器如容量瓶、燒杯、比色管、移液管等由于曾經(jīng)盛裝過某種物質(zhì)而未清洗干凈造成沾污。還有洗凈的器皿長時間放置而吸附了空氣中的污染物。容易造成污染的元素有汞、砷、鉛、鋅等。解決辦法：玻璃器皿要在1：1的硝酸溶液中浸泡12小時以上，使用前用自來水沖洗，再用純凈水沖洗5、6遍。沾污嚴重的器皿可考慮采用超聲清洗、用氧化性強的溶劑、加溫等手段清洗。不論是什么器皿，切記用前一定要再清洗。試劑污染：試劑由于使用、保存不當，造成外界的污染物進入試劑中。解決辦法：用移液管吸取試劑前要把移液管清洗干凈并保持干燥，盛放試劑的器皿要用完即刻密封好。盛放試劑的容器本身的材質(zhì)應不含污染物或不易溶出污染物。2021/6/2762

環(huán)境污染：室內(nèi)空氣、水源等被污染。由于樣品、試劑存放不當或長期積累造成實驗環(huán)境的污染。解決辦法：平時注意實驗室的通風，實驗室的清潔，不存放易污染、揮發(fā)性強的物質(zhì)。已經(jīng)造成污染的可以請有關專家進行處理。建議在污染物未清理干凈的情況下更換實驗室房間。儀器使用中產(chǎn)生的污染：氫化物原子熒光儀器是用來進行痕量分析的儀器，如果進