水质重金属测定中原子吸收光谱法的运用分析

水质重金属测定中原子吸收光谱法的运用分析

刘昊

南通市通州区水务有限公司 江苏南通 226300

摘要：近年来，我国工业和农业的发展导致水体重金属含量增加，对国家经济发展构成严重威胁，并对人民的生命和安全产生严重影响。传统的分子荧光和分光光度法可以有效测量水中重金属离子，但它们仍然需要分子探针的结构，因此具有很大的局限性。原子吸收光谱目前广泛用于水质分析中重金属离子的测量。其主要工作原理是将光源与拟用分光光度法测量的金属元素一一对应，然后通过更换光源有选择地确定特定金属元素。

关键词：原子吸收光谱法（AAS）；原理分析；重金属；水质分析；

前言

原子吸收光谱自1950年以来一直存在，在水质检测方面具有很高的应用价值。在可见光和紫外线下，共振辐射由空气原子和相应原子的外部电子产生。未知元素含量的吸收强度由原子吸收光谱确定，原子吸收光谱可用于确定受光辐射影响的特定空气原子的吸收。近年来，仪器分析方法广泛应用于许多探测领域，如化学工业、水质控制、生物医学、材料科学、食品和其他领域。特别是在痕迹分析和微观分析方面。在分析样品时，它们具有较好的选择性、较快的分析速度，最重要的是更高的精度和较低的检测限制。

一、原子吸收光谱概述

1.原子吸收光谱的基本原理分析

原子吸收光谱主要是选择性地吸收以原子为基础的外部电子的特征波长的光学辐射，从而使原子的外部电子从基本状态变为激发状态，并对其元进行相应的定量和定性分析由于每种材料中的原子都有特定的原子结构和外部电子组成模型，因此当它们被不同的原子触发时，它们的电子会以不同的方式运动，同时在不同波长发光，这主要是因为每个元素都有唯一的评分线，因此可以进行分析当光源发射的光通过样品进行测试时，原子的外部电子有选择地吸收同一元素发射的特征光谱，从而减少光源发射的入射光。如果对入射光的吸收表示为吸收，则光a的吸收与测量样品中要测量的元素数量成比例。通过测量其光度吸收，可以直接计算要测试的元素的内容，并对测量的元素执行相应的定量分析。

2.原子吸收光谱方法的优缺点分析

首先，这种分析方法在一定程度上具有高度选择性，主要原因是所测试部件的外部电子吸收带较低，而且公用部件在一定程度上不干扰所测试部件的测量，对于这种方法，分析范围足够广泛，可以更好地满足大多数金属元素的分析需要。现在可以测量73个元素，因为这种分析方法不需要等待要测量的元素激发，因此只能测量元素含量低的元素，还可以测量微量元素，这与许多其他元素相比是不可比较的特征吸收分光光度法也有缺点。例如，每次确定一个项目时，都必须更换灯泡，不能同时识别多个项目，这使得检测重金属变得非常困难。同时，不溶性元素敏感性不高，其标准运行曲线呈狭窄的线性范围，在实践中可能会造成很多不便。

3.原子吸收光谱的构成分析

原子吸收光谱仪主要由光源、原子和光谱系统组成。就光源而言，主要可以发射急性线光谱进行测试，通常使用空心阴极灯和阴极放电灯。但是气雾剂可以分为火焰气雾剂和石墨气雾剂等，主要能够将样品中待检测的元素转化为原子蒸汽。线束系统由凹镜或散射元件组成，其主要功能是有效地将共振线与相邻光谱线中的被检测元素分开。但是，其检测系统由探测器和放大器组成，主要是将光学信号转换为电信号进行放大处理，然后由处理器和外部计算机进行相应的分析计算，最后在屏幕上显示样品中各种金属元素的含量和浓度进行测试。

二、原子吸收光谱法的具体应用

1.标准样品的制备

对于使用原子吸收光谱的分析，所有待测试样品的吸收信号必须与标准样品的吸收信号相比较，这一过程与仪器校准是分不开的。但是，如果仪器的响应值与特定范围的元素之间存在线性关系，则只需准备样本元素内容工作范围的顶部和中间标准即可。为了保证标准样品不随时间变化，必须在同一天使用标准溶液通常储存在容量为1000毫克/升的容量瓶中，并可适用于滴度至滴度的稀释。为确保标准溶液的容量瓶在配置后不会受到污染，应主要浸泡在10%的硝酸溶液中，以便在配置真空溶液和标准溶液时，先用纯水冲洗。

2.样品的前处理和痕量分析

在测量各种样品中的金属元素时，第一步通常是销毁样品中的有机物。所选择的方法通常与分析元素和测试样本的基本性质有关。目前，有机物通过干灰、水解和酸性浸渍工艺被销毁。为了构建高精度、高灵敏度的分析模式，采用上述方法处理样品后，必须消除干扰因素。溶剂萃取、离子交换、蒸馏挥发和氢的出现是分离浓度的常用方法。

3.测定水质中重金属元素

化学实验室采用火焰法测量铁、锰、锌和其他水金属的含量。光源采用相应部件的空心阴极灯、空气乙炔火焰、介质采用硝酸、铁和锰作为标准溶液。燃烧器高度、槽和灯管电流的相应值分别为10毫米、0.2纳米和3mA。在相同条件下，测量测量项的吸收，每个项回归方程的相关系数大于0.999。在用空气-乙炔火焰法分析锰时，应选用贫化火焰，因为富含空气-乙炔火焰的应用受到钙、锶、钡等元素的干扰。在进行具体分析时，应注意灰尘、仪器、试剂和水的污染。并且要求溶液的酸度大于1%。为了测量水中铜、铅和镉的浓度，化学实验室经常以硝酸-高氯酸盐作为溶液处理样品，处置率较高，检测限值低于0.075微克/毫升。在分析石墨炉时，应特别注意基体引起的干扰，并建议去除氘灯的背景。为测量镉含量，建议添加硝酸镁和磷酸铵基材改进剂。在此检测环境中，灰分温度可达500℃，标准样品回收率超过96.0%。

4.原子光谱法检测水质过程中应注意的事项

第一步-仪器准备:在原子分析过程中，将所有样品的吸收信号与样品本身的标准信号进行比较。因此，元素含量校准仪器是基础。如果仪器的反应值显示某一范围内相互关联的现象，则只需为元素含量准备较高和中等的标准。应严格控制样品溶液的浓度，在达到有关标准后稀释和测试高浓度溶液，以确保样品分析结果的准确性。此外，必须仔细观察反应时间，然后才能在反应后得出最后结论。

第二步-废水样品？的吸入:为了促进所分析样品的雾化过程，建议首先使用盐酸处理酸化靶，在适当限度内控制样品标准，并在酸化后形成金属氯化物。安装原子吸收装置后，需优化样品的吸收值，将空样品的标准值融入火焰中，详细输入吸收值，计算相应的结果。随着时间的推移，标准样品的质量也随之变化，对实验研究产生不同的影响。因此，平时当天准备的样品应该在当天使用。

结束语

综上所述，随着国民经济的迅速发展，重金属污染水的问题日益严重，特别是近年来重金属进入生态系统，严重威胁人们的健康。面对这种情况，国家应采取适当政策，关注重金属造成的污染。水中重金属的检测可以有效地控制重金属在源头的污染，先进的原子吸收光谱相结合可以有效地简化检测过程，确保更准确和及时地检测水中重金属离子，并确保在检测过程中继续进行水质分析。

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