楊瑋瑋 李百球(江西省地質(zhì)調(diào)查研究院,江西 南昌 330000)
呈氣態(tài)的原子向同類原子輻射出特征譜線所具有的現(xiàn)象,這就是原子吸收。原子吸收技術(shù)的原理是通過樣品中的蒸汽中待測元素的基態(tài)原子吸收由光源輻射出的待測元素的特征光譜,而樣品中的待測元素會(huì)根據(jù)發(fā)射光譜的減弱程度而確定。
與分光光度的分析方法相比,原子吸收儀分析有許多相似之處,二者的工作原理以及操作儀器的結(jié)構(gòu)基本相同。站在長期從事化學(xué)分析工作的人員的角度來看,這種分析技術(shù)的操作相對(duì)簡單、便捷,其操作要領(lǐng)易于掌握,無需專門的培訓(xùn)就可以直接投入使用。
由于在分析工作中存在諸多干擾因素,例如物力干擾、化學(xué)干擾、電離干擾以及環(huán)境干擾等,使得分析工作的準(zhǔn)確性受到了一定程度的影響。而原子吸收儀技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,能夠有效避免這些干擾。在各種干擾的情況之下,操作人員可以采取改變火焰溫度、或者保護(hù)絡(luò)合劑等受到使干擾得以減少。玻爾茲曼的方程式提出,一旦火焰溫度出現(xiàn)變化,那么發(fā)射光譜的譜線也會(huì)隨著發(fā)生更到的變化,然而原子吸收分析不會(huì)受到火焰溫度變化太大的影響,由此可見,原子吸收儀的抗干擾能力是比較強(qiáng)的。
通常情況下,火焰原子的方法是在高溫條件下在霧化室中送入待測物品的樣品,這個(gè)操作過程相對(duì)比較簡單,具有較好的重現(xiàn)性?,F(xiàn)階段,許多元素的靈敏度較高,基本都達(dá)到了PPM級(jí),而少部分元素的靈敏度達(dá)到了PPB級(jí)。而石墨爐原子化器,能夠在石墨管壁、石墨平臺(tái)或者石墨坩堝放置樣品,然后利用加熱來實(shí)現(xiàn)原子化。在可控溫度的范圍的原子效率,能夠達(dá)到100%的樣品使用率。
目前,全自動(dòng)的分析光譜儀器在市場上已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用,該儀器的操作完全實(shí)現(xiàn)了微機(jī)自動(dòng)化。操作人員只需要根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)機(jī)器的操作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,對(duì)各項(xiàng)數(shù)值進(jìn)行調(diào)節(jié),例如燃燒頭的高度、氣體流量以及助燃比等,如此以來,不僅減少了工作量,節(jié)省了財(cái)力與人力,分析時(shí)間也得以降低,工作效率得到有效提高,同時(shí)由于人工失誤而造成的誤差也得到最大程度的降低。
在對(duì)一些金屬材料例如鋁、鋁合金、銅合金、鈦合金等等,一些電源材料例如銀鋅電池、鉻鎳電池、熱電池、太陽電池等,這些材料運(yùn)用原子吸收光譜儀的技術(shù)方法所測的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)普遍具有較高的準(zhǔn)確度,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化與完善。
在分析與測試微量與常量的各種混合粉末電源材料時(shí)原子吸收光譜技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛,其中還包括了控制與分析不同中間產(chǎn)物以及最終產(chǎn)品添加劑及雜質(zhì)含量的內(nèi)容。以日本某公司制造的AA-670型原子吸收光譜儀為例,其具有很高的準(zhǔn)確性,在銀粉中能夠回收大約97%的銅鐵。
分析與測定電解液、電鍍液、浸漬液以及其他不同類型的溶液金屬離子含量即液體材料溶液分析的工作內(nèi)容。一般大部分待測金屬離子都是存在于溶液之中,因此,采用的檢測方法必須具有較高的靈敏度。一旦被測濃度超過了測定范圍,那么就需要稀釋試樣溶液,并結(jié)合實(shí)際情況,加入一定量的稀釋液,例如硝酸銅、檸檬酸銨、以及硝酸等等,以此確保在溶液材料分析中原子光譜吸收儀的應(yīng)用得以優(yōu)化,進(jìn)而使得到的結(jié)果更加真實(shí)準(zhǔn)確。
在化學(xué)試劑的分析中,原子吸收儀也有著廣泛的應(yīng)用。例如有的部門將一種TH-2005紅外吸收法二氧化碳分析儀用于環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生防疫、勞動(dòng)保護(hù)以及科研項(xiàng)目之中。這種分析儀的組成部分主要有采樣裝置、流程控制裝置、二氧化碳光學(xué)檢測室以及微機(jī)檢測、控制、分析系統(tǒng)。此外,美國某公司制造的M-5型原子吸收光譜儀在化學(xué)試劑的微量與常量元素分析中也有著廣泛的應(yīng)用,在化學(xué)試劑中學(xué)多溶液的雜質(zhì)含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較小,一般在0.5%左右,可見其具有較高的準(zhǔn)確性。
原子吸收光譜技術(shù)強(qiáng)大的功能使得其在化學(xué)分析中的各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,其中醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用尤為突出,甚至能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)一些含量在PPM或PPB級(jí)的微量元素的準(zhǔn)確檢測,目前,我國各級(jí)醫(yī)保單位中的常規(guī)項(xiàng)目已經(jīng)納入了人體元素檢測,并且具有精確可靠的檢測結(jié)果。由此可見,在疾病控制中心原子吸收光譜技術(shù)也發(fā)揮著十分重要的作用。
原子吸收光譜技術(shù)不僅使儀器的自動(dòng)化程度、靈敏度、精確度得以有效提高,此外還能夠有效解決儀器維護(hù)保養(yǎng)等方面的問題。隨著原子吸收光譜技術(shù)研究的不斷深入,相信原子吸收光譜儀技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。
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