原子吸收分光光度計(jì)靈敏度的影響因素研究

杜強(qiáng)

（遼寧省錦州市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧 錦州121001）

1 引言

靈敏度是鑒定和驗(yàn)收一臺原子吸收分光光度計(jì)性能的重要指標(biāo)，同時，對樣品測定的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性有非常重要的作用。在實(shí)際操作的過程中，分析人員若能充分利用儀器的性能，就能靈活地調(diào)整儀器的靈敏度，以適應(yīng)各種樣品的檢測需要。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器及工作條件

儀器：美國瓦里安公司SpectrAA－220FS型原子吸收分光光度計(jì)。銅空心陰極燈。

儀器工作條件：波長：324.8nm；燈電流：4mA；光譜通帶；0.5nm；空氣流量：13.5L/min；乙炔氣流量：2.0L/min。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

對介質(zhì)為1%硝酸的2.50mg/L的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定儀器工作條件下，用火焰原子吸收法測定水中銅的吸光度。

3 影響靈敏度因素分析

3.1 分析線

最合適分析線的選擇，應(yīng)視具體情況通過實(shí)驗(yàn)來決定。原子吸收分析通常用于微量元素分析，因此，一般選擇最靈敏的共振吸收線。但對于測量高含量元素時，選用次靈敏線更合適些。例如測量高含量的銅時，就要選擇次靈敏線327.4nm。對于結(jié)構(gòu)簡單的元素，可供選擇的吸收線很少，靈敏度相差懸殊；對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的元素，其吸收線較多，根據(jù)工作需要，靈活選擇余地較大。

3.2 提升量

試液提升量受吸入毛細(xì)管的內(nèi)徑、長度、壓縮空氣的壓力及試液的粘稠度等因素的影響，應(yīng)仔細(xì)調(diào)節(jié)和選擇。若吸入的試液量太少，進(jìn)入火焰中的試樣氣溶膠就少，測量靈敏度下降；若吸入試液量太多，大量的試液以粗的液滴回流到廢液瓶中，導(dǎo)致霧化效率降低也不能提高靈敏度。保持其它條件不變的情況下，改變提升量進(jìn)行測定，結(jié)果如表1所示。

3.3 燈電流

火焰原子吸收分光光度計(jì)使用的光源多數(shù)是空心陰極燈?？招年帢O燈的燈電流大小影響著燈放電的穩(wěn)定性和輸出光的強(qiáng)度。燈電流小些，銳線光源發(fā)射的譜線較窄，測量的靈敏度高，燈電流太小則放電不穩(wěn)定。但燈電流太大也不好，因?yàn)闊綦娏鞲撸招年帢O燈的自吸收增大，使輻射的光強(qiáng)度降低，結(jié)果是靈敏度下降。所以選擇合適的燈電流對于改變測量的靈敏度是很重要的。保持儀器其它條件不變的情況下，改變燈電流進(jìn)行測定，結(jié)果如表2所示。

3.4 霧化器

霧化器是原子吸收分光光度計(jì)的核心部件，儀器的靈敏度在很大程度上取決于霧化器的工作狀態(tài)。霧化器不但要霧化效率高，而且要求霧滴細(xì)、噴霧穩(wěn)定。目前霧化器的調(diào)節(jié)是通過人工調(diào)節(jié)撞擊球和毛細(xì)管之間的相對位置來實(shí)現(xiàn)的。工作人員應(yīng)將霧化器調(diào)節(jié)到霧滴細(xì)小而均勻，這樣才能相應(yīng)地提高靈敏度。

表1 吸光度與提升量的關(guān)系

表2 吸光度與燈電流關(guān)系

3.5 燃助比的選擇

根據(jù)火焰溫度和氣氛，可分為貧燃火焰和富燃火焰等類型。貧燃火焰燃燒充分，火焰溫度較高，燃燒不穩(wěn)定，不具有還原性。燃助比大于1∶6。化學(xué)計(jì)量火焰層次分明，穩(wěn)定、噪聲小、背景低，稍有還原性。這種火焰具有較高的靈敏度和精密度，其燃助比為1∶4。富燃火焰溫度低，層次模糊，還原性強(qiáng)，其燃助比小于1∶3。通常情況下，測定高熔點(diǎn)的元素宜用貧燃火焰，多數(shù)元素宜用化學(xué)計(jì)量火焰，難解離的元素宜用富燃火焰。

火焰的種類不同，其火焰的最高溫度、氧化還原性及對光的透過性均不相同，原子化效率就會發(fā)生改變，因此影響分析的靈敏度和精密度。測量某種元素時，應(yīng)當(dāng)通過實(shí)驗(yàn)選擇最佳燃助比。在保持其他條件不變的情況下，改變?nèi)細(xì)饬髁窟M(jìn)行測定，結(jié)果如表3所示。

表3 吸光度與乙炔流量關(guān)系

3.6 燃燒器角度的選擇

在通常的分析工作中，總是使燃燒器的縫口與光軸的方向保持一致，此時光源通過火焰的光程最長，就具有最高的靈敏度。當(dāng)測定高濃度的樣品時，可旋轉(zhuǎn)燃燒器的角度，以減少光源通過火焰的光程長度，以此來降低測定的靈敏度。當(dāng)選定轉(zhuǎn)動的角度確定后必須重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，吸收的靈敏度會隨著轉(zhuǎn)動角度的增加而下降。

3.7 燃燒器高度的選擇

待測元素的基態(tài)原子在火焰中分布是不均勻的，只有在火焰的中間薄層區(qū)，基態(tài)原子的密度最高。對于不同的待測元素，在火焰中基態(tài)原子密度最大的區(qū)域也不相同。燃燒器的高度是工作人員通過實(shí)驗(yàn)來確定的，使光源的光通過火焰中基態(tài)原子密度最大的區(qū)域，以獲得最佳的靈敏度。

3.8 光譜通帶的選擇

光譜通帶的寬窄直接影響測定的靈敏度和標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍。選擇光譜通帶，既要考慮譜線的純度，又要照顧到光強(qiáng)度。通帶寬，光強(qiáng)度大，信噪比高。但若有鄰近線也通過出口狹縫，在導(dǎo)致靈敏度降低，標(biāo)準(zhǔn)曲線彎曲；通帶窄，光強(qiáng)度弱，需要加較高的負(fù)高壓，則信噪比降低，讀數(shù)不穩(wěn)定，但可保證有較高的譜線純度，靈敏度高，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性較好。因此選擇合適的光譜通帶對測定靈敏度非常重要。

4 結(jié)語

所有影響原子吸收分光光度計(jì)靈敏度的因素都是相互關(guān)聯(lián)的，在實(shí)際的工作中，分析人員應(yīng)根據(jù)工作的需要，對以上各個因素統(tǒng)籌考慮，必要時選擇正交試驗(yàn)來確定儀器的最佳工作條件，使測定某種元素的靈敏度達(dá)到最高。

［1］魏復(fù)盛，齊文起.原子吸收光譜及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1988.

［2］孫漢文.原子吸收光譜分析技術(shù)［M］.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

［3］李盛亮.原子吸收光譜法［M］上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1989.