試述基于原子吸收光譜的環(huán)境重金屬離子檢測(cè)技術(shù)

張利益

摘? 要：為貫徹落實(shí)國(guó)家“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略方針，確保水資源監(jiān)測(cè)工作的有效落實(shí)，是現(xiàn)階段環(huán)保部門(mén)作業(yè)的重中之重，為此本文主要基于原子吸收光譜的工作原理和特性，對(duì)環(huán)境重金屬離子檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)化剖析，由此為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的達(dá)成奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：原子吸收光譜;作業(yè)原理;重金屬離子檢測(cè);技術(shù)實(shí)踐

一、原子吸收光譜作業(yè)的基本概述

（一）原子吸收光譜工作原理

在當(dāng)前工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)的新產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下，生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題的加劇在損害企業(yè)形象的同時(shí)，也給區(qū)域人們的生命財(cái)產(chǎn)埋下了巨大安全隱患，其中水作為生命之源，水質(zhì)的優(yōu)劣與人們的健康息息相關(guān)。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，重金屬是水質(zhì)污染問(wèn)題的主要因素，其破壞力和影響力是十分巨大的，為提高水環(huán)境中重金屬離子檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，將原子吸收光譜實(shí)踐于水質(zhì)雜質(zhì)測(cè)定現(xiàn)已迫在眉睫。

簡(jiǎn)單來(lái)講，“原子吸收光譜法”是基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子，對(duì)紫外光和可見(jiàn)光范圍的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線(xiàn)的吸收強(qiáng)度，來(lái)定量被測(cè)元素含量為基礎(chǔ)的分析方法，與傳統(tǒng)重金屬檢測(cè)方式方法相比，準(zhǔn)確度高、靈敏度高、選擇性好、分析范圍廣以及分析速度快等是其顯著優(yōu)勢(shì)。

（二）原子吸收光譜分析儀器

在原子吸收光譜法應(yīng)用過(guò)程中，光譜分析儀作為檢測(cè)過(guò)程中的主要設(shè)備，內(nèi)部是由發(fā)光光源、原子化器、單色器（分光器）及檢測(cè)器組成，從某方面而言對(duì)元素進(jìn)行測(cè)定時(shí)，對(duì)不同的元素操作人員需選用不同的元素?zé)暨M(jìn)行測(cè)定。在原子吸收光譜儀中，發(fā)光發(fā)光光源的作用是發(fā)出所需測(cè)定金屬元素的特定光譜線(xiàn)，而原子化器作為儀器的關(guān)鍵部件之一，將待測(cè)樣品干燥、蒸發(fā)并轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)原子是其承擔(dān)的主要功能，至于由由入射和出射狹縫、反光鏡、聚光鏡和色散元件組成的分光器，主要作用是屏蔽不符合檢測(cè)需求的輻射。

二、基于原子吸收光譜的環(huán)境重金屬離子檢測(cè)技術(shù)概述

（一）分離富集技術(shù)

就目前來(lái)看，在進(jìn)行重金屬離子檢測(cè)過(guò)程中，為從根本上提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和科學(xué)性，將分離富集技術(shù)實(shí)踐其中，不僅規(guī)避了以往檢測(cè)問(wèn)題的發(fā)生，此外在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展中也發(fā)揮了重要性作用。目前來(lái)看由于水環(huán)境中水樣的基體組成較為復(fù)雜，被測(cè)重金屬元素在水樣中的含量往往又很低，分離富集技術(shù)在實(shí)踐過(guò)程中，其方式方法主要包括：

1.萃取

1.1固相萃取

作為近年來(lái)一種常用的樣品預(yù)處理技術(shù)手段，固相萃取是由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來(lái)的，用以樣品的分離、凈化和富集。與傳統(tǒng)萃取方式相比，固相萃取在提高分析物回收率以及有效分離分析物和干擾成分的同時(shí)，還降低了樣品處理的操作流程，解放了人力資源。目前來(lái)看分析物和干擾成分在分離過(guò)程中，常用的模式有三種，即——正相（吸附劑極性大于洗脫液極性，可保留極性物質(zhì)）、反相（吸附劑極性小于洗脫液極性，中等極性到非極性化合物是主要萃取化合物）、離子交換（吸附劑是帶有電荷的離子交換樹(shù)脂，電荷的化合物是萃取目標(biāo)化合物，兩者之間依據(jù)靜電吸引力相互作用），目前來(lái)看目標(biāo)化合物和吸附劑兩者之間的極性越相似，保留越好。

1.2單滴微萃取

簡(jiǎn)單來(lái)講，“單滴微萃取”就是通過(guò)滴加萃取溶劑（一滴）使分析物從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相（萃取溶劑）后利用相關(guān)儀器進(jìn)行檢測(cè)的一種技術(shù)手段。在萃取過(guò)程中單滴微萃取也是現(xiàn)階段一種常用的重金屬離子萃取手段，與固相萃取相比，有機(jī)萃取溶劑用量非常小，為微升級(jí)甚至納升級(jí)，富集倍數(shù)大、萃取效率高、重現(xiàn)性好、可操作性強(qiáng)以及成本低廉是其顯著應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1.3濁點(diǎn)萃取

作為種環(huán)保型萃取技術(shù)，濁點(diǎn)萃取以表面活性劑的濁點(diǎn)現(xiàn)象為基礎(chǔ)，通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)引發(fā)相分離進(jìn)行檢測(cè)。相對(duì)其它幾種萃取手段而言，濁點(diǎn)萃取只能用于兩水相之間，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、分離速度快以及萃取富集效率高是其顯著優(yōu)勢(shì)。

2.在線(xiàn)富集

就目前來(lái)看，在分離富集技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，在線(xiàn)富集作為現(xiàn)代處理方法的發(fā)展方向，在一定程度上通過(guò)通過(guò)自動(dòng)前處理有效地消除環(huán)境水樣中攜帶的大量鈉鹽和鉀鹽，降低了原子吸收光譜使用過(guò)程中的干擾問(wèn)題，由此在提高環(huán)境水樣高效分離的同時(shí)，推動(dòng)了國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展，具體而言在線(xiàn)富集技術(shù)的應(yīng)用主要是通過(guò)使用流動(dòng)注射分析技術(shù)。

（二）原子化技術(shù)

1.火焰原子化

基于原子吸收光譜法，火焰原子化是一種最為普遍的用于測(cè)定原子化元素的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于大多數(shù)元素而言，這種方式的使用具有極高的靈敏度和檢測(cè)精準(zhǔn)度，此外操作性強(qiáng)也是這種技術(shù)手段最為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但與此同時(shí)相對(duì)而言，將試液引入火焰并使其原子化經(jīng)歷了復(fù)雜的過(guò)程（霧粒的脫溶劑、蒸發(fā)、解離），據(jù)調(diào)查在此過(guò)程中只有15%左右的試液被原子化，而剩余的85%由廢液管排出，這樣低的原子化效率成為提高靈敏度的主要障礙。

2.非火焰原子化

經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，石墨爐原子化是現(xiàn)階段非火焰原子化應(yīng)用過(guò)程中最為常用的原子化技術(shù)手段，原子化效率高、靈敏度高、用樣量小以及可分析固體和懸浮體（火焰原子化器來(lái)分析固體十分困難）是這種技術(shù)手段的顯著應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，就目前來(lái)講這種技術(shù)也常用于作痕量分析。在石墨爐法使用過(guò)程中，為確保應(yīng)用效益的最大化發(fā)揮，工作人員需根據(jù)待測(cè)元素及樣品選擇適合的石墨管——普通石墨管（測(cè)定各種元素，特別是低溫（≤2000℃）原子化元素亦或是檢測(cè)靈敏度要求低的元素）、熱解石墨管（熱解石墨管通常用鎢或鉭修飾表面，適用于高溫原子化的元素分析）和平臺(tái)石墨管（平臺(tái)石墨管的特點(diǎn)是將樣品溶液注射到平臺(tái)上。適用于中、低溫（≤2400℃）原子化元素）是目前最為常用的三種石墨管。

三、結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，在當(dāng)前工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)的新產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下，國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速化發(fā)展的同時(shí)，周遭生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞，其中作為生命之源，水資源污染的嚴(yán)重化也給人們生命財(cái)產(chǎn)埋下了巨大安全隱患，故此為從根本上提高水環(huán)境中重金屬離子檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，基于原子吸收光譜對(duì)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，推動(dòng)原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)節(jié)水體環(huán)境，是促進(jìn)我國(guó)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略基礎(chǔ)和根本前提。

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