原子吸收法在地礦水土檢測中的應(yīng)用分析

苗 艷

（新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，烏魯木齊 830000）

原子吸收法是一項(xiàng)儀器分析技術(shù)，它在地礦水土檢測中的應(yīng)用越來越廣泛[1-3]。原子吸收法主要分為火焰原子吸收光譜法、氫化物發(fā)生法和石墨爐原子吸收光譜法，每種方法的應(yīng)用優(yōu)勢各不相同[4-7]。在地礦開發(fā)過程中，地質(zhì)礦物元素含量檢測分析具有重要的意義，因此原子吸收法有效應(yīng)用于地礦水土檢測中。

1 原子吸收法概述

1.1 工作原理

原子吸收法也叫作原子吸收分光光度法，根據(jù)工作原理，每個(gè)元素原子能級(jí)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)較為固定，輻射光源通過原子蒸汽時(shí)，原子不同，能量吸收也存在較大的不同，在此期間，原子會(huì)從基態(tài)慢慢轉(zhuǎn)為激發(fā)態(tài)，而且會(huì)出現(xiàn)躍遷[8-10]。當(dāng)躍遷頻率和能量輻射頻率較為接近時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生原子共振吸收現(xiàn)象，其規(guī)律相對(duì)固定，這也是原子吸收法的核心理論。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢

在地礦水土檢測中，原子吸收法具有較大的應(yīng)用價(jià)值[11-14]，其應(yīng)用優(yōu)勢主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。其一，選擇性較強(qiáng)。原子吸收法具有比較寬的吸收帶寬，與其他技術(shù)相比，測定速度更快，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作。其他地礦水土檢測方法需要詳細(xì)分析發(fā)射光譜，若待測元素輻射線和共存元素分離，則會(huì)影響其表觀強(qiáng)度。原子吸收法不會(huì)被發(fā)射光譜線影響，它只能在主線基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換，譜線寬度不夠，所以不會(huì)重疊，能夠避免干擾。其二，分析范圍較廣。該方法檢測方式多，能夠檢測微量元素與超痕量元素，還能夠?qū)λ林兄髁吭睾窟M(jìn)行檢測。其三，靈敏度較高。對(duì)于大多數(shù)元素，該方法常規(guī)檢測全部符合要求。該方法操作便捷，靈敏度高，能夠有效提升檢測效率。如表1所示，原子吸收法主要分為3種，每種方法的應(yīng)用優(yōu)勢各不相同。

表1 原子吸收法的分類

2 原子吸收法的主要技術(shù)手段

2.1 火焰原子吸收光譜法

火焰原子吸收光譜法應(yīng)用范圍廣，對(duì)于大多數(shù)元素，它具有較高的檢出限，操作方便快捷，成本較低。在實(shí)驗(yàn)室檢測中，使用頻率較高的為空氣-乙炔火焰，其溫度較低，但也暴露部分應(yīng)用弊端，如高熔點(diǎn)元素原子化、高沸點(diǎn)元素原子化。預(yù)混合氧-乙炔火焰可以提高火焰溫度，將其應(yīng)用在火焰原子吸收光譜法中，可以解決高溫元素?zé)o法原子化的問題，提高原子化速度，避免出現(xiàn)化學(xué)干擾[15-17]?；鹧嬖游展庾V法容易受到原子化效率的影響，定量分析靈敏度不高，無法對(duì)含量較低的樣品進(jìn)行測定。

2.2 氫化物發(fā)生法

氫化物發(fā)生法具有較高的靈敏度，適用于測定容易形成不穩(wěn)定氫化物的元素，如汞、砷、硒、錫、鉛、鉍等。使用火焰原子吸收光譜法對(duì)這些元素進(jìn)行檢測時(shí)，靈敏度不高，若在酸性介質(zhì)中使用硼氫化鈉對(duì)其進(jìn)行處理，其便會(huì)被還原，形成氣狀氫化物，從而降低其檢出限。氫化物發(fā)生法能夠?qū)⒒w和分析元素分離，進(jìn)樣效率高，抗干擾能力強(qiáng)[18]，操作簡單快捷，分析精度高，符合環(huán)境樣品檢測要求。

2.3 石墨爐原子吸收光譜法

與火焰原子吸收光譜法相比，石墨爐原子吸收光譜法檢測效率較低，一般在單個(gè)元素檢測中較為常用。當(dāng)火焰原子吸收光譜法檢出限不符合相關(guān)要求時(shí)，可以選擇石墨爐原子吸收光譜法檢測。

3 試驗(yàn)分析

原子吸收法可以應(yīng)用在地礦水土檢測中。在地礦開發(fā)中，檢測地質(zhì)礦物元素含量意義重大。在地礦水土檢測中，原子吸收法可以快速測定金屬含量。通常，金屬含量檢測分為3步。一是分離金屬，將其中雜質(zhì)去除；二是富集金屬元素；三是應(yīng)用原子吸收法檢測金屬含量。經(jīng)試驗(yàn)，該方法具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，成本較低，檢測效率較高。

3.1 試驗(yàn)過程

地礦水土檢測需要使用的設(shè)備有火焰原子吸收光譜儀、空心陰極燈和燃燒器?；瘜W(xué)試劑有鹽酸、硝酸、高錳酸鉀和氯化鈉，皆為分析純。本試驗(yàn)將地礦樣品的金含量作為研究對(duì)象。在正式試驗(yàn)之前，先對(duì)地礦樣品進(jìn)行預(yù)處理，準(zhǔn)確稱量10 g樣品，將其放在瓷坩堝中，然后送入馬弗爐進(jìn)行灼燒，溫度設(shè)為500 ℃，時(shí)間控制在4 h，然后進(jìn)行冷處理。將生成物放到燒杯中，添加適量純凈水并加入混酸，然后放到加熱板上進(jìn)行加熱消解。完成消解后，全方位進(jìn)行觀察，再對(duì)其加熱蒸發(fā)，使其處于干燥狀態(tài)。將鹽酸溶液與樣品混合，再使用去離子水對(duì)溶液進(jìn)行稀釋。將其煮沸后冷卻，對(duì)最終產(chǎn)物進(jìn)行過濾、洗滌，合并濾液，再將其稀釋，然后進(jìn)行檢測。試驗(yàn)結(jié)果顯示，金的加標(biāo)回收率保持在97.3%～103.5%。在檢測過程中，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行規(guī)范操作，保證樣品測定結(jié)果的精確性。應(yīng)用火焰原子吸收光譜法，檢測值與標(biāo)準(zhǔn)值一致，這說明該方法的精確度較高，應(yīng)用效果較好。

3.2 干擾消除方法

3.2.1 物理干擾

在地礦水土檢測中，原子吸收法的應(yīng)用難免會(huì)遇到物理干擾。物理干擾是指樣品檢測過程會(huì)出現(xiàn)蒸發(fā)和原子化等現(xiàn)象，使得樣品物理性質(zhì)發(fā)生較大的變化，原子對(duì)信號(hào)的吸收可能會(huì)出現(xiàn)一定誤差。此類物理干擾很難避免，要做好預(yù)處理，防止影響范圍擴(kuò)大。不同介質(zhì)的物理狀態(tài)不同，會(huì)影響測量結(jié)果，因此要對(duì)介質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行全面監(jiān)測，觀察其是否有變化[19]。在地礦樣品檢測中，要對(duì)其黏度進(jìn)行觀察，若黏度下降，則會(huì)降低吸噴速率，影響噴霧效果，對(duì)金元素原子化產(chǎn)生較大的影響。同時(shí)，火焰吸收線、光源也有干擾，若有吸收線重疊現(xiàn)象，則只能對(duì)共存原子信號(hào)進(jìn)行檢測。對(duì)于物理干擾，通常通過分離干擾元素或采用其他分析線將其排除。原子密度在物理干擾中受到很大的影響，可以采用稀釋法調(diào)節(jié)金含量較高的溶液，降低物理干擾[20]。

3.2.2 化學(xué)干擾

在地礦水土檢測中，金元素的測定容易受到化學(xué)干擾。在地礦樣品中，金與其他元素未完全分離，或者因?yàn)楣泊娼M合，生成難分離的化合物，增加金解離難度，影響金原子化效率。如果不能及時(shí)解離地礦樣品中的金元素，則會(huì)產(chǎn)生化學(xué)干擾。想要排除化學(xué)干擾，可以在金溶解液中適當(dāng)添加緩釋劑，有效解離金元素，需要注意的是，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，把控好添加量[21]。若緩釋劑選擇不合理，則會(huì)增加解離難度。金元素與其他共存元素結(jié)合，會(huì)生成新化合物，因此可以添加保護(hù)劑，增加難溶性，有效減少新化合物生成，排除化學(xué)干擾。

4 結(jié)語

在地礦水土檢測中，原子吸收法具有極大的應(yīng)用優(yōu)勢，其應(yīng)用范圍廣，選擇性強(qiáng)，靈敏度高。原子吸收法的類型較多，其中火焰原子吸收光譜法具有較高的精準(zhǔn)性，成本較低，能夠?yàn)榈氐V水土檢測提供有效技術(shù)支持。在地質(zhì)礦物元素分析中，原子吸收法的應(yīng)用可能會(huì)受到物理干擾和化學(xué)干擾，要結(jié)合具體情況，合理選擇應(yīng)對(duì)方法，保證地礦水土檢測效果。