我國(guó)高速發(fā)展的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的廢棄物和廢水直接排放到江河湖海區(qū)域，造成水體金屬污染。水體金屬污染來(lái)源包括冶煉、采礦產(chǎn)生的鎘、鉛、汞、砷等以及農(nóng)業(yè)上的化肥、農(nóng)藥、污水引起的重金屬污染。水體重金屬污染降低水體的質(zhì)量，破壞水體生態(tài)環(huán)境，且在水體生物體內(nèi)積累，微生物無(wú)法降解，反而還會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿蟮闹亟饘倩衔?，通過(guò)食物鏈的傳遞在各種層級(jí)的生物體內(nèi)富集，最終對(duì)人類(lèi)的健康造成危害。治理重金屬污染的前期工作是檢測(cè)水體的重金屬離子，采用高靈敏度、強(qiáng)度抗干擾性的原子吸收光譜法快速、高效測(cè)定水體重金屬離子。

一、測(cè)定的基本原理

原子吸收光譜法（AAS）在原子外層電子的基礎(chǔ)上有選擇地吸收特征波長(zhǎng)的光輻射，使原子外層的電子從低一級(jí)的狀態(tài)躍遷到高級(jí)狀態(tài)即基態(tài)和激發(fā)態(tài)，從而對(duì)金屬離子進(jìn)行定性分析和定量分析[1]。物質(zhì)的原子存在特定的結(jié)構(gòu)即原子被激發(fā)后電子具有不同的躍遷，能輻射不同的波長(zhǎng)，每種元素都有其特征的光譜線，從而對(duì)待測(cè)元素進(jìn)行定性分析。光源的入射光線照射待檢測(cè)樣品，原子外層電子吸收的相同元素發(fā)出的特征光譜減弱電源所發(fā)出的入射光線，吸光度A與待檢測(cè)元素含量呈現(xiàn)正比的關(guān)系，測(cè)定吸光度從而得到被檢測(cè)的元素用量，來(lái)定量分析待檢測(cè)的相應(yīng)元素。能級(jí)不同的原子外層電子可以有選擇地共振吸收一定波長(zhǎng)的輻射光，被吸收的波長(zhǎng)剛好等于原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的能級(jí)發(fā)射的光線長(zhǎng)度。

二、原子吸收光譜的優(yōu)劣勢(shì)

原子吸收光譜的測(cè)定方法與其他測(cè)定金屬離子的方法而言，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)以及存在許多不足。

2.1原子吸收光譜法的高選擇性

原子吸收光譜法檢測(cè)的元素原子外層的電子具有相對(duì)窄的通道，所發(fā)射的光波是特定的并不會(huì)干擾被檢測(cè)的元素，這樣使分析方法具有較強(qiáng)的選擇性，也相對(duì)減少了檢測(cè)元素的干擾因素。

2.2原子吸收光譜法分析范圍廣

原子吸收光譜法可測(cè)定七十多種元素，分析更多的金屬離子且不需要等待被檢測(cè)的元素從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，僅通過(guò)測(cè)定含量較低的離子也可檢測(cè)元素含量。這種分析方法具有其他分析方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)。

2.3原子吸收光譜法測(cè)定單一

原子吸收光譜法測(cè)定的元素不是對(duì)多種元素測(cè)定，而是不停更換光源燈測(cè)定單一的元素，致使檢測(cè)金屬離子的過(guò)程會(huì)受到影響。檢測(cè)難溶的金屬離子的靈敏度不高，測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍也比較小，針對(duì)比較復(fù)雜的測(cè)定要排除外界的干擾[2]。

三、原子吸收光譜儀器組成

在當(dāng)下的市場(chǎng)環(huán)境中銷(xiāo)售的原子吸收光譜儀器具有不同的類(lèi)型，根據(jù)光譜的種類(lèi)大致可分為單光束和雙光束，其主要的結(jié)構(gòu)包括光源、原子系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)四個(gè)部分。

3.1光源

水體中的不同金屬離子對(duì)不同的光波的光譜吸收不一樣，而這些差異可以被計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，通過(guò)分析處理測(cè)定水體的金屬離子含量。光源的性能對(duì)于重金屬粒子的測(cè)定影響很大，所以要求光源的性能要調(diào)整好，光源要有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，防止在測(cè)定的短時(shí)間內(nèi)發(fā)生偏移，且使用的壽命時(shí)間要較長(zhǎng)，不得低于8h，共振的輻射寬度不得高于所吸收光線的寬度。

3.2原子化系統(tǒng)

原子化系統(tǒng)是整個(gè)原子吸收光譜儀器的最重要的部分，檢測(cè)的結(jié)果必然受到原子化系統(tǒng)影響。原子化系統(tǒng)給整個(gè)儀器提供持續(xù)的能量，不斷地蒸發(fā)、干燥、原子化所測(cè)定的金屬離子存在的水樣。按照所測(cè)定的結(jié)果的差異，當(dāng)前市場(chǎng)銷(xiāo)售的原子化系統(tǒng)有4類(lèi)，按照能量供給的性質(zhì)分為火焰類(lèi)、冷蒸汽類(lèi)、石墨爐類(lèi)、氫化物類(lèi)等原子化系統(tǒng)[3]。

3.3檢測(cè)系統(tǒng)

檢測(cè)系統(tǒng)是進(jìn)行原子吸收光譜儀器測(cè)定的最后程序，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)錄入檢測(cè)系統(tǒng)，定量檢測(cè)水體不同種類(lèi)的重金屬含量，獲得檢測(cè)結(jié)果以及所需要測(cè)定的離子濃度。

四、原子吸收光譜的具體應(yīng)用

分析水質(zhì)時(shí)，水體會(huì)存在雜質(zhì)造成堵塞影響分析的結(jié)果。消除干擾的方式是對(duì)待測(cè)樣品采取濕法灰化預(yù)處理，富集待測(cè)樣品進(jìn)行沉淀、蒸發(fā)、萃取、離子交換等程序后分析。

4.1制備標(biāo)準(zhǔn)樣品

進(jìn)行原子吸收光譜分析的待測(cè)樣品要與標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸收信號(hào)比對(duì)，測(cè)定每一個(gè)元素之前要校準(zhǔn)使用的儀器，使得儀器的數(shù)值處于該測(cè)定元素的范圍之內(nèi)且呈現(xiàn)正比例關(guān)系。

防止測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)樣品發(fā)生變化，需要現(xiàn)配現(xiàn)用。

用于測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溶液采用的容量瓶為1000mg/L，配置的過(guò)程需少量滴定進(jìn)行稀釋溶液。使用容量瓶之前要進(jìn)行硝酸溶液浸泡，在進(jìn)行配置時(shí)再采用去離子水潤(rùn)洗，防止在配置時(shí)因?yàn)槿萘科勘晃廴驹斐蓸?biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定值不準(zhǔn)[4]。

4.2測(cè)定樣品

測(cè)定樣品之前要原子化樣品，將待測(cè)樣品的pH值稀釋到適宜的數(shù)值。經(jīng)酸化處理樣品使形成金屬氯化，待測(cè)樣品會(huì)更好地原子化。通過(guò)調(diào)整樣品的吸收值，將各種待測(cè)的樣

品和比對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)樣品置于火焰中得出吸光度，再分析處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

4.3火焰的影響

一般進(jìn)行的原子吸收光譜法分析水樣的水質(zhì)時(shí)，采取的NO-乙炔火焰法就可以原子化水體中的待測(cè)金屬離子，但少數(shù)的金屬離子對(duì)于溫度的要求更高，滿足實(shí)際的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，要按照測(cè)定的金屬離子來(lái)選擇火焰的種類(lèi)。

五、消除干擾因素

在以上的探討中，可以得出原子吸收光譜法會(huì)受到一定的干擾，為減少干擾帶來(lái)的影響需要采取相應(yīng)的方法來(lái)解決干擾問(wèn)題，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度。

5.1化學(xué)干擾

化學(xué)干擾一般是利用溫度或者其他化學(xué)物質(zhì)來(lái)消除干擾，如提高火焰的溫度以及火焰的氛圍、適量的釋放劑、緩沖溶液可以減少測(cè)定過(guò)程的干擾因素[5]。

5.2物理干擾

物理干擾采用的是調(diào)整溶液來(lái)降低干擾因素的影響，采取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液或者稀釋被測(cè)溶液中的高濃度金屬離子，或者加入有機(jī)溶劑提高靈敏度。

5.3電離子干擾

電離子干擾采取的方法是調(diào)節(jié)離子濃度和電離的程度，適當(dāng)?shù)膲A類(lèi)金屬離子或者相對(duì)低的溫度可以消除離子帶來(lái)的干擾。

5.4光譜干擾

干擾的因素還包括與測(cè)定時(shí)的光線相似的發(fā)射光線，消除這些干擾光線的辦法是使用不同的差別大的光線或者縮小通過(guò)光線的狹縫寬度，使用相近的標(biāo)準(zhǔn)樣品和測(cè)定的樣品可降低干擾的因素。

六、改良原子吸收光譜法

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，原子吸收光譜所采用的檢測(cè)儀器將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)下的大多數(shù)儀器生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)新原子吸收光譜儀，使得其在處理的前階段可以進(jìn)行自動(dòng)化，減少人工的耗費(fèi)，結(jié)合不同的分析手段極大程度提升了原子吸收光譜儀的測(cè)定準(zhǔn)確程度。采用火焰原子吸收聯(lián)合使得化合物共存的可能性大大提高[4]。

七、小結(jié)

我國(guó)的水體金屬污染比較嚴(yán)重，對(duì)水體生物、環(huán)境以及人類(lèi)的健康造成一定的危害[5]。對(duì)于重金屬的水體污染，要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)節(jié)水體環(huán)境，檢測(cè)水體重金屬的技術(shù)要不斷深入，通過(guò)一定的措施調(diào)節(jié)水體的重金屬含量，減少水體的重金屬污染，控制整體的水質(zhì)，促進(jìn)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。