1、前言
原子熒光光譜分析是上世紀(jì)60年代中期提出并迅速發(fā)展起來(lái)的新型光譜技術(shù)。而原子熒光光度計(jì)是一種可以同時(shí)檢測(cè)砷和汞含量的方法,并且此方法比以往傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)操作過(guò)程要更加方便可靠、簡(jiǎn)單快捷,最重要的是使用原子熒光檢測(cè)技術(shù),其檢測(cè)靈敏度更高,且干擾少,結(jié)果精確可靠,是當(dāng)今檢測(cè)技術(shù)的先鋒。
2、原子熒光檢測(cè)技術(shù)原理簡(jiǎn)析
在酸性的條件下,化合價(jià)為三價(jià)的砷元素和化合價(jià)為二價(jià)的汞元素被硼氫化鉀還原成砷化氫,氫氣和氬氣在特制的點(diǎn)火裝置作用下形成氬氫火焰,從而使待測(cè)元素原子化。在元素砷和元素汞特制空心陰極燈的激化下,砷原子與汞原子從基態(tài)被激發(fā)直至高能態(tài),在高能態(tài)回到基態(tài)的時(shí)候,發(fā)射出特征波長(zhǎng)的原子熒光,其熒光強(qiáng)度在一定的范圍內(nèi)元素砷與元素汞的含量成正比。
3、原子熒光檢測(cè)技術(shù)的重要性
水資源與土壤資源是與人類(lèi)生活密切相關(guān)的,我們賴(lài)以為生的水稻生長(zhǎng)是否健康安全絕大部分因素則取決于以上兩種資源的安全程度。砷元素廣泛的存在于自然界當(dāng)中,并且具有強(qiáng)金屬性。從化學(xué)的角度上看,砷元素的毒性及其低,但其化合物通常帶有劇毒,其中化合價(jià)為三價(jià)的砷化物,其毒性要比化合價(jià)為五價(jià)的砷化物毒性更加強(qiáng),倘若進(jìn)入生物體內(nèi)則會(huì)產(chǎn)生劇毒。元素砷可以通過(guò)皮膚,呼吸系統(tǒng)及消化系統(tǒng)進(jìn)入人體內(nèi)部,如果砷的攝入量超過(guò)一定限度,則會(huì)在生物體內(nèi)累積,從而引起慢性或急性中毒事件。其中慢性砷中毒會(huì)引起消化系統(tǒng)異常,神經(jīng)系統(tǒng)及皮膚發(fā)生病變,急性砷中毒很大可能會(huì)直接導(dǎo)致死亡,并且砷元素還會(huì)致癌。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定,汞元素在人體內(nèi)累積到一定量時(shí)會(huì)對(duì)人的腎臟,肝臟及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生及其嚴(yán)重的破壞。由此可見(jiàn),砷與汞超標(biāo)對(duì)人體的危害都是極大的,造成的損傷也是無(wú)法挽回的。所以,一種高效快速,且精密的檢測(cè)設(shè)備顯得尤為重要。
4、原子熒光檢測(cè)技術(shù)的不確定性分析
原子熒光檢測(cè)技術(shù)中所產(chǎn)生的不確定因素有很多,其中包括測(cè)量?jī)x器不夠精密、環(huán)境條件的干擾、人員操作不當(dāng)?shù)鹊?,從而使?shí)驗(yàn)室間的測(cè)量結(jié)果具有可比性。在上述引起不確定性的因素當(dāng)中,絕大多數(shù)都是由于在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中產(chǎn)生的誤差所引起的,通常情況下與方法的固有偏差無(wú)關(guān)。
偏差整體控制與影響結(jié)果方法參數(shù)的控制有著密切的關(guān)系。同時(shí)從各個(gè)不確定度分量對(duì)測(cè)量不確定度大小的對(duì)比來(lái)看,含量測(cè)定不確定度的主要因素是測(cè)量試液中砷元素含量與重復(fù)性引發(fā)的不確定度。所以,在日常測(cè)量過(guò)程中,我們必須隨時(shí)調(diào)整儀器,保證試驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)儀器的良好性,以避免或減少以上所述的不確定度分量。
計(jì)算不確定度分量大致可分為隨機(jī)變化估計(jì)、回收不確定度估計(jì)、總性能研究的不確定度等。由于稱(chēng)量過(guò)程而引起的不確定度,實(shí)驗(yàn)時(shí),我們將天平的靈敏度進(jìn)行調(diào)整,測(cè)量的可能值區(qū)間為半個(gè)區(qū)間,由誤差引起不確定度。重復(fù)稱(chēng)量引起的不確定度,實(shí)驗(yàn)時(shí)將砝碼放在天平上反復(fù)稱(chēng)量,觀(guān)察變動(dòng)性標(biāo)準(zhǔn)差引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
在使用比色管定容消化液時(shí)也可能產(chǎn)生不確定度,比色管和溶液溫度與校正時(shí)的溫度不同同樣會(huì)引起檢測(cè)體積的不確定度。使用比色管引起不確定度時(shí),包括標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對(duì)不確定度,溫度引起的誤差不確定度與重復(fù)測(cè)量引起的誤差不確定度。但在實(shí)驗(yàn)時(shí)我們常常會(huì)忽略稀釋對(duì)不確定度的影響。在實(shí)際使用原子熒光光度計(jì)測(cè)量時(shí),儀器自校準(zhǔn)是保證其檢測(cè)質(zhì)量的一項(xiàng)重要手段。
5、原子熒光光譜分析技術(shù)的應(yīng)用
經(jīng)過(guò)三十年的發(fā)展,原子熒光光譜法日漸成熟,在地質(zhì)、生物、水及空氣、金屬及合金、化工原料及試劑等物料分析中應(yīng)用非常廣泛,發(fā)表了大量應(yīng)用技術(shù)文章,雖然簡(jiǎn)單重復(fù)他人工作的研究較多,但其中也有不少具有創(chuàng)新、富有特色的工作。
5.1地質(zhì)樣品
原子熒光光譜法最早應(yīng)用在地質(zhì)樣品測(cè)試中,源于早期我國(guó)大規(guī)模化探工作的開(kāi)展。目前,土壤、巖石、水系沉積物、煤炭和各類(lèi)礦石樣品中,As、Sb、Bi、Hg、Se、Ge最常用的測(cè)試方法就是原子熒光光譜法。地質(zhì)樣品基體復(fù)雜,是應(yīng)用技術(shù)研究較多的領(lǐng)域。
5.1.1樣品分解
在樣品分解方面,除傳統(tǒng)酸溶分解外,采用艾斯卡試劑(碳酸鈉和氧化鋅)作焙燒試劑,焙燒富集分離地質(zhì)樣品中痕量Te、Se,使被測(cè)元素與基體分離,能有效地消除干擾。堿熔分解樣品雖不常用,但是為了節(jié)省時(shí)間,測(cè)定地質(zhì)樣品中的Ge時(shí),可以共享W、Mo、F的KOH堿熔體系溶液,磷酸酸化后直接測(cè)定,Ge的檢出限為0.1μg/g。另外,可采用Na2O2熔解樣品,鹽酸酸化,無(wú)需分離基體,連續(xù)測(cè)定銻精礦中的As、Bi、Se、Sn。
5.1.2基體干擾及消除