原子吸收光谱法测定重金属时的干扰因素和消除方法

安书玮

（宁波原水环境检测有限公司，浙江 宁波 315000）

1 原子吸收光谱分析的原理

原子吸收光谱分析是基于原子外层电子的跃迁。这种物质的内部运动，在外部可以以辐射或吸收能量的形式表现出来，光谱就是按照波长顺序排列的电磁辐射。原子吸收光谱法测试重金属时，当重金属的阴极灯光源辐射出特征谱线时，通过待测重金属样品的蒸气，被蒸气中待测重金属元素的基态原子所吸收，从重金属阴极灯发射光谱被减弱的程度，可求得待沉淀重金属样品的含量。

2 干扰因素和消除方法

2.1 实验环境的影响

实验环境是影响实验分析的重要因素。实验室中存在很多污染源，其中较常见的是来自空气的污染。一般实验室的空气中普遍含有许多悬浮颗粒，这些颗粒中主要含有硅酸盐及其吸附的无机金属、有机物及其他盐类。实验人员自身也会对微量元素的测定带入干扰因素，如衣着、手套、口罩、汗渍、皮屑等等。这些污染源一旦带入到试样中，就会对测量结果产生很大的影响，导致测定值及空白值增高而且不规律。加强实验室的管理，注意实验室环境的整洁，是减少实验干扰的有效办法。要注意实验器材的清洗及贮存，通常用稀盐酸或稀硝酸洗液浸泡24h，然后用水充分洗涤，最后用蒸馏水或者超纯水冲洗2～3 次。

2.2 实验试剂的影响

试剂的纯度和用量均对重金属的测定产生干扰。试液的消解和酸化，应该选用高纯度的酸溶液，否则会影响重金属元素的吸收值。用纯度低的酸稀释液，会使空白的吸收值偏高，从而影响实验的测定结果。可购买市场销售的高纯试剂。盐酸、硝酸、硫酸和高氯酸等可用蒸馏方法提纯，采用BYT-120A 型石英亚沸高纯水蒸馏器能得到超纯试剂。将氯化氢溶解在高纯水中也可得到高纯盐酸，也可用等温扩散方法提纯盐酸，提纯后的酸应贮存在聚四氟乙烯或聚乙烯容器中[1]。开封时间久的酸溶液，容易引起污染，尽量选择新开封的试剂。

2.3 石墨炉的影响

污染是石墨炉原子吸收法分析不准确的主要原因。石墨炉原子吸收法在加热高温测定过程中，石墨管壁会出现碳的升华物，这种碳升华物积累到一定程度，就可能使石墨管的温度发生改变，从而使分析结果发生偏离。为了消除石墨炉的影响，石墨炉炉头要做到定期清洁，去掉石墨管，观察石墨炉所有部件，用棉签擦去或用洗耳球吹出试样沉积物及石墨管碎片，并用软布蘸稀的清洁剂擦拭石墨炉炉头的外表面。温度控制窗口或棱镜被污染，将影响温度控制的准确性、分析精度和石墨管寿命，也应做到定期清洁。石墨管的清洗可通过高温加热来驱除少量积碳，积碳严重的情况下立即更换石墨管。

2.4 化学过程的影响

原子吸收分析中的化学干扰是指被测元素与样品中的其他成分在原子化条件下形成很难分解的化合物，或者是样品中有其他元素存在，使得被测元素的信号发生变化，被测重金属在原子吸收光谱分析中，不能以基态原子蒸气的状态存在于光传播过程中，即使在水质样品中存在该元素，也不能被测定出来，从而使原子化效率发生变化。原子化效率，是影响测定水中重金属准确度和精密度的主要因素。无火焰原子吸收分析需要经干燥、灰化、原子化、高温除杂四个阶段的逐渐升温过程。在这些过程中由于基体的存在，会使待测元素的信号降低或者升高，这种现象通常称为基体效应或基体干扰。为了消除化学过程的影响，一般采用的方法有：1）与基体生成易挥发的化合物，在原子化前蒸发或分解，从而降低背景吸收；2） 使待测元素形成更稳定的化合物，有利于提高热预处理温度，驱除基体成分，防止待测元素的挥发损失；3） 加入基体改进剂，改变基体或被测元素的热稳定性，使石墨炉内的高温化学反应，向有利于待测元素原子化的方向发展；4） 提高原子化温度，使难解离的化合物完全解离成基态原子；5） 形成强还原性原子化环境，改善原子化效率，提高灵敏度；6） 使基体形成难解离的化合物，避免待测元素形成易挥发难原子化的化合物，降低挥发损失和气相干扰；7） 使待测元素形成易分解的化合物，避免待测元素形成热稳定碳化物，降低凝相干扰和记忆效应。

2.5 物理过程的影响

物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于试样中任何物理性质的变化，会引起原子吸收信号强度的变化，都直接影响原子化效率。当试样中存在大量的基体时，在蒸发过程中有可能包裹待测元素，延缓待测元素的蒸发，影响原子化效率。为了消除物理干扰，保证分析的准确度，当被测元素在试液中浓度较高时，选择标准加入法或者用稀释溶液的方法来降低或消除物理干扰。改善基体的物理特性，防止待测元素被包裹在大块结晶或烧结块内，从而消除物理干扰。

2.6 空心阴极灯的影响

空心阴极灯的干扰包括被测元素本身各条发射线之间的影响，光源中惰性气体发射线对测定线的干扰，以及空心阴极灯阴极材料中其他元素的发射线对测量线的干扰。为了消除空心阴极灯的影响，可减小狭缝宽度，使光谱通带小到可以分离掉非吸收线，也可改用其他分析线，虽灵敏度降低，但允许较大的光谱通带，有利于提高信噪比。

2.7 标准工作曲线的影响

在实际分析中，当待测元素浓度较高时，工作曲线向浓度坐标弯曲，这是由于待测元素含量较高时，吸收线产生热变宽和压力变宽，使吸光度减小而造成的。为了消除标准工作曲线的影响，应尽量使标准溶液的组成与待测试液的基体组成相一致，以减少因基体组成的差异而对测量结果产生的影响。