原子吸收光谱仪法测定金属元素作业指导书.doc

原子吸收光谱仪法测定金属元素作业指导书
(依据标准: GB/T7475-1987)

1 概述
1． 1分析对象和适用范围
原子吸收光谱法是通过测量试样所产生的原子蒸汽对特定谱线的吸收，来测定试样中待测元素的浓度或含量的一种分析方法，这种方法操作简便，分析速度快，应用范围广，适用于绝大多数金属元素的分析。环境监测中多用于饮用水，地表水，大气降水，海水，生活和工业废水中金属元素的分析。除饮用水外，其他样品诸如废水，土壤，淤泥，沉积物以及固体废弃物的分析，均需先经过消解。
1．2 方法的依据
1．2．1 对于基体复杂的样品，需经过消解，特别是土壤，淤泥，固体废弃物等样品的分析，应通过一系列的消解步骤，将待测元素转移到溶液中进行分析，这就需要对不同样品采用不同的预处理方法。
固体样品的预处理参见《土壤元素的近代分析方法》第四章第二节
水样的预处理参见《水和废水监测分析方法》第五章第一节
气样的预处理参见《空气和废气监测分析方法》第六章第十节
大气降水参见大气质量分析方法GB13580.12-92
1．2．2 经过处理的样品，可直接用于原子吸收法的分析
元 素
火 焰 法

铜 GB7475-87
铅 GB7475-87
锌 GB7475-87
铬 《水和废水监测分析方法（第四版）》（B）
锰 GB11911-89
铁 GB11911-89
镉 GB7475-87
镍 GB11912-89
银 GB11907-89
钾 GB13580.12-92
钙 GB13580.13-92
钠 GB13580.12-92
镁 GB13580.13-92

1．3 检出限
待测样品的基体组成不同，以及分析所使用的原子吸收光谱仪型号的不同，很可能导致同种待测元素具有不同的检测限。特别是前者的影响很大，以下给出各元素的检测限可做参考。

元 素
检 出 限

火 焰 法(mg/L)

铜 0.05
铅 0.2
锌 0.05
铬 0.05
锰 0.01
铁 0.03
镉 0.05
镍 0.05
银 0.03
钾 0.013
钙 0.02
钠 0.008
镁 0.0025

1．4干扰及消除办法
1．4．1火焰法
1．4．1．1 化学干扰: 主要由于火焰中分子未完全原子化或原子又生成更难分解的氧化物而造成的干扰。例如测定镁时磷酸根的干扰等,可通过加入镧元素来去除或将待测元素与干扰物质分离来消除.
1．4．1．2 电离干扰: 通常是电离能较低的元素在高温火焰中失去一个电子，生成阳离子造成的干扰，可通过在标准溶液和样品中加入过量的更易电离元素来去除。
1．4．1．3 光谱干扰: 样品中某一元素的吸收波长与待测元素的吸收波长接近时导致吸光值增加,通常可选择第二灵敏线或减小狭缝宽度来消除。
1．4．1．4 由样品中的固体悬浮物引起光散射导致的非原子吸收干扰,可通过过滤净化样品来消除。
1． 5仪器设备
原子吸收光谱仪（3500G）型。
2 样品的预处理
2．1预处理设备、器皿：聚四氟乙烯烧杯，带刻度比色管、三角漏斗、定量滤纸、电热板
2．2 试剂：浓HNO3(试剂纯)、高氯酸(试剂纯)、氢氟酸(试剂纯)、二次蒸馏水
2．3 预处理方法
2．3．1固体样品的预处理：采用硝酸-氢氟酸-高氯酸体系分解法
准确称取0.5g(准确到0.1mg)风干土样于聚四氟乙烯坩埚中，用几滴水润湿后加入10mL浓HCl，于电热板上低温加热，蒸发至约剩5mL时加入15mL浓HNO3，继续加热至粘稠状，加入10mLHF并继续加热，为达到良好的飞硅效果应经常摇动坩埚最后加入5mL HClO4并加热至白烟冒尽。对含有机质较多的土样应在加入HCLO4之后加盖消解，土壤分解物应呈白色或淡黄色，倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用水冲洗内壁及坩埚盖，湿热溶解残渣，冷却后，定容至100mL或50mL , 最终体积依待测成分的含量而定。(参见《土壤元素的近代分析方法》第四章第二节)
2．3．2 水样的预处理：对于清洁的水样，可直接进行分析。若水样中有机物含量较高或有悬浮颗粒物质存在，需要消解，一般采用的方法有硝酸消解法或硝酸-高氯酸消解法，消解过程中加入的酸或氧化剂应不干扰测定。
取混均匀的水样50-200mL 置烧杯中，加入硝酸5-10mL ，在电热板上加热煮沸，蒸发至小体积。若试液浑浊不清，颜色较深，则应补加硝酸继续消解至试液清澈透明，呈浅黄色或无色，继续蒸至近干。取下烧杯，稍冷。加2%HNO3 20mL ，温热溶解可溶性盐类。若有沉淀，过滤入50mL 容量瓶中，用水洗涤数次，洗涤液并入容量瓶中。待冷至室温后，加水至标线，摇均备测。(参见《水和废水监测分析方法》第五章第一节)
2．3．3 气样的预处理：通常选择稀硝酸浸出法
取适量样品滤膜，放入50mL 烧杯中，将尘面向上，加入0.50mol/L硝酸溶液20mL ，浸泡过夜。在电热板上加热，保持微沸状态，待烧杯内溶液浓缩至约10mL 时，停止加热，用中速定量滤纸过滤，滤液收集在100mL 烧杯内。用0.50mol/L 硝酸溶液洗涤滤纸及烧杯4-5次与滤液合并，于电热板上加热，微沸至干。冷却后加入0.5mL 浓硝酸润湿残渣，蒸干至不再冒烟，冷却后加入0.5mL 浓盐酸，蒸干。加少量0.16mol/L 硝酸溶液溶解残渣，定量转移至25mL 容量瓶中，用0.16mol/L 硝酸溶液稀释至标线，摇均，即为待测样品溶液。(参见《空气和废气监测分析方法》第六章第十节)
2.3.4大气降水预处理：吸取10.0ml样品与干燥的10ml比色管中加0.5ml硫酸铯或0.2ml硫酸镧试剂，摇匀，即为待测样品溶液。
3 检测
3．1 材料、设备
3．1．1原子吸收光谱仪（3500G）：波长范围190—800nm，带可调节狭缝，以及相应的操作软件
3．1．2 空心阴极灯：不同元素的空心阴极灯以及多元素的空心阴极灯
3．1．3 器皿：玻璃烧杯、容量瓶、聚四氟乙烯烧杯
3．2试剂：
3．2．1 不同元素的标准储备溶液（1.000g/L）
3．2．2 标准溶液，在每次分析前由标准储备溶液配置。标准溶液配制使用的酸的种类与浓度应于用品处理后相同。将标准储备液分别稀释不同的倍数，得到一系列浓度不同的标准溶液，用于绘制工作曲线。
3．2．3 二次蒸馏水
3．2．4 浓HNO3(试剂纯)
3．2．5 盐酸（1：1）
3．2．6 高纯度乙炔气体和由空气压缩机提供的空气。
3．3 仪器操作：
3．3．1仪器校正：打开仪器，待仪器自检结束后调节空心阴极灯的位置，使能量达到最大并且进行波长扫描。若待测元素特征吸收波长偏移，则需要进行相应调整。根据仪器生产商的建议选择合适的狭缝宽度，灯电流。点燃火焰，调节燃气和助燃器的流量，同时调节燃烧台的高度和物化速度以获得最大的吸收。对石墨炉法，应调节进样的位置。
3．3．2操作条件
3．3．2．1火焰法
元素 光源 波长(nm) 狭缝(nm) 灯电流(nA) 背景校正 火焰类型
铜 铜空心阴极灯 324.7 0.7 需要 氧化型
铬 铬空心阴极灯 357.9 0.7 不需要 富氧型
铅 铅空心阴极灯 283.3 0.7 需要 氧化型
锰 锰空心阴极灯 279.5 0.2 需要 氧化型
镍 镍空心阴极灯 232.0 0.2 需要 氧化型
银 银空心阴极灯 328.1 0.7 需要 氧化型
镉 镉空心阴极灯 228.1 0.7 需要 氧化型
锌 锌空心阴极灯 213.9 0.7 需要 氧化型
钾 钾空心阴极灯 766.5 1.4
钙 钙空心阴极灯 422.7 0.7
钠 钠空心阴极灯 589.0 0.4
镁 镁空心阴极灯 285.2 0.7

3．3样品分析
首先对仪器校零，然后分析一系列标准溶液，建立工作曲线。经过预处理的样品直接进行分析，从工作曲线上便可获得样品的浓度，若样品浓度超出工作曲线的线形范围，则应稀释后重新分析。
4.1校正曲线的产生
4．1．1标准样品的制备 见3．2．2节
4．1．2标准工作曲线的建立：将配制好的一系列标准溶液依次进行分析，然后根据标准溶液的浓度与和与之对应的吸光值绘制工作曲线。并得出工作曲线的回归方程以及相关系数r。
A = a×C + b
A：吸光值
C：溶液中待测元素的浓度(mg/L或mg/L)
a, b ：工作曲线的斜率和截距

4．2样品结果的计算： m
被测金属（mg/L）=
v
式中： m 从标准曲线上查出或仪器直接读出的被测金属量（μg）；
v 分析用的水样体积(ml)。
4．2．1 对于水样，未经稀释的，由回归方程直接得到浓度，若经稀释，则再乘以稀释因子。
4．2．2气体样品待测元素浓度：
待测元素(mg/m3)=( (C-C0) ×V)St / (1000Vn×Sa)
C：样品溶液中待测元素浓度(mg/ mL)
C0：空白溶液中待测元素浓度(mg/ mL)
V：样品溶液体积
Vn：标准状态下采样体积(m3)
St：样品滤膜总面积(cm2)
Sa：测定所取滤膜面积(cm2)
4．2．3固体样品待测元素含量：
待测元素(mg/kg) = C×V/ W
C：样品溶液的浓度(mg/L)
V：样品溶液的体积(mL)
W：样品称重的重量(g)

5 质控
5.1每次样品分析前应进行空白分析。
5．2每次样品分析，需重新绘制工作曲线，至少包括一个校正空白和三个浓度水平的标准溶液，工作曲线应经过质控样的检验。若质控样的分析结果在其允许的误差范围内，应可进行样品分析。
5．3分析过程应包括：基体加标和加标平行样的分析，加标回收率是否符合质控要求应根据不同的基体而定。
6 安全：
样品预处理消解过程中常用到浓HNO3、氢氟酸、高氯酸等，加热时应在通风橱中进行，避免与皮肤的接触。高氯酸加热时应注意若样品中有机物含量过高则易发生爆炸。消解过程中所有酸应尽量去除，以免对仪器部件的损害。实验中使用的乙炔气体、燃气及助燃气流量应按推荐值设定。

3500G原子吸收分光光度计操作规程
1. 打开气路；
2. 打开电脑；
3. 打开仪器电源；
4. 根据分析元素选灯，安装，对光，选合适的狭缝；
5. 在桌面上双击“AA35”图标，运行软件；
6. 选择分析元素，按找峰，完成后按确定关毕窗口。按增益调零，按确定，关闭窗口；
7. 点火，将进样管放入空白液中（水或稀硝酸），按找峰，完成后按确定，关毕窗口。按增益调零；
8. 用待测元素的一个标准溶液，观察仪器灵敏度的变化，调节空气和乙炔的比例及燃烧头高度，至最佳状态；
9. 按标准样，输入标准溶液系列的浓度，按确定结束；
10. 依次测定标准溶液系列的吸光度（按读数开始测定）
11. 在菜单栏按下“拟合”，选中“一次曲线”，得到标准曲线；
12. 按未知样，测定待测样品；
13. 测定完毕，打印数据。在菜单栏按下“文件处理”，选中“数据存放”，输入文件名，按存放保存；
14. 关气熄火，关闭仪器电源；
15. 退出软件，关闭电脑。
16. 填写仪器使用记录。
17. 仪器使用时应注意仪器在有效检定周期内。

岛津AA－6650原子吸收分光光度计操作规程
1. 打开气路；
2. 电脑开机；
3. 打开仪器电源，等待蜂鸣三声（需时较长）；
4. 按放气键PURGE, 检查流量；
5. 选择待测元素，灯位，按连接，待灯架旋转到位，发送参数，选中“点灯”
6. 蜂鸣后系统自检，按提示开始漏气检查（11分钟）；
7. 进行谱线搜索；
8. 在测定列表中设定空白（BLK），标准曲线（STD），样品（UNK）并输入标准溶液系列的浓度；
9. 同时按下两个点火键，一着即放；
10. 按自动调零调节零点，按开始进行测定；
11. 测定完毕，在菜单栏中按下“文件”，选中“保存”，输入文件名，按下保存；
12. 在菜单栏中按下“仪器”，选中“余气燃烧”，按照提示，关气熄火；
13. 关闭空压机，打开过滤器底阀放气，待过滤器放气完毕后，关底阀；
14. 按住PURGE至读数归零，关闭警报；
15. 退出软件，先关闭仪器电源，再关闭电脑；
16. 填写仪器使用情况记录。
17. 仪器使用时应注意仪器在有效检定周期内。

11

上 海 市 环 境 监 测

原 子 吸 收 光 谱 法 原 始 记 录

被测单位：

分析日期：

技术参数

仪器型号

分析元素

技术依据

测定方法

波长

狭缝

石墨炉升温程序
温度(c)

时间(S)
温度(c)

时间(S)
温度(c)

时间(S)
温度(c)

时间(S)
温度(c)

时间(S)

干燥

灰化

原子化

清洗

样品
分析编号
前 处 理
取样 定容
( ) ( )

测 定 结 果

响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度

校 准 曲 线

A
倍数
(ug/L)
A
倍数
(ug/L)
A
倍数
(ug/L)
A
倍数
(mg/L)
A
倍数
(mg/L)

标准

标准

标准

标准

标准

相关系数

质 控

标准样品

自配样

4.00+/-
自配样

20.0+/-

浓度范围

0.4

2.0

实测值

0.038

3.78
0.339

19.5

检出限

0.1

1.0

分析：

校核：

上 海 市 环 境 监 测

原 子 吸 收 光 谱 法 原 始 记 录

被测单位：

分析日期：

样品
分析
编号
前 处 理
取样 定容
( ) ( )
测 定 结 果

类型

响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度
响应值
稀释
浓度

样 品 测 定

A
倍数
(ug/L)
A
倍数
(ug/L)
A
倍数
(ug/L)
A
倍数
(mg/L)
A
倍数
(mg/L)

分析：

校核：