原子光谱分析实例

1、原子光谱分析实例原子光谱分析实例原子发射光谱分析实例原子发射光谱分析实例实例实例 铝铝水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法编委会编委会 编编水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法 （第四版）（第四版）第三篇第三篇 综合指标和无机污染物综合指标和无机污染物第四章第四章 金属及其化合物金属及其化合物n 铝是自然界中的常量元素，正常人每天摄入量约为铝是自然界中的常量元素，正常人每天摄入量约为10100mg，由于铝的盐类不易被肠壁吸收，所以在人体，由于铝的盐类不易被肠壁吸收，所以在人体内含量不高。内含量不高。n 铝的毒性不大，过去曾列为无毒的微量元素并能拮抗铝的毒性不大，过去曾列为无毒的微量元素

2、并能拮抗铅的毒害作用。后经研究表明，过量摄入铝能干扰磷的代铅的毒害作用。后经研究表明，过量摄入铝能干扰磷的代谢，对胃蛋白酶的活性有抑制作用，且对中枢神经有不良谢，对胃蛋白酶的活性有抑制作用，且对中枢神经有不良影响。影响。 n 对洁净水中铝的含量世界卫生组织对洁净水中铝的含量世界卫生组织(WHO)的控制值为的控制值为0.2mg/L，日本的管理目标值为，日本的管理目标值为0.2mg/L，美国环境保护局，美国环境保护局(USEPA)暂定为暂定为0.050.2mg/L。 n 天然水中铝的含量变化幅度较大，一般为每升几毫克天然水中铝的含量变化幅度较大，一般为每升几毫克到零点几毫克范围。到零点几毫克范围。

3、n 冶金工业、石油加工、造纸、罐头和耐火材料、木材冶金工业、石油加工、造纸、罐头和耐火材料、木材加工、防腐剂生产、纺织等工业排放废水中都含较高量的加工、防腐剂生产、纺织等工业排放废水中都含较高量的铝。氯化铝、硝酸铝、乙酸铝毒性较大。铝。氯化铝、硝酸铝、乙酸铝毒性较大。n 当铝含量不高时可促进作物生长和增加其中维生素当铝含量不高时可促进作物生长和增加其中维生素C的含量。当大量铝化合物随污水进入水体时，可使水体自的含量。当大量铝化合物随污水进入水体时，可使水体自净作用减慢。净作用减慢。例如，硝酸铝浓度达到例如，硝酸铝浓度达到1.0mg/L时，水生生时，水生生物繁殖会受到抑制，硫酸铝达到物繁殖会受到

4、抑制，硫酸铝达到1 5mg/L时，水体自净作时，水体自净作用受到抑制。用受到抑制。 n 铝的测定方法有铝的测定方法有分光光度法和原子吸收法分光光度法和原子吸收法，前者受共，前者受共有成分铁及碱金属、碱土金属元素干扰。有成分铁及碱金属、碱土金属元素干扰。火焰原子吸收法火焰原子吸收法由于铝在空气一乙炔火焰中形成耐高温氧化物，灵敏度很由于铝在空气一乙炔火焰中形成耐高温氧化物，灵敏度很低，低，N N2 2O O乙炔火焰在国内尚未普及应用。在石墨炉原子乙炔火焰在国内尚未普及应用。在石墨炉原子吸收法中，铝也难以形成基态原子，适用性不强。吸收法中，铝也难以形成基态原子，适用性不强。n 络合物交换反应间接原子

5、吸收法通过测定络合物交换反应间接原子吸收法通过测定Cu达到定达到定量测定铝，方法虽然操作复杂，但灵敏度较高。量测定铝，方法虽然操作复杂，但灵敏度较高。ICPAES法法在发达国家已列入标准方法系列。在发达国家已列入标准方法系列。电感耦合等离子发射光谱法电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)(B) n 电感耦合等离子体原子发射光谱法电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry，简称，简称ICP-AES)，是以电感耦合等离子炬为激发光源的一类光，是以电感耦合等离子炬为激发光源的一类光谱分析方法。谱分

6、析方法。n 由于具有检出限低、准确度及精密度高、分析速度快、由于具有检出限低、准确度及精密度高、分析速度快、线性范围宽等优点，因此在国外线性范围宽等优点，因此在国外ICP-AES法已发展成为一法已发展成为一种极为普遍、适用范围广的常规分析方法，并已广泛用于种极为普遍、适用范围广的常规分析方法，并已广泛用于环境试样、岩石、矿物、生物医学、金属与合金中数十种环境试样、岩石、矿物、生物医学、金属与合金中数十种元素的测定。元素的测定。 n ICP-AES法在我国的研究始于法在我国的研究始于1974年，到目前为止，年，到目前为止，已有上千个科研单位、高等院校和工厂等部门，采用了此已有上千个科研单位、高等

7、院校和工厂等部门，采用了此种分析手段，在高纯物质、环境监测、化学探矿与商品检种分析手段，在高纯物质、环境监测、化学探矿与商品检验等多种领域中获得广泛应用。验等多种领域中获得广泛应用。nICP-AES法也已成为我国分析测试领域中发展最快的手段法也已成为我国分析测试领域中发展最快的手段之一。之一。nICP-AES法应用于地表水和污水中法应用于地表水和污水中多元素的同时测定多元素的同时测定，有，有快速、简便、线性范围宽等优越性。快速、简便、线性范围宽等优越性。 方法原理方法原理 n等离子体发射光谱法可以同时测定样品中多元素的含量。等离子体发射光谱法可以同时测定样品中多元素的含量。n当当氩气氩气通过等

8、离子体火炬时，链锁反应形成原子、离子、电子的粒子通过等离子体火炬时，链锁反应形成原子、离子、电子的粒子混合气体，即混合气体，即等离子体等离子体。n等离子体火炬可达等离子体火炬可达600060008000K8000K的高温。过滤或消解处理过的样品经进的高温。过滤或消解处理过的样品经进样器中的雾化器被雾化并由氩载气带入等离子体火炬中，气化的样品样器中的雾化器被雾化并由氩载气带入等离子体火炬中，气化的样品分子在等离子体火炬的高温下被原子化、电离、激发。分子在等离子体火炬的高温下被原子化、电离、激发。n不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱，所以不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱，所以

9、等离子体发射光谱可用来等离子体发射光谱可用来定性定性测定样品中存在的元素。特测定样品中存在的元素。特征光谱的强弱与样品中原子浓度有关，与标准溶液进行比征光谱的强弱与样品中原子浓度有关，与标准溶液进行比较，即可较，即可定量定量测定样品中各元素的含量。测定样品中各元素的含量。 干扰及消除干扰及消除 n ICP-AES法通常存在的干扰大致可分为两类：一类是法通常存在的干扰大致可分为两类：一类是光光谱干扰谱干扰，主要包括了连续背景和谱线重叠干扰，另一类，主要包括了连续背景和谱线重叠干扰，另一类是非光是非光谱干扰谱干扰，主要包括了化学干扰、电离干扰、物理干扰以及去溶，主要包括了化学干扰、电离干扰、物理干

10、扰以及去溶剂干扰等，在实际分析过程中各类干扰很难截然分开。在一般剂干扰等，在实际分析过程中各类干扰很难截然分开。在一般情况下，必须予以补偿和校正。情况下，必须予以补偿和校正。n 物理干扰一般由样品的粘滞程度及表面张力变化而致；尤物理干扰一般由样品的粘滞程度及表面张力变化而致；尤其是当样品中含有大量可溶盐或样品酸度过高，都会对测定产其是当样品中含有大量可溶盐或样品酸度过高，都会对测定产生干扰。消除此类干扰的最简单方法是将样品稀释。生干扰。消除此类干扰的最简单方法是将样品稀释。 基体元素的干扰基体元素的干扰： 优化实验条件选择出最佳工作参数，无疑可减少优化实验条件选择出最佳工作参数，无疑可减少IC

11、PAES法的干扰效应，但由于废水成分复杂，大量元素与微法的干扰效应，但由于废水成分复杂，大量元素与微量元素间含量差别很大，因此来自大量元素的干扰不容忽量元素间含量差别很大，因此来自大量元素的干扰不容忽视。表视。表3-4-2列出了待测元素在建议的分析波长下的主要列出了待测元素在建议的分析波长下的主要光谱干扰。光谱干扰。 表表3-4-2 元素间干扰元素间干扰 测定元素测定元素 测定波长测定波长(nm) 干扰元素干扰元素 测定元素测定元素 测定波长测定波长(nm) 干扰元素干扰元素 A1 308.21 Mn、V、Na Cr 202.55 Fe、Mo 396.15 Ca、Mo 267.72 Mn、V、

12、Mg As 193. 69 Al、P 283.56 Fe、MO Be 313.04 Ti、Se Cu 324.7 Fe、Al、Ti 234.86 Fe Mn 257.61 Fe、Mg、Al Ba 233.53 Fe、V Ni 231.60 Co Ca 315.89 Co Pb 220.35 A1 317.93 Fe V 290.88 Fe、Mo Cd 214.44 Fe 292.40 Fe、Mo 226.50 Fe 311.07 Ti、Fe、Mn 228.80 As Zn 213.86 Ni、Cu Co 228.62 Ti Ti 334.94 Cr、Ca 干扰的校正：干扰的校正：n 化学富集分

13、离法化学富集分离法效果明显并可提高元素的检出能力，效果明显并可提高元素的检出能力，但操作手续繁冗且易引入试剂空白；但操作手续繁冗且易引入试剂空白；n 基体匹配法基体匹配法(配制与待测样品基体成分相似的标准溶液配制与待测样品基体成分相似的标准溶液)效果十分令人满意。此种方法对于测定基体成分固定的样效果十分令人满意。此种方法对于测定基体成分固定的样品，是理想的消除干扰的方法，但存在高纯试剂难于解决品，是理想的消除干扰的方法，但存在高纯试剂难于解决的问题，而且废水的基体成分变化莫测，在实际分析中，的问题，而且废水的基体成分变化莫测，在实际分析中，标准溶液的配制工作将十分繁琐；标准溶液的配制工作将十分

14、繁琐；n 比较简便并且目前经常采用的方法是比较简便并且目前经常采用的方法是背景扣除法。背景扣除法。n背景扣除法背景扣除法(凭实验，确定扣除背景的位置及方式凭实验，确定扣除背景的位置及方式)及干扰及干扰系数法，当存在单元素干扰时，可按下式求得干扰系数：系数法，当存在单元素干扰时，可按下式求得干扰系数：iiQQQK式中式中k ki i是干扰系数；是干扰系数； QQ是干扰元素加分析元素的含量；是干扰元素加分析元素的含量；Q Q是分析元素的是分析元素的含量；含量；Q Qi i是干扰元素是干扰元素i i的含量。通过配制一系列已知干扰元素含量的的含量。通过配制一系列已知干扰元素含量的溶液在分析元素波长的位

15、置测定其溶液在分析元素波长的位置测定其QQ，根据上述公式求出，根据上述公式求出k ki i，然后，然后进行人工扣除或计算机自动扣除。进行人工扣除或计算机自动扣除。n鉴于废水的主要成分为鉴于废水的主要成分为K、Na、Ca、Mg、Fe及及Al等元素。等元素。因此，可依据所用仪器的性能及待测废水的成分选择适当因此，可依据所用仪器的性能及待测废水的成分选择适当的元素谱线和适当的修正干扰的方法予以消除。的元素谱线和适当的修正干扰的方法予以消除。 方法的适用范围方法的适用范围 本方法适用于地表水和污水中本方法适用于地表水和污水中Al、As、Ba、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、N

16、a、Ni、Pb、Sr、Ti、V及及Zn等等20种元素溶解态种元素溶解态及元素总量及元素总量的测定。的测定。 溶解态元素：未经酸化的样品中，能通过溶解态元素：未经酸化的样品中，能通过0.45m滤滤膜的元素成分。膜的元素成分。 元素总量：未经过滤的样品，经消解后测得的元素元素总量：未经过滤的样品，经消解后测得的元素浓度。即样品中溶解态和悬浮态两部分元素浓度的总和。浓度。即样品中溶解态和悬浮态两部分元素浓度的总和。表表3-4-3 测定元素推荐波长及检出限测定元素推荐波长及检出限 测定元素测定元素 波长波长(nm) 检出限检出限(mg/L) 测定元素测定元素 波长波长(nm) 检出限检出限(mg/L)

17、 Al 308.21 0.1 Cu 327.39 0.01 396.15 0.09 Fe 238.20 0.03 As 193.69 0.1 259.94 0.03 Ba 233.53 0.004 K 766.49 0.5 455.40 0.003 Mg 279.55 0.002 Be 313.04 0.0003 285.21 0.02 234.86 0.005 Mn 257.61 0.001 Ca 317.93 0.01 293.31 0.02 393. 37 0.002 Na 589.59 0.2 Cd 214.44 0.003 Ni 231.60 0.01 226.50 0.003 Pb

18、 220.35 0.05 Co 238.89 0.005 Sr 407.77 0.001 228.62 0.005 Ti 334.94 0.005 Cr 205.55 0.01 336.12 0.01 267.72 0.01 V 311.07 0.01 Cu 324.75 0.01 Zn 213.86 0.006 仪器及主要工作参数仪器及主要工作参数 仪器仪器：电感耦合等离子发射光谱仪和一般实验室：电感耦合等离子发射光谱仪和一般实验室仪器以及相应的辅助设备。常用的电感耦合等离子发射光仪器以及相应的辅助设备。常用的电感耦合等离子发射光谱仪通常分为多道式及顺序扫描式两种。谱仪通常分为多道式及顺序扫

19、描式两种。 主要工作参数主要工作参数：影响：影响ICP-AES法分析特性的因素法分析特性的因素很多，但主要工作参数有三个，即：很多，但主要工作参数有三个，即：高频功率、载气流量高频功率、载气流量及观测高度及观测高度。对于不同的分析项目及分析要求，上述三项。对于不同的分析项目及分析要求，上述三项参数存在一定差异。表参数存在一定差异。表3-4-4列出了一般仪器采用通用的气列出了一般仪器采用通用的气动雾化器时，同时测定多种元素的工作参数折衷值范围，动雾化器时，同时测定多种元素的工作参数折衷值范围，供使用时参考。供使用时参考。表表3-4-4 工作参数折衷值范围工作参数折衷值范围高频高频功率功率(kW)

20、反射反射功率功率(W)观测观测高度高度(mm)载气载气流量流量(L/min)等离子等离子气流量气流量(mL/min)进样量进样量(mL/min)测量测量时间时间(s)1.01.456161.01.51.01.51.53.0120(2)样品测定样品测定 将预处理好的样品及空白溶液，在仪器最佳将预处理好的样品及空白溶液，在仪器最佳工作参数条件下，按照仪器使用说明书的有关规工作参数条件下，按照仪器使用说明书的有关规定，两点标准化后，做样品及空白测定。扣除背定，两点标准化后，做样品及空白测定。扣除背景或以干扰系数法修正干扰。景或以干扰系数法修正干扰。步骤步骤 (1)样品预处理样品预处理计算计算 扣除空

21、白值后的元素测定值即为样品中该扣除空白值后的元素测定值即为样品中该元素的浓度。元素的浓度。 如果试样在测定之前进行了富集或稀释，如果试样在测定之前进行了富集或稀释，应将测定结果除以或乘以一个相应的倍数。应将测定结果除以或乘以一个相应的倍数。 测定结果最多保留三位有效数字。单位以测定结果最多保留三位有效数字。单位以mg/L计。计。 实例实例2 铝铝空气和废气监测分析方法空气和废气监测分析方法编委会编委会 编编空气和废气监测分析方法空气和废气监测分析方法 （第四版）（第四版）第三篇第三篇 空气质量监测空气质量监测第二章第二章 颗粒物及其元素颗粒物及其元素 电感耦合等离子体原子发射光谱法电感耦合等离

22、子体原子发射光谱法(ICPAES)(C) n 电感耦合等离子体原子发射光谱法电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPAES)可测可测定溶液中的金属和非金属元素。本方法用于测定空气总悬定溶液中的金属和非金属元素。本方法用于测定空气总悬浮颗粒物中成分时，先用玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜采浮颗粒物中成分时，先用玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜采集颗粒物样品，样品经过消解处理后进行测定。集颗粒物样品，样品经过消解处理后进行测定。n 本方法具有快速、简便、检出限低、灵敏度和精密度本方法具有快速、简便、检出限低、灵敏度和精密度高、线性范围宽、基体效应小且可以有效校正、可同时进高、线性范围宽、基体效应小且可以有效校正

23、、可同时进行多元素分析等特点。行多元素分析等特点。原理原理 将消解处理好的样品溶液直接雾化引入电感将消解处理好的样品溶液直接雾化引入电感耦合等离子体炬中，分析物在高温等离子体炬中耦合等离子体炬中，分析物在高温等离子体炬中激发并发射出元素的特征谱线，根据谱线的强度，激发并发射出元素的特征谱线，根据谱线的强度，确定待测样品中元素的浓度。确定待测样品中元素的浓度。仪器仪器 总悬浮颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器 大流量采样器或中流量采样器。大流量采样器或中流量采样器。 电感耦合等离子体原子发射光谱仪电感耦合等离子体原子发射光谱仪 影响影响ICP-AES分析特性的因素很多，主要工作参数为分析特性的因素很

24、多，主要工作参数为入射功率、载气流量和观察高度。不同的分析项目，工作入射功率、载气流量和观察高度。不同的分析项目，工作参数有所不同。参数有所不同。步骤步骤 工作条件工作条件：按仪器使用说明书的要求设定仪器最佳按仪器使用说明书的要求设定仪器最佳工作参数。工作参数。 仪器校正仪器校正：预热仪器，使之达到稳定状态。进行相预热仪器，使之达到稳定状态。进行相应的光路准直和标准化。应的光路准直和标准化。 样品分析样品分析：先分析样品空白溶液，检查样品制备过先分析样品空白溶液，检查样品制备过程的污染情况。然后分析样品，每分析程的污染情况。然后分析样品，每分析1010个样品加测个样品加测1 1个个质量控制样，

25、用以检验校准曲线的准确度和仪器的稳定性。质量控制样，用以检验校准曲线的准确度和仪器的稳定性。当质量控制样的测定值超出允许范围时，需用标准溶液对当质量控制样的测定值超出允许范围时，需用标准溶液对仪器重新标准化，必要时还要对仪器进行光路准直。仪器重新标准化，必要时还要对仪器进行光路准直。计算和校正计算和校正 空白校正：空白校正：扣除空白值的元素测定值即为扣除空白值的元素测定值即为样品中该元素的浓度。样品中该元素的浓度。 稀释校正：稀释校正：如果样品在制备过程中进行了如果样品在制备过程中进行了稀释或浓缩，应进行相应的稀释校正。稀释或浓缩，应进行相应的稀释校正。 测定结果：测定结果：测定结果保留三位有

26、效数字，测定结果保留三位有效数字，单位以单位以mg/mmg/m3 3计。计。 1)表表3-2-28列出了本法宜采用的元素特征谱线波长列出了本法宜采用的元素特征谱线波长和估计检出限。实际检出限则取决于样品的采样量。和估计检出限。实际检出限则取决于样品的采样量。 表表3-2-28 元素特征谱线波长和估计检出限元素特征谱线波长和估计检出限 测定元素测定元素 推荐波长推荐波长(nm) 估计检出限估计检出限(g/L) 替换波长替换波长(nm) Al 396.15 28 308.22 Sb 206.83 30 217.58 As 189.04 50 193.70 Ba 455.40 2 493.41 Be

27、 313.04 0.3 234.86 B 249.77 5 249.68 Cd 214.44 3 228.80 Ca 393.37 0.2 396.85 Cr 267.72 7 206.15 Co 238.89 6 228.62 测定元素测定元素 推荐波长推荐波长(nm) 估计检出限估计检出限(g/L) 替换波长替换波长(nm) Cu 324.75 6 327.40 Fe 238.20 5 239.56 Pb 220.35 40 217.00 Li 670.78 2 610.36 Mg 279.55 0.2 280.27 Mn 257.61 2 279.48 Mo 202.03 8 203.8

28、4 Ni 221.65 10 232.00 K 766.49 60 769.90 Se 196.03 50 203.99 Si 251.61 12 212.41 Ag 328.07 7 338.29 Na 589.00 29 589.59 Sr 407.77 0.5 421.55 Tl 190.86 40 276.79 V 292.40 8 309.31 Zn 213.86 2 202.55 S 180.67 40 180.73 P 213.62 40 214.91 2)分析元素砷、硒、铊、硫时，应采用真空分析元素砷、硒、铊、硫时，应采用真空型的或以惰性气体充气的光路系统。型的或以惰性气体充气

29、的光路系统。 3)对于砷、硒、锑、铅等易于氢化的元素，对于砷、硒、锑、铅等易于氢化的元素，可采用氢化物发生可采用氢化物发生ICPAES法进行测定，以提法进行测定，以提高检测的灵敏度。高检测的灵敏度。 4)干扰及校正：干扰及校正：ICP-AES法的干扰效应包括法的干扰效应包括光谱干扰和非光谱干扰。其中光谱干扰主要包括光谱干扰和非光谱干扰。其中光谱干扰主要包括连续背景干扰、谱线重叠干扰和杂散光干扰。非连续背景干扰、谱线重叠干扰和杂散光干扰。非光谱干扰主要包括化学干扰、电离干扰、物理干光谱干扰主要包括化学干扰、电离干扰、物理干扰和去溶干扰等。扰和去溶干扰等。 光谱干扰的校正：选择替换分析波长可避免谱

30、线光谱干扰的校正：选择替换分析波长可避免谱线重叠干扰。采用背景扣除法或干扰系数校正法以及仪器制重叠干扰。采用背景扣除法或干扰系数校正法以及仪器制造商提供的计算机软件校正光谱干扰。造商提供的计算机软件校正光谱干扰。 非光谱干扰的校正：物理干扰与样品的雾化和运送过非光谱干扰的校正：物理干扰与样品的雾化和运送过程有关，粘度与表面张力的变化将产生较大的误差。化学干程有关，粘度与表面张力的变化将产生较大的误差。化学干扰与基体种类和被测元素有关，生成分子化合物、电离作用扰与基体种类和被测元素有关，生成分子化合物、电离作用和溶质蒸发的影响较大。优化实验条件、选择最佳工作参数和溶质蒸发的影响较大。优化实验条件

31、、选择最佳工作参数或采用基体匹配法和标准加入法校正非光谱干扰。或采用基体匹配法和标准加入法校正非光谱干扰。 当样品中含有较多可溶性的固体物质时，在测试前，当样品中含有较多可溶性的固体物质时，在测试前，须用含须用含HClHNO3的试剂空白溶液冲洗喷嘴，或者采用稀的试剂空白溶液冲洗喷嘴，或者采用稀释样品的方法以及使用质量流速控制器控制喷雾器的氩气流释样品的方法以及使用质量流速控制器控制喷雾器的氩气流量，以防在喷雾器的喷嘴处积存盐类，从而影响气溶胶的流量，以防在喷雾器的喷嘴处积存盐类，从而影响气溶胶的流速，使测定结果产生漂移。速，使测定结果产生漂移。原子吸收光谱分析实例原子吸收光谱分析实例例例3 镉

32、镉 水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法编委会编委会 编编水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法 （第四版）（第四版）第三篇第三篇 综合指标和无机污染物综合指标和无机污染物第四章第四章 金属及其化合物金属及其化合物 方法选择方法选择n 直接吸入火焰原子吸收分光光度法直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定镉快速、干扰少，测定镉快速、干扰少，适合分析废水和受污染的水。适合分析废水和受污染的水。萃取或离子交换浓缩火焰原子萃取或离子交换浓缩火焰原子吸收分光光度法吸收分光光度法，适用于分析清洁水和地表水。，适用于分析清洁水和地表水。石墨炉原子石墨炉原子吸收分光光度法吸收分光光度法灵敏度高，但基体干扰比

33、较复杂，适合分析灵敏度高，但基体干扰比较复杂，适合分析清洁水。清洁水。n不具备原子吸收分光光度仪的单位，可选用不具备原子吸收分光光度仪的单位，可选用双硫腙分光光度双硫腙分光光度法法、阳极溶出伏安法阳极溶出伏安法或或示波极谱法示波极谱法。n等离子发射光谱法等离子发射光谱法是镉及多种元素同时测定的方法，简便、是镉及多种元素同时测定的方法，简便、快速、干扰较少，适合于地表水和废水的测定。快速、干扰较少，适合于地表水和废水的测定。 (一一)直接吸入火焰原子吸收法直接吸入火焰原子吸收法 测定镉、铜、铅和锌测定镉、铜、铅和锌(A) 方法原理方法原理 将水样或消解处理好的试样直接吸入火焰，火将水样或消解处理

34、好的试样直接吸入火焰，火焰中形成的原子蒸气对光源发射的特征电磁辐射产焰中形成的原子蒸气对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度生吸收。将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较，确定样品中被测元素的含量。进行比较，确定样品中被测元素的含量。 干扰及消除干扰及消除 n 地下水和地表水中的共存离子和化合物，在常见浓度下地下水和地表水中的共存离子和化合物，在常见浓度下不干扰测定。不干扰测定。n 当当钙钙的浓度高于的浓度高于1000mg/L时，抑制镉的吸收，浓度为时，抑制镉的吸收，浓度为2000mg/L时，信号抑制达时，信号抑制达19；在弱酸性条件下，样品中；在弱酸性条

35、件下，样品中六六价铬价铬的含量超过的含量超过30mg/L时，由于生成铬酸铅沉淀而使铅的测时，由于生成铬酸铅沉淀而使铅的测定结果偏低，在这种情况下需要加入定结果偏低，在这种情况下需要加入l抗坏血酸将六价铬还抗坏血酸将六价铬还原成三价铬；样品中原成三价铬；样品中溶解性硅溶解性硅的含量超过的含量超过20mg/L时干扰锌的时干扰锌的测定，使测定结果偏低，加入测定，使测定结果偏低，加入200mg/L钙可消除这一干扰。钙可消除这一干扰。铁铁的含量超过的含量超过100mg/L时，抑制锌的吸收；当样品中时，抑制锌的吸收；当样品中含盐量含盐量很高，很高，分析波长又低于分析波长又低于350nm时，可能出现非特征吸

36、收。如高浓度钙，时，可能出现非特征吸收。如高浓度钙，因产生非特征吸收，即背景吸收，使铅的测定结果偏高。因产生非特征吸收，即背景吸收，使铅的测定结果偏高。 基于上述原因，分析样品前需要检验基于上述原因，分析样品前需要检验是否存在基体干扰是否存在基体干扰或背景吸收或背景吸收。一般通过测定加标回收率，判断基体干扰的程。一般通过测定加标回收率，判断基体干扰的程度。通过测定分析线附近度。通过测定分析线附近1nm1nm内的一条非特征吸收线处的吸收，内的一条非特征吸收线处的吸收，可判断背景吸收的大小。可判断背景吸收的大小。 需选择与选用分析线相对应的非特征吸收谱线。需选择与选用分析线相对应的非特征吸收谱线。

37、表表3-4-13 3-4-13 背景校正用的邻近线波长背景校正用的邻近线波长元素元素 分析线波长（分析线波长（nm） 非特征吸收谱线（非特征吸收谱线（nm） 镉镉228.8229（氘）（氘）铜铜324.7324（锆）（锆）铅铅283.3283.7（锆）（锆）锌锌213.8214（氘）（氘）n如果存在如果存在基体干扰基体干扰，可加入干扰抑制剂，或用标准，可加入干扰抑制剂，或用标准加入法测定并计算结果。加入法测定并计算结果。n如果存在如果存在背景吸收背景吸收，用自动背景校正装置或邻近非，用自动背景校正装置或邻近非特征吸收谱线法进行校正。后一种方法是从分析线特征吸收谱线法进行校正。后一种方法是从分析

38、线处测得的吸收值中扣除邻近非特征吸收谱线处的吸处测得的吸收值中扣除邻近非特征吸收谱线处的吸收值，得到被测元素原子的真实吸收。收值，得到被测元素原子的真实吸收。n此外，也可通过螯合萃取或样品稀释、分离或降低此外，也可通过螯合萃取或样品稀释、分离或降低产生基体干扰或背景吸收的组分。产生基体干扰或背景吸收的组分。方法的适用范围方法的适用范围 本法适用于测定地下水、地表水和废水中的镉、铅、铜本法适用于测定地下水、地表水和废水中的镉、铅、铜和锌。适用浓度范围与仪器的特性有关，表和锌。适用浓度范围与仪器的特性有关，表3-4-14列出一般列出一般仪器的适用浓度范围。仪器的适用浓度范围。表表3-4-14 适用

39、浓度范围适用浓度范围元素元素适用浓度范围适用浓度范围(mg/L)元素元素适用浓度范围适用浓度范围(mg/L)镉镉0.051铅铅0.210铜铜0.055锌锌0.051仪器仪器 n原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计n背景校正装置背景校正装置n所测元素的元素灯所测元素的元素灯n附件附件 步骤步骤 (1) 样品预处理样品预处理 （略）（略）(2) 样品测定样品测定 按表按表3-4-153-4-15所列参数选择分析线和调节火焰。仪器用所列参数选择分析线和调节火焰。仪器用0.20.2硝酸调零，吸入空白样和试样，测量其吸光度。硝酸调零，吸入空白样和试样，测量其吸光度。扣扣除空白样吸光度除空白样吸光度后，从

40、校准曲线上查出试样中的金属浓度。后，从校准曲线上查出试样中的金属浓度。如可能，也可从仪器上直接读出试样中的金属浓度。如可能，也可从仪器上直接读出试样中的金属浓度。表表3-4-1 5 分析线波长和火焰类型分析线波长和火焰类型元素元素分析性波长（分析性波长（nm）火焰类型火焰类型镉镉228.8乙炔空气，氧化型乙炔空气，氧化型铜铜324.7乙炔空气，氧化型乙炔空气，氧化型铅铅283.3乙炔空气，氧化型乙炔空气，氧化型锌锌213.8乙炔空气，氧化型乙炔空气，氧化型(3)校准曲线校准曲线 吸取混合标准溶液吸取混合标准溶液0mL，0.50mL，1.00mL，3.00mL，5.00mL和和10.00mL，分

41、别放入六个，分别放入六个100mL容量瓶中，用容量瓶中，用0.2硝酸稀释定容。此混合标准系列各金属的浓度见表硝酸稀释定容。此混合标准系列各金属的浓度见表3-4-16。接着按样品测定的步骤测量吸光度，用经空白校正的各标准接着按样品测定的步骤测量吸光度，用经空白校正的各标准的吸光度对相应的浓度作图，绘制校准曲线。的吸光度对相应的浓度作图，绘制校准曲线。表表3-4-16 标准系列的配制和浓度标准系列的配制和浓度(定容体积定容体积100mL )混合标准使用溶液混合标准使用溶液体积（体积（mL）00.501.003.005.0010.00标准系列各金标准系列各金属浓度属浓度（mg/L）镉镉00.050.

42、100.300.501.00铜铜00.250.501.502.505.00铅铅00.501.003.005.0010.00锌锌000.050.100.501.00计算计算 式中：式中：m从校准曲线上查出或仪器直接读从校准曲线上查出或仪器直接读 出的被测金属量出的被测金属量(g)； V分析用的水样体积分析用的水样体积(mL)。（以下略）（以下略）VmLmg)/(被测金属例例4 铜、锌、镉、铬、锰及镍铜、锌、镉、铬、锰及镍 空气和废气监测分析方法空气和废气监测分析方法编委会编委会 编编空气和废气监测分析方法空气和废气监测分析方法 （第四版）（第四版）第三篇第三篇 空气质量监测空气质量监测第二章第二

43、章 颗粒物及其元素颗粒物及其元素原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法(B)原理原理 采集在过氯乙烯滤膜上的颗粒物，用硫酸采集在过氯乙烯滤膜上的颗粒物，用硫酸灰化法消化，制备成样品溶液，然后将溶液引灰化法消化，制备成样品溶液，然后将溶液引入火焰或石墨炉原子化器内，用入火焰或石墨炉原子化器内，用标准曲线法或标标准曲线法或标准加入法测定溶液中各元素的浓度准加入法测定溶液中各元素的浓度。 除镉外，其他元素均未见到明显的干扰。测除镉外，其他元素均未见到明显的干扰。测定镉时，可用定镉时，可用碘化钾甲基异丁基酮碘化钾甲基异丁基酮(KIMIBK)进行萃取分离以消除干扰。如用石墨炉测定，则进行萃取分离以消除干扰

44、。如用石墨炉测定，则可用氘灯扣除背景，消除干扰可用氘灯扣除背景，消除干扰。 各元素测定范围见表各元素测定范围见表3-2-24(按采样按采样10m3，定容，定容10mL计计)。表表3-2-24 各元素测定范围各元素测定范围(火焰原子吸收法火焰原子吸收法)*经经KI-MIBK萃取测定。萃取测定。元素元素CuZnCd*CrMnNi测定范围测定范围（g/m3）0.280.33 0.050.5 0.450.25 0.55仪器仪器 总悬浮颗粒物采样器：大流量采样器或中流量采样器。总悬浮颗粒物采样器：大流量采样器或中流量采样器。马弗炉。马弗炉。铂坩埚或裂解石墨坩埚：铂坩埚或裂解石墨坩埚：2030mL。原子吸

45、收分光光度计：具有火焰、石墨炉原子化器。原子吸收分光光度计：具有火焰、石墨炉原子化器。步骤步骤 (1)原子吸收分光光度法工作条件原子吸收分光光度法工作条件火焰原子吸收分光光度法工作条件，见表火焰原子吸收分光光度法工作条件，见表3-2-25。表表3225 3225 火焰原子吸收分光光度法工作条件火焰原子吸收分光光度法工作条件元素元素波长波长(nm)狭缝狭缝(nm)灯电流灯电流(mA)火焰类型火焰类型线性范围线性范围(g/mL)CdCrCuMnNiZn228.8357.9324.7279.5232.0213.90.70.70.70.20.20.7220661215贫燃焰富燃焰贫燃焰贫燃焰中性焰贫燃

46、焰0.210.550.580.550.550.23石墨炉原子吸收分光光度法工作条件，见下表。石墨炉原子吸收分光光度法工作条件，见下表。表表3-2-26 3-2-26 石墨炉原子吸收分光光度法工作条件石墨炉原子吸收分光光度法工作条件元素（波长，元素（波长，nm）Cd（228.8）Cr（357.9）Ni（232.0）1234干燥（干燥（/s）灰化（灰化（/s）原子化（原子化（/s）热除（热除（/s）线性范围（线性范围（ng/mL）背景（氘灯）背景（氘灯）150/15350/301700/62000/50.12.0扣150/151000/302600/62700/51.050不扣150/151100

47、/302600/62700/520400不扣 (2)标准曲线的绘制标准曲线的绘制 取八个取八个100mL100mL容量瓶，按照表容量瓶，按照表3-2-273-2-27配制各待测元素的标准配制各待测元素的标准系列，并按照原子吸收分光光度法的工作条件，测定吸光度。以系列，并按照原子吸收分光光度法的工作条件，测定吸光度。以吸光度对各相应元素的浓度吸光度对各相应元素的浓度(g/mL)(g/mL)，绘制标准曲线。，绘制标准曲线。表表3-2-27 3-2-27 六元素混合标准系列六元素混合标准系列瓶号瓶号01234567Cd 标准使用液（标准使用液（mL） 镉浓度（镉浓度（g/mL）Cr 标准使用液（标准

48、使用液（mL） 铬浓度（铬浓度（g/mL）Cu标准使用液（标准使用液（mL） 铜浓度（铜浓度（g/mL）Mn标准使用液（标准使用液（mL） 锰浓度（锰浓度（g/mL）Ni标准使用液（标准使用液（mL） 镍浓度（镍浓度（g/mL）Zn标准使用液（标准使用液（mL） 锌浓度（锌浓度（g/mL） 水（水（mL）0000000000001000.200.200.500.500.500.500.500.500.500.500.200.2097.60.300.301.001.001.001.001.001.001.001.000.400.4095.30.400.401.501.502.002.001.50

49、1.501.501.500.600.6092.50.400.502.002.003.003.002.002.002.002.000.800.8089.70.600.603.003.004.004.003.003.003.003.001.001.0085.40.800.804.004.005.005.004.004.004.004.002.002.0080.21.001.005.005.008.008.005.005.005.005.003.003.0073.0(3)样品测定样品测定 样品溶液制备，硫酸样品溶液制备，硫酸- -灰化法灰化法（略）（略） 按与标准曲线绘制相同的仪器工作条件测定样按与

50、标准曲线绘制相同的仪器工作条件测定样品溶液的吸光度。品溶液的吸光度。 取同批号、等面积的空白滤膜，按样品测定步取同批号、等面积的空白滤膜，按样品测定步骤测定空白值。骤测定空白值。 计算计算 以铜为例：以铜为例： 式中：式中：C样品溶液中铜浓度，样品溶液中铜浓度，g/mL； C0空白溶液中铜浓度，空白溶液中铜浓度，g/mL； V样品溶液体积，样品溶液体积，mL； St样品滤膜总面积，样品滤膜总面积，cm2； Vn标准状态下的采样体积，标准状态下的采样体积，m3； Sa测定时所取样品滤膜面积，测定时所取样品滤膜面积，cm2。atnSSVVCCmmgCu1000)()/,(03铜例例5 铍铍 水和废

51、水监测分析方法水和废水监测分析方法编委会编委会 编编水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法 （第四版）（第四版）第三篇第三篇 综合指标和无机污染物综合指标和无机污染物第四章第四章 金属及其化合物金属及其化合物n 铍铍(Be)(Be)及其化合物毒性极强，即使是极少量也及其化合物毒性极强，即使是极少量也会由于局部刺激而伤害皮肤、粘膜，使结膜、角膜会由于局部刺激而伤害皮肤、粘膜，使结膜、角膜发生炎症，引起肺气肿、肺炎等。因为铍的毒性极发生炎症，引起肺气肿、肺炎等。因为铍的毒性极强而持续作用又强，即使是痕迹量也可使人中毒，强而持续作用又强，即使是痕迹量也可使人中毒，吸入较高量铍会中毒致死。吸入较高量

52、铍会中毒致死。n 铍及化合物可用于制造特种钢材，用于核动力工程、火铍及化合物可用于制造特种钢材，用于核动力工程、火箭和飞机的制造。铍合金也广泛用于电子工业和仪表零件的箭和飞机的制造。铍合金也广泛用于电子工业和仪表零件的生产。因此，铍的工业污染主要来自冶炼、采矿以及特种材生产。因此，铍的工业污染主要来自冶炼、采矿以及特种材料、无线电器材和仪表零件的生产废水。料、无线电器材和仪表零件的生产废水。n 天然水中含铍极低。天然水中含铍极低。 方法选择方法选择 n 石墨炉原子吸收分光光度法石墨炉原子吸收分光光度法灵敏度较高，但基体灵敏度较高，但基体干扰比较复杂，适合分析清洁水。干扰比较复杂，适合分析清洁水

53、。n活性炭吸附分离活性炭吸附分离-铬天菁铬天菁S分光光度法分光光度法适合分析工适合分析工业废水和受铍污染的水。业废水和受铍污染的水。n等离子发射光谱法等离子发射光谱法灵敏度较高，干扰也小，适合灵敏度较高，干扰也小，适合于水和废水的测定。于水和废水的测定。石墨炉原子吸收法石墨炉原子吸收法(A) 方法原理方法原理 水样中的铍在热解石墨管中被加热原子化，水样中的铍在热解石墨管中被加热原子化，以铍空心阴极灯作光源，在以铍空心阴极灯作光源，在234.9nm234.9nm波长进行定量波长进行定量分析。分析。干扰及消除干扰及消除 n 较多的阳离子对本方法有不同程度的干扰。较多的阳离子对本方法有不同程度的干扰

54、。n 铝的浓度为铝的浓度为1000mg/L，硫酸含量为，硫酸含量为2时背景吸收严时背景吸收严重，应在水样中加入相应的钙和硫酸进行基体校正。重，应在水样中加入相应的钙和硫酸进行基体校正。n 本方法允许存在干扰离子的浓度本方法允许存在干扰离子的浓度(mg/L)为：钾为：钾700，钠，钠1600，镁，镁700，钙，钙80，锰，锰100，铬，铬50，铁，铁5。方法的适用范围方法的适用范围 n本方法的最低检测浓度为本方法的最低检测浓度为0.04g/L ， 测定上限为测定上限为4g/L。n 可用于含铍的水及工业废水的分析。可用于含铍的水及工业废水的分析。 仪器仪器 原子吸收分光光度计，带石墨炉和背景校正器

55、。原子吸收分光光度计，带石墨炉和背景校正器。热解石墨管。热解石墨管。仪器参数：灯电流仪器参数：灯电流12.5mA，波长，波长234.9nm，通带宽度，通带宽度1.3nm。石墨炉加热程序，如表石墨炉加热程序，如表3-4-12所示。所示。表表3-4-12 3-4-12 石墨炉加热程序石墨炉加热程序阶段阶段温度温度()时间时间(s)阶段阶段温度温度()时间时间(s)干燥干燥灰化灰化801206006002010原子化原子化清除清除260026002800280052步骤步骤 (1)试样制备试样制备 清洁水样和一般废水样品可直接进行分析。取适量含铍样品清洁水样和一般废水样品可直接进行分析。取适量含铍样

56、品(0.04g)(0.04g)置于置于10mL10mL比色管中，加入比色管中，加入1.01.010104 4mg/Lmg/L铝溶液铝溶液1.0mL1.0mL，硫酸硫酸0.2mL0.2mL，稀释至标线。，稀释至标线。(2)试样的测量试样的测量 选择最佳仪器参数，将上述试液注入石墨炉内进行测量，记选择最佳仪器参数，将上述试液注入石墨炉内进行测量，记下吸光度，并作空白校正。下吸光度，并作空白校正。(3)校准曲线的绘制校准曲线的绘制 于于6 6个个10mL10mL比色管中，分别加入比色管中，分别加入0.10g/mL0.10g/mL铍标准溶液铍标准溶液0 0、0.050.05、0.100.10、0.20

57、0.20、0.300.30、0.40mL0.40mL。以下按试样步骤操作，以吸。以下按试样步骤操作，以吸光度对其浓度绘制校准曲线。光度对其浓度绘制校准曲线。计算计算 式中：式中：m校准曲线查得的铍量校准曲线查得的铍量(g)； V取水样体积取水样体积(mL)。 VmLmgBe)/,(铍例例6 砷砷 水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法编委会编委会 编编水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法 （第四版）（第四版）第三篇第三篇 综合指标和无机污染物综合指标和无机污染物第四章第四章 金属及其化合物金属及其化合物n 砷砷(As)是人体非必需元素，是人体非必需元素，元素砷的毒性较低而砷的化合物元素砷

58、的毒性较低而砷的化合物均有剧毒均有剧毒，三价砷化合物比五价砷化合物毒性更强，且有机砷对，三价砷化合物比五价砷化合物毒性更强，且有机砷对人体和生物都有剧毒。人体和生物都有剧毒。n 砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体。如摄入量超过排砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体。如摄入量超过排泄量，砷就会在人体，特别是在毛发、指甲中蓄积，从而引起慢泄量，砷就会在人体，特别是在毛发、指甲中蓄积，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可长达几年甚至几十年。性砷中毒，潜伏期可长达几年甚至几十年。慢性砷中毒慢性砷中毒有消化系有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有致癌致癌作

59、用，能引起作用，能引起皮肤癌。在一般情况下，土壤、水、空气、植物和人体都含有微皮肤癌。在一般情况下，土壤、水、空气、植物和人体都含有微量的砷，对人体不会构成危害。砷是我国实施排放总量控制的指量的砷，对人体不会构成危害。砷是我国实施排放总量控制的指标之一。标之一。n 地表水中含砷量因水源和地理条件不同而有很大差异。淡水地表水中含砷量因水源和地理条件不同而有很大差异。淡水为为0.2230g/L，平均为，平均为0.5g/L，海水为，海水为3.7g/L。砷的污染主。砷的污染主要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、纺织、玻璃、要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、纺织、玻璃、制革等部门的

60、工业废水。制革等部门的工业废水。方法选择方法选择 n 测定砷的两个测定砷的两个比色法比色法，其原理相同，具有类似的选择性。，其原理相同，具有类似的选择性。但但新银盐分光光度法新银盐分光光度法测定快速、灵敏度高，适合于水和废水测定快速、灵敏度高，适合于水和废水中砷的测定，特别对天然水样，是一值得选用的方法。而中砷的测定，特别对天然水样，是一值得选用的方法。而二二乙氨基二硫代甲酸银光度法乙氨基二硫代甲酸银光度法是一经典方法，适合分析水和废是一经典方法，适合分析水和废水，但使用三氯甲烷，会污染环境。水，但使用三氯甲烷，会污染环境。n 氢化物发生原子吸收法氢化物发生原子吸收法是将水和废水中的砷以氢化物