环境复杂基体样品石墨炉原子吸收分析的快速样品前处理技术和应用实例

1、武汉, 29th Mar. 2011环境复杂基体样品石墨炉原子吸收分析的快速样品前处理技术和应用实例珀金埃尔默仪器(上海) 现代环境分析特点基体复杂，涉及种类多：废水、土壤、大气、生物、有机等多种类型要测量的元素多，样品多仪器分析结果的稳定性和可靠性一、环境监测的对象环境监测的对象，通常包括污染源和环境状况两个方面。主要是对进入环境的各种污染物质进行监测。（一）污染源污染源通常包括如下几种：工业污染源（主要监测对象）。当前我国规定工业污染源包括烟尘、工业废气、工业废水、工业废渣等。交通污染源。农业污染源。医院污染源。城市污染源。污水灌溉污染源。（二）环境状况环境状况一般包括下列几方面：水体。包

2、括地面水（江、河、湖、水库、灌渠等水体的水质与水生生物）、地下水、海域、沿海滩涂、饮用水源。大气。噪声。土壤。作物。水产品。畜产品。放射性物质。电磁波。地面下沉。11土壤盐碱化、沙漠化。12森林植被。13自然保护区。二、环境监测的内容环境监测的内容，决定于监测的目的。一般说来，具体的监测内容，应根据所在地区已知的或预计可能出现的污染物质的情况，被监测的环境要素的用途，以及环境标准的要求来决定。同时为了评价测定结果和估计污染扩散状况，还必须测定一些气象参数或水文参数。（一）大气监测内容（二）水质监测内容（三）底质监测内容（四）土壤和植物监测内容分析的元素18分析的元素31分析的元素23Test

3、Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical Methods中国环境标准国家环境质量标准GB 3838-2002 地表水环境质量标准GB/T14848-93 地下水环境质量标准GB 3095-96 环境空气质量标准GB 3097-97 海水质量标准GB 15618-95 土壤环境质量标准国家排放标准GB 8978-96 污水综合排放标准GB 16297-96大气污染综合排放标准GB 16889-97生活垃圾填埋污染控制标准 How to choose which technique?How Many Samples?How Much

4、 Sample?Which Elements?What Levels?Flame AA,Furnace AA, AFS DRS、ICP-OES、or ICP-MS?four simple questions to askAA与ICP-OES,ICP-MS的检出限之比較表目前样品前处理常用的几种方法1.湿法消解：1) 硝酸+高氯酸；2) 硝酸+氢氟酸+高氯酸；3) 硝酸(不完全消解) 湿法消解是经典的样品前处理方法，其要求在消解过 程中尽量少带入试剂空白和少造成样品损失，对于易消解 的样品快速方便。但缺点是易造成污染(如试剂、器皿等)。 2.干法消解： 马孚炉 其优点是几乎没有试剂污染，但缺点是

5、时间长，不适合易挥发性元素。3.压力消解罐消解法4.微波消解：高压微波炉 优点是酸用量少，引入空白少，易挥发元素没有损失。 缺点是石墨炉分析必须赶酸。5.炉内消解： 指直接石墨炉进样分析 优点是不会引入污染，但缺点是基体干扰大，样品均匀 性问题。直接分析是指：只要是液体样品或悬浮样品，仪器 具有很好的扣背景抗干扰能力（如塞曼扣背景，峰计算方式， 空心阴极灯等）。不完全消化目的：大大减少样品前处理时间，至少可以节省75%的时间。不完全消化依据：主要是利用了先将固体样品转化为溶液，再就是利用了样品在石墨 炉里的干燥、灰化（包括预灰化）、原子化等步骤，达到将样品 消化、分离，最终获得分析结果。方法：

6、水溶性固体样品，用配好的1%硝酸+0.1%曲拉通溶液在500mL洗瓶中，直接用一定的容器将待测样品稀释至需要的体积。难溶性固体样品，一般用稀硝酸，如：1+1硝酸；或:用浓硝酸；或: 浓硝酸+氢氟酸（一般5mL)。将样品溶解后，适当赶酸（根据加入的酸量）至1mL以下。前提是保证样品完全消解。用配好的1%硝酸+ 0.1%曲拉通溶液在500mL洗瓶中，将待测样品稀释至需要的体积。利用石墨炉的扣背景能力；适当的基体改进剂，一般是：0.1%硝酸钯+0.06%硝酸镁；通空气除碳等技术。选择标准加入法原子吸收光谱仪低噪声固体检测器原子化器元素灯光谱仪石墨炉直接进样测定液体样品中的金属元素 样品在石墨管中通过

7、干燥、灰化、原子化等步骤达到消化、分离、最终获得分析结果。优点：无需消化，可以直接分析液体样品等。检出限低，ppb级，所需样品 量少等。 PEAA拥有多项独特的石墨炉技术1.THGA(横向加热)石墨炉2.专利的纵向交流zeeman效应背景校正ASCOM石墨炉电源4.专利的TTC(真实温度控制)技术,石墨炉温度准确到10, 重现性好 ,石墨管损坏自动报警,原子化阶段内管自动停气氩气耗量8.独特的通空气技术，消除有机物、氯化物等的干扰9.专利的BOC(自动基线调零)技术,每次测定读数前，自动进行零点漂移校正,克服由于灯、电路漂移或石墨炉两边石英窗变脏引的零点变化，长时间测定稳定性好 氩气空气横向塞

8、曼效应S极N极I-ss+p原子云In0nn0n无磁场B需要一个固定或旋转极化棱镜进行偏振光调制旋转极化棱镜偏振光调制产生了光子噪声使得光源辐射的特征光能量损失约40在使用旋转极化棱镜偏振光调制交变磁场横向塞曼效应系统中，谱线干扰依然存在这些谱线干扰的存在使得吸收信号减小，或过校正而出现负的吸收信号灵敏度不如纵向塞曼效应的高横向塞曼系统的缺点纵向塞曼效应I-ss+原子云IS极N极B无磁场nnn0n纵向塞曼效应的优点Advantages of Longitudinal 塞曼效应无需对光源进行偏振化调制到达检测器的光强度更高更优异的灵敏度和检出限更好的校准线性PEAA仪器推荐条件 约300，斜口朝外

9、长约斜口尽量与石墨管内壁相切 PEAA石墨炉准备进样针在石墨管8/10等份处 石墨炉分析 a)特征质量 b)灵敏度检查 c)基体改进剂配制 d)进样针调节 e)仪器推荐条件 f)STPF基体改进剂实验条件的优化1、理想的峰型是正态分布，一般在1秒左右出峰最好理想的峰型实验条件的优化可能原因是：空白高了（石墨管有记忆）；或实验条件不好，造成低点损失。可能原因是：浓度太高；或实验条件不好，造成高点损失；或样品含有氯化物等。实验条件的优化饮用水中铜的精密度和准确度测定饮用水中铜的精密度和准确度测定饮用水中铜的精密度和准确度测定无机元素如何实现快速准确分析1、首先是：准确 2.1 无需、或简单样品前处

10、理： 直接进样（石墨炉）2、快速 2.2 快速自动进样器： SC-AST 2.3 多元素同时分析：ICP、ICP-MS 油样中铅石墨炉直接测定 水中四乙基铅石墨炉萃取测定 传统油品分析方法1、用MIBK（甲基异丁基酮）稀释，火焰原子吸收直接分析 该法在测定过程中出现标准溶液灵敏度不高，尤其是测值难稳定 等问题，主要影响因素是：(1)标准溶液需即配即用；(2)标准溶液 见光或贮存后易褪色及发生变化，需用棕色容量瓶配制 2、经湿法或干法处理后，再用原子吸收分析 此方法处理样品会造成样品的损失，导致结果偏低 3、用航空煤油稀释十倍，ICP-OES直接分析4、X-射线法、ICP-MS法等 油品中的铅1

11、. 有机标样配制：称取一定量有机标样，用MIBK稀释至浓度为50ng/g2. 基体改进剂：称取一定量的, 如: 1%Pd和1%Mg(NO3)2，用1%硝酸无水乙 醇稀释至浓度为0.1%Pd和0.06%Mg(NO3)23、稀释液：MIBK4、清洗液：无水乙醇油品中的铅结果34水中四乙基铅三氯甲烷萃取后石墨炉直接分析海水中铅石墨炉直接、萃取测定海水样品：用1%硝酸去离子水+5%NH4NO3 将海水稀释2-5倍, 待测. 基体改进剂用: 0.1%硝酸钯(B0190635) 0.06%硝酸镁(B0190634) 5%NH4NO3 5uL海水样品中铅的测定条件及结果氩气空气 海水中铅萃取测定 按照国标海

12、水监测规范，第四部份海水分析方法，用MIBK等试剂萃取后，直接用石墨炉分析，检出限可以达到ppt.1. 标样配制：同样品前处理。2. 基体改进剂：移取一定量的, 如: 1%Pd和1%Mg(NO3)2，用1%硝酸无 水乙醇稀释至浓度为0.1%Pd和0.06%Mg(NO3)23. 稀释液: MIBK4. 清洗液：无水乙醇土壤中镉硝酸快速消解石墨炉测定 称取约土壤样品于聚四氟乙烯烧杯中，用适量水湿润，加入10mL浓硝酸于电热板上130150慢慢加热消解至小于1mL，取下稍冷，用去离子水定容至25mL，摇匀静置，取上清液待测不完全消化法在石墨炉分析中的应用不完全消化目的：就是可以大大减少样品前处理时间

13、，至少可以节省75%的时间。不完全消化依据：主要是利用了先将固体样品转化为溶液，再就是利用了样品在石墨 炉里的干燥、灰化（包括预灰化）、原子化等步骤，达到将样品 消化、分离，最终获得分析结果。方法：水溶性固体样品，用配好的1%硝酸+0.1%曲拉通溶液在500mL洗瓶中，直接用一定的容器将待测样品稀释至需要的体积。难溶性固体样品，一般用稀硝酸，如：1+1硝酸；或:用浓硝酸；或: 浓硝酸+氢氟酸（一般5mL)。将样品溶解后，适当赶酸（根据加入的酸量）至1mL以下。前提是保证样品完全消解。用配好的1%硝酸+0.1%曲拉通溶液在500mL洗瓶中，将待测样品稀释至需要的体积。利用石墨炉的扣背景能力；适当的基体改进剂，一般是：0.1%硝酸钯+0.06%硝酸镁；通空气除碳等技术。选择标准加入法固体样品不完全消化法测已知值Pb 加适量水湿润+5mL浓硝酸电热板150消化时间约30 50min10mL浓硝酸+2mL高氯酸, 后又补加了5mL硝酸电热板150 180消化时间约120 210min不完全消化完全消化注：头发几乎完全消化；大米、奶粉、