李東俊

（河南省周口水文水資源勘測(cè)局 周口 466000）

原子熒光光譜測(cè)定中干擾因素的探討

李東俊

（河南省周口水文水資源勘測(cè)局 周口 466000）

原子熒光光譜儀逐步進(jìn)入環(huán)境樣品監(jiān)測(cè)、衛(wèi)生防疫、食品衛(wèi)生檢驗(yàn)、藥品檢驗(yàn)、城市給排水檢驗(yàn)、化妝品檢驗(yàn)、環(huán)保等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，其以譜線簡(jiǎn)單、靈敏度高、檢出限低、適用于多元素同時(shí)分析的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際監(jiān)測(cè)過程干擾因素是大家討論的熱點(diǎn)問題，本文對(duì)原子熒光光譜法測(cè)定中干擾問題進(jìn)行了分析和探討。

雙道原子熒光 汞 漂移 波動(dòng)

原子熒光光譜法（AFS）是原子光譜法中的一個(gè)重要分支。由于原子熒光光譜法具有譜線簡(jiǎn)單、靈敏度高、檢出限低、適用于多元素同時(shí)分析的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測(cè)、衛(wèi)生防疫、食品衛(wèi)生檢驗(yàn)、藥品檢驗(yàn)、城市給排水檢驗(yàn)、化妝品檢驗(yàn)、土壤飼料肥料檢驗(yàn)、臨床醫(yī)學(xué)樣品檢驗(yàn)、農(nóng)產(chǎn)品檢驗(yàn)、地質(zhì)普查、冶金樣品、教學(xué)研究、環(huán)保等領(lǐng)域。然而干擾原子熒光光譜法測(cè)定的因素很多，包括光源漂移和波動(dòng)、試劑、氣源等。本文以北京吉天儀器有限公司生產(chǎn)的AFS-920為例，針對(duì)各種干擾因素加以分析探討。

1 汞燈漂移與波動(dòng)

光源是原子熒光光譜儀中的一個(gè)重要部分，其光強(qiáng)的穩(wěn)定性直接影響著儀器測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。目前在國內(nèi)外生產(chǎn)的原子熒光光譜儀中，均以空心陰極燈作為光源，空心陰極燈穩(wěn)定性優(yōu)于無極放電燈，但是空心陰極燈尤其是汞燈，隨環(huán)境溫度的變化其光強(qiáng)度變化很大，且為非線性變化。因此，光源的不穩(wěn)定成了進(jìn)一步提高儀器性能指標(biāo)的一個(gè)瓶頸。這是由于汞元素?zé)舻年帢O材料本身的物理性質(zhì)導(dǎo)致的，如果單次測(cè)量時(shí)間過長，由于光源的漂移，隨著時(shí)間的的推移，樣品空白、樣品含量也會(huì)增大。

1.1 預(yù)熱時(shí)間

儀器的光源，一般都需要開機(jī)預(yù)熱，才能達(dá)到熱平衡狀態(tài)，儀器才能穩(wěn)定?？梢圆扇〈箅娏黝A(yù)熱，小電流實(shí)測(cè)。原子熒光光度計(jì)也不例外。儀器自動(dòng)空載運(yùn)行20min左右，或更長時(shí)間，來預(yù)熱元素?zé)簦行﹥x器不運(yùn)轉(zhuǎn)元素?zé)羝鸩坏筋A(yù)熱作用，有些儀器開機(jī)點(diǎn)亮元素?zé)艟涂梢灶A(yù)熱元素?zé)?。因?yàn)榍?0min之內(nèi)，汞燈是不穩(wěn)定的，是波動(dòng)的，一般空載做30個(gè)樣品左右，大約20min左右，汞燈才開始趨于穩(wěn)定。這時(shí)汞元素?zé)舨▌?dòng)較小，但隨著時(shí)間的推移，漂移會(huì)越來越大，且非線性。

1.2 溫度、濕度

原子熒光分光度計(jì)是比較精密的儀器，外部工作環(huán)境對(duì)其有很大的影響，尤其是溫度、濕度、電源等是影響氫化反應(yīng)的重要因素。溫度對(duì)儀器的穩(wěn)定性有很大影響，低溫環(huán)境需要更長的預(yù)熱時(shí)間。溫度過低，氫化反應(yīng)的速度、效率降低，測(cè)量穩(wěn)定性變差，易產(chǎn)生波動(dòng)；溫度過高則氫化反應(yīng)加劇，樣品不穩(wěn)定，儀器容易漂移過大，且還原劑易分解，同樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的穩(wěn)定性變差，引起波動(dòng)。濕度過大，會(huì)引起散射干擾，引起波動(dòng)，還會(huì)造成熒光猝滅導(dǎo)致熒光信號(hào)降低。另外，分析儀器的供電電壓其充許波動(dòng)范圍在198～242V之間，過高或過低的供電電壓都會(huì)影響測(cè)量的穩(wěn)定性，儀器周圍無強(qiáng)磁場(chǎng)，無大功率用電設(shè)備。儀器的工作溫度15℃～30℃，濕度≤75%。

2 試劑

原子熒光分析方法對(duì)所用試劑的純度有著嚴(yán)格的要求，實(shí)驗(yàn)室所用的氣源、水、各種試劑，在實(shí)驗(yàn)過程中所用的試劑必須保證不含或少含被測(cè)元素及干擾元素。

2.1 水

原子熒光分析方法對(duì)所用的水的純度建議使用阻值在18MΩ以上的純凈水。

2.2 酸

實(shí)驗(yàn)所用的酸均應(yīng)是優(yōu)級(jí)純或更高純度的酸，因?yàn)檫@些酸中常含有雜質(zhì)（砷、汞、鉛等），不同程度含有可檢測(cè)的元素，會(huì)產(chǎn)生背景干擾，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，必須采用較高純度的酸。按標(biāo)準(zhǔn)空白的酸度在儀器上進(jìn)行測(cè)試，選用熒光強(qiáng)度較低的酸。

2.3 其他試劑

推動(dòng)社會(huì)主義文化大發(fā)展大繁榮，隊(duì)伍是基礎(chǔ)，人才是關(guān)鍵。因此，建設(shè)一支規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的美術(shù)創(chuàng)作與理論研究人才隊(duì)伍，抓好后備人才培養(yǎng)，形成薪火相傳的人才梯隊(duì)，是推動(dòng)漓江畫派科學(xué)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的重中之重和當(dāng)務(wù)之急，從這個(gè)意義上講，重視并加強(qiáng)漓江畫派人才隊(duì)伍建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在實(shí)驗(yàn)中用到的其他試劑，如硫尿、抗壞血酸、鹽酸氫氨、溴酸鉀、溴化鉀、硼氫化鉀，一般選用優(yōu)級(jí)純?cè)噭饸浠浺笥脙?yōu)級(jí)純，其含量要≥95%。在氫化物—原子熒光分析實(shí)驗(yàn)中，不僅要考慮試劑的純度，還要考慮到試劑中干擾元素的含量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

3 氣源

原子熒光分析方法所用的載氣可用氮?dú)饣驓鍤?，因?yàn)闅鍤忪`敏度優(yōu)于氮?dú)猓瑲饴废到y(tǒng)多采用氬氣。氬氣的純度要求99.99%以上，純度不高不僅會(huì)造成空白值偏高，且會(huì)使儀器穩(wěn)定性變差。

4 儀器污染

原子熒光光度計(jì)是用來進(jìn)行痕量分析的儀器，如果進(jìn)行了含量很高的樣品測(cè)試，勢(shì)必會(huì)造成儀器的污染。汞吸附力強(qiáng)，要用載流清洗至接近標(biāo)準(zhǔn)空白，否則對(duì)后續(xù)的測(cè)試影響較大。應(yīng)盡量將含量高的樣品進(jìn)行稀釋后測(cè)量，如果進(jìn)行了高含量樣品的測(cè)量，要立即清洗系統(tǒng)的管道和原子化器。由于儀器長時(shí)間運(yùn)行，原子化器的石英爐芯會(huì)有固體結(jié)晶，取下來在硝酸洗液中浸泡，沖冼干凈后重新安裝。

5 干擾的消除

汞燈的漂移分為以下幾種情況。第一種漂移：將燈拔掉或用紙板擋住A、B道燈透鏡，不進(jìn)樣，空啟動(dòng)，看儀器本底熒光強(qiáng)度是否有漂移，如有，則為儀器本身的熱漂移；第二種漂移：加燈，不進(jìn)樣，空啟動(dòng)，看儀器熒光強(qiáng)度是否有漂移，如有，則為所對(duì)應(yīng)的那道燈產(chǎn)生的漂移；第三種漂移：讓儀器進(jìn)樣，實(shí)際測(cè)量，看儀器熒光強(qiáng)度是否有漂移，如有，則有可能其他原因引起的漂移。

5.1 斜率校正法

部分儀器公司生產(chǎn)的系列原子熒光儀器中，系統(tǒng)軟件中有一項(xiàng)功能“斜率校正”，其校正依據(jù)是假設(shè)光源的漂移導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率發(fā)生漂移，通過重測(cè)空白和某單點(diǎn)濃度，一般是原標(biāo)準(zhǔn)曲線的中間點(diǎn)，來重新擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線，比較新舊兩條標(biāo)準(zhǔn)曲線漂移量，按所測(cè)樣品的個(gè)數(shù)比例校正斜率漂移量，然后用校正后的斜率對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線來重新計(jì)算已測(cè)的樣品的濃度。這種斜率校正法，斜率校正時(shí)間不能太長，一般做二三十個(gè)樣品就需要校正一次。但時(shí)這種校正方法誤差較大，除非光源漂移太大，一般情況下不建議使用此方法。

如果單次測(cè)量樣品個(gè)數(shù)過多，單次測(cè)量時(shí)間過長，汞元素隨著時(shí)間的推移，漂移量會(huì)越來越大，為了減少汞元素?zé)羝茙淼恼`差，可先做一個(gè)樣品空白，作為“樣品空白1”，隔20個(gè)樣品左右，再做一個(gè)樣品空白，作為“樣品空白2”。前1～20的樣品屬性的樣品空白選“樣品空白1”，21～40的樣品屬性的樣品空白選“樣品空白2”，依次類推。這樣可以有效地減少漂移帶來的誤差。

5.3 外加裝置減少漂移與波動(dòng)

部分從事原子熒光光譜研發(fā)的廠家，也生產(chǎn)許多外加裝置，可以有效地減少漂移與波動(dòng)帶來的誤差。目前有一種汞元素?zé)舴€(wěn)定裝置，包括位于汞元素?zé)敉飧采w外的加熱器，在加熱器與汞元素?zé)糁佑|的一面設(shè)置的測(cè)溫裝置和與測(cè)溫裝置連接的控溫表。該裝置將汞元素?zé)艉愣ㄔ谝欢囟认?，解決了汞元素?zé)魡蜗蚱频娜秉c(diǎn)，還顯著提高了汞元素?zé)舻膹?qiáng)度。

5.4 雙光束雙檢測(cè)器扣除光源漂移和波動(dòng)

目前，國內(nèi)原子熒光儀器研制無論技術(shù)水平還是生產(chǎn)規(guī)模，在我國原子熒光行業(yè)都處于領(lǐng)先地位，國內(nèi)的一些先進(jìn)的原子熒光廠家，在一些新型原子熒光光譜儀中，采用原子熒光雙光束雙檢測(cè)器技術(shù)，克服了光源的漂移和波動(dòng)，提高了儀器的穩(wěn)定性和可靠性。在實(shí)際的檢測(cè)過程中，光源的漂移既不是線性的，也不是單向的，而雙光束雙檢測(cè)器有效地消除光源的漂移，又能實(shí)時(shí)反映出樣品測(cè)量過程中光源脈動(dòng)，很好地克服了原子熒光光譜儀中光源的不穩(wěn)定性■