時(shí) 亮，隋 欣

（1.大慶中安安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)有限公司，黑龍江 大慶 163318；2. 東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 大慶 1633 18）

電感耦合高頻等離子體光源(Inductively Coupled Plasma torch，簡(jiǎn)稱ICP 或ICPT)分析技術(shù)作為分析化學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，其發(fā)展前沿與分析化學(xué)的前沿領(lǐng)域是吻合的。ICP 作為廣義的光譜分析光源有其自身的發(fā)展特點(diǎn)和規(guī)律，因此總結(jié)近幾年來(lái)ICP 的應(yīng)用和最新研究進(jìn)展，有助于了解ICP 的發(fā)展現(xiàn)狀，使ICP 更好地承擔(dān)分析測(cè)試的重任。

1 電感耦合高頻等離子體(ICP)

等離子體(Plasma)是指電子和離子的濃度處于平衡狀態(tài)時(shí)電離的氣體。這種氣體中不僅含有中性原子和分子，而且含有大量的電子和離子，因而等離子體是電的良導(dǎo)體，由于等離子體的正、負(fù)電荷密度幾乎相等，所以從整體上來(lái)看是呈電中性的。

ICP 裝置由高頻發(fā)生器和感應(yīng)圈、炬管和供氣系統(tǒng)、試樣引入系統(tǒng)3 部分組成。高頻發(fā)生器的作用是產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)以供給等離子體能量。應(yīng)用最廣泛的是利用石英晶體壓電效應(yīng)產(chǎn)生高頻振蕩的他激式高頻發(fā)生器，其頻率和功率輸出穩(wěn)定性高，頻率多為27 50 MHz，最大輸出功率通常是2 4kW。

ICP 焰明顯地分為3 個(gè)區(qū)域：焰心區(qū)、內(nèi)焰區(qū)和尾焰區(qū)。焰心區(qū)呈白熾不透明，是高頻電流形成的渦電流區(qū)，溫度高達(dá)10000K。由于黑體輻射，氬或其它離子同電子的復(fù)合產(chǎn)生很強(qiáng)的連續(xù)背景光譜。試液氣溶膠通過(guò)該區(qū)時(shí)被預(yù)熱和蒸發(fā)，又稱預(yù)熱區(qū)。氣溶膠在該區(qū)停留時(shí)間較長(zhǎng)，約2ms。

內(nèi)焰區(qū)在焰心上方，在感應(yīng)線圈以上約10 20mm，呈淡藍(lán)色半透明狀，溫度約6000 8000K，試液中原子主要在該區(qū)被激發(fā)、電離，并產(chǎn)生輻射，所以它又稱測(cè)光區(qū)。試樣在內(nèi)焰處停留約1ms，比在電弧光源和高壓火花光源中的停留時(shí)間10-210-3ms 長(zhǎng)。這樣，在焰心和內(nèi)焰區(qū)試樣得到充分的原子化和激發(fā)，對(duì)測(cè)定有利。

尾焰區(qū)在內(nèi)焰區(qū)上方，無(wú)色透明，溫度較低，在6000K 以下，只能激發(fā)低能級(jí)的譜線。

2 原子發(fā)射光譜法

原子發(fā)射光譜分析(atomic emission spectrometry, AES)是根據(jù)待測(cè)物質(zhì)的氣態(tài)原子被激發(fā)時(shí)所發(fā)射的特征線狀光譜的波長(zhǎng)及其強(qiáng)度來(lái)測(cè)定物質(zhì)的元素組成和含量的一種分析技術(shù)[1]。原子發(fā)射光譜法可對(duì)約70 種元素（金屬元素及磷、硅、砷、碳、硼等非金屬元素）進(jìn)行分析，在一般情況下，用于1%以下含量的組分測(cè)定，檢出限可達(dá)10-6，精密度為±10%左右，線性范圍約2 個(gè)數(shù)量級(jí)。這種方法可有效地用于測(cè)量高、中、低含量的元素。

原子發(fā)射光譜法包括了3 個(gè)主要的過(guò)程：(1)由光源提供能量使樣品蒸發(fā)，形成氣態(tài)原子，并進(jìn)一步使氣態(tài)原子激發(fā)而產(chǎn)生光輻射；(2)將光源發(fā)出的復(fù)合光經(jīng)單色器分解成按波長(zhǎng)順序排列的譜線，形成光譜；(3)用檢測(cè)器檢測(cè)光譜中譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度。

由于待測(cè)元素原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)不同，因此發(fā)射譜線的特征不同，據(jù)此可對(duì)樣品進(jìn)行定性分析。而根據(jù)待測(cè)元素原子的濃度不同，因此發(fā)射強(qiáng)度不同，可實(shí)現(xiàn)元素的定量測(cè)定。

光譜分析儀器是由激發(fā)光源、分光系統(tǒng)和檢測(cè)器3 部分組成。常用的激發(fā)光源有電弧光源、電火花光源和電感耦合高頻等離子體光源(ICP)等。

3 電感耦合等離子體—原子發(fā)射光譜法的應(yīng)用

ICP-AES 是以高頻電磁感應(yīng)產(chǎn)生的高溫電感耦合等離子炬(ICP)為激發(fā)光源，樣品在高溫下氣化、原子化并被激發(fā)，不同的元素具有不同的特征譜線，根據(jù)元素的特征譜線和譜線的強(qiáng)度進(jìn)行定性和定量分析，具有快速、簡(jiǎn)便，檢出限低，靈敏度和精密度高，線性范圍寬，穩(wěn)定性好，選擇性好，基本效應(yīng)小且可以有效校正，可同時(shí)進(jìn)行多元素分析，易于實(shí)現(xiàn)分析自動(dòng)化等特點(diǎn)。

由于ICP-AES 法檢出限低，測(cè)試范圍廣，動(dòng)態(tài)線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于含量范圍寬、精度要求高的技術(shù)領(lǐng)域，如食品、衛(wèi)生、醫(yī)藥、化妝品、土壤、鋼鐵、冶金、電力等精密分析及基礎(chǔ)研究中。

3.1 動(dòng)植物分析的應(yīng)用

ICP-AES 與流動(dòng)注射分析(FIA)聯(lián)用在動(dòng)植物分析中應(yīng)用研究比較早，1981 年Jacintho 等人[2]利用FIA-ICP-AES 聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了果樹(shù)葉中10 種元素K、Ca、Mg、P、Fe、Al、Cu、Mn、Zn、B。取樣體積25 500μL，采樣率60 100 樣·h-1，變異系數(shù)RSD(related standard deviation 相對(duì)平均偏差)為1.4% 6%。

Faske 報(bào)道了用該技術(shù)測(cè)定牛肝中的Cu、Fe、Mn、Zn 等元素，取樣50μL，RSD%為1.9%。

1982 年，Alexander 等人[3]用FIA-ICP-AES 聯(lián)用技術(shù)測(cè)定了血清中Na、K、Ca、Mg、Fe 等微量元素，采樣體積10mL，采樣率240 次·h-1，RSD 為1.61% 8.01%。

1986 年，Tioh[4]用FIA-ICP-AES 聯(lián) 用 技 術(shù)測(cè)定甘油中低濃度的砷，測(cè)得As 的濃度范圍為0.12 3.0μg·mL-1，平均偏差為1.4%左右。

1991 年，Caroli 等人[5]用亞氨基二乙酸乙基纖維樹(shù)脂柱，2mol·L-1HNO3洗脫，在線預(yù)濃縮水、海水及尿中的Cd、Co、Cu、Pb，進(jìn)行ICP-AES 的測(cè)定。試樣通過(guò)速度10 12 次·h-1。

1993 年，林建明等人[6]借助C18 柱的FIAICP-AES 法分析了綠茶、紅茶、肉桂、鐵觀音浸取液中的Zn、Mn、Fe、Al 及Mg 的存在形態(tài)。

3.2 環(huán)境分析中的應(yīng)用

紀(jì)桂芬等[7]制定了用ICP-AES 法直接測(cè)定生活飲用水中鉛、鋇、鋁、硒、硼、鎳、鎘、釩8 種微量元素的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法，并利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值吻合，鉛、鋇、鋁、硒、硼、鎳、鎘、釩的檢出限分別 為0.8、0.8、0.6、0.6、0.6、0.2、0.6、0.6，這 種 方 法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2.00%，水樣加標(biāo)回收率為93.4% 106.4%。該法具有操作簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、可靠，檢出限低，多元素同時(shí)測(cè)定，樣品處理簡(jiǎn)單且不破壞樣品等優(yōu)點(diǎn)，是目前元素檢測(cè)分析方面較為理想的方法。

劉津紅等[8]建立了ICP-AES 測(cè)定硫化氫和總硫的方法。采樣時(shí)分別配制醋酸鋅溶液吸收硫化氫，過(guò)氧化氫和氫氧化鈉混合液吸收總硫，最終均被吸收并氧化成硫酸根離子，然后用ICP 定量測(cè)定，硫化氫和總硫的吸收轉(zhuǎn)化率大于95%，硫的測(cè)定波長(zhǎng)為180.73nm，最低檢測(cè)限為0.06mg·m-3，使用硫標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行驗(yàn)證，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%，加標(biāo)回收率為90% 110%，均符合要求。該法用于焦?fàn)t煤氣脫硫系統(tǒng)中硫化氫和總硫的測(cè)定，不僅簡(jiǎn)化了原有方法，縮短了采樣時(shí)間，增加了總硫和硫化氫的數(shù)據(jù)可比性，而且使ICP 法檢出能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)得到了充分發(fā)揮，并為該系統(tǒng)的運(yùn)行提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，經(jīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可推廣應(yīng)用于其它系統(tǒng)中總硫和硫化氫的測(cè)定。

范洪黎等[9]采用ICP-AFS 法測(cè)定了土壤和肥料中硼的含量，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品的驗(yàn)證，并與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相比較，符合度較高。該法準(zhǔn)確度和靈敏度高，操作簡(jiǎn)便快速，分析效率高，土壤和肥料中硼的檢出限分別為0.013mg·kg-1和0.26mg·kg-1[10]。

于學(xué)敏等用ICP-AES 分析了土壤中多種元素的含量。先稱取0.2000g 風(fēng)干土樣于聚四氟乙烯高壓溶樣器中，加2mL 的HNO3-HClO(HNO3+HClO為3+1)搖勻，再加2mL 濃HF，立即旋緊蓋，置于50 60℃烘箱中保持10h，冷卻后加20mL 14.4%的H3BO3，用于絡(luò)合過(guò)量的HF。用二次去離子水定容至50mL，立即全部轉(zhuǎn)移至塑瓶中(包括了極少量的不溶物)。在優(yōu)化的儀器條件下，用ICP-AES 測(cè)定Ca、Mg、Na、Ti、Fe、Mn、Sr、Ba、Cr、V 等含量。

謝華林用ICP-AES 法測(cè)定了大氣顆粒物中的金屬元素。使用微孔濾膜收集環(huán)境空氣中的金屬元素，樣品消化后用ICP-AES 法測(cè)定了Cr、Cu、Pb、Mn、Zn、Ni、Fe，各元素間基本無(wú)干擾，RSD(n=10)在0.48% 2.27%之間，回收率在97.8% 03.6%之間。

3.3 冶金分析上的應(yīng)用

ICP-AES 在冶金分析中應(yīng)用的首例報(bào)道，應(yīng)屬1975 年Butler 等人用ICP-AES 法測(cè)定鋼鐵及其高合金鋼中12 種元素。從早期的綜述性報(bào)道可看出，ICP-AES 法用于鋼鐵及其合金分析，已見(jiàn)報(bào)道的測(cè)定元素多達(dá)50 種以上。

20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，隨著電感耦合等離子體儀器功能的不斷提高和普及，多道直讀及單道高速掃描性能的提高和儀器性價(jià)比的不斷優(yōu)化、具有全譜特性的中階梯光柵固體檢測(cè)器儀器的出現(xiàn)，ICP-AES法已經(jīng)成為鋼鐵及其合金分析的常規(guī)手段。已有報(bào)導(dǎo)用ICP-AES 法同時(shí)來(lái)測(cè)定鐵、低合金鋼、不銹鋼和高溫合金中痕量、低含量和常量元素的多元素分析；也有應(yīng)用于鋼中碳化物和穩(wěn)定夾雜物分析、鋼中酸溶鋁的快速測(cè)定等方面的報(bào)道。在冶金分析上有報(bào)道用電感耦合等離子體法測(cè)定爐渣中主量成分，高碳鉻鐵、低碳鉻鐵、稀土硅鐵、高純鐵、硒碲合金、鋰鋁合金、壓鑄鋅合金中主、次和痕量雜質(zhì)元素，氟石粉、鋅精礦、氧化鋯制品、鉛錫焊料中雜質(zhì)元素，鋯鈾合金中痕量雜質(zhì)元素，以及冶金環(huán)境的監(jiān)測(cè)即冶金生產(chǎn)中廢水、廢氣、廢料有害元素的測(cè)定等，可以看出ICPAES 在冶金分析中的應(yīng)用范圍已迅速擴(kuò)大[11]。

3.4 電力生產(chǎn)中的應(yīng)用

在電力行業(yè)的應(yīng)用，為準(zhǔn)確了解設(shè)備狀況，保證安全生產(chǎn)，為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供了良好的技術(shù)支持手段。電力生產(chǎn)過(guò)程中所涉及的廢氣、大氣塵埃、焊塵等氣態(tài)樣品，粉煤灰、燃煤、結(jié)垢物、合金材料等固態(tài)樣品，以及潤(rùn)滑油及絕緣油等均可采用不同的預(yù)處理方法，如吸收液法、高溫熔融法、高溫高壓法、酸化法、微波消解法等轉(zhuǎn)化成液體狀態(tài)進(jìn)行成分分析。而本身為液態(tài)的樣品如鍋爐用水、各種排放水等，要根據(jù)所測(cè)元素的存在形式和樣品的物化性質(zhì)來(lái)決定是否可以直接進(jìn)樣分析，或是進(jìn)行處理后再分析[12]。總之，ICP-AES 法適用于電力生產(chǎn)中所涉及到的各個(gè)系統(tǒng)及各種介質(zhì)分析。

3.4.1 鍋爐部分

ICP-AES 法通過(guò)對(duì)燃煤、灰渣等物質(zhì)中所含鉀、鈉、硫、氯等與鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象密切相關(guān)的元素進(jìn)行準(zhǔn)確的定量和跟蹤，可對(duì)鍋爐燃燒過(guò)程中形成的結(jié)焦物的成分及原因進(jìn)行分析，可對(duì)鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中水冷壁、過(guò)熱器等部位形成的沉積物進(jìn)行快速分析。完成對(duì)鍋爐爆管形成的原因及爆管處金屬材料中合金元素含量變化的分析，燃煤化學(xué)全成分的快速分析，鍋爐給水、補(bǔ)水及排水的成分分析，水汽品質(zhì)的評(píng)定等諸多項(xiàng)目，以確保鍋爐運(yùn)行安全正常。

3.4.2 汽輪機(jī)部分

ICP-AES 法可對(duì)高壓缸、中壓缸、低壓缸、汽輪機(jī)多級(jí)葉片等不同部位形成的沉積物進(jìn)行快速分析。對(duì)汽輪機(jī)系統(tǒng)所使用的潤(rùn)滑油中微量磨損金屬進(jìn)行檢測(cè)，保證部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和預(yù)防事故的發(fā)生。對(duì)系統(tǒng)中用排水的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)定等，使汽輪機(jī)系統(tǒng)能高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4.3 化學(xué)設(shè)備及系統(tǒng)

ICP-AES 法可進(jìn)行所有化學(xué)設(shè)備和系統(tǒng)的進(jìn)水和排水中常量及微量元素檢測(cè)，進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)垢及腐蝕成分的分析，循環(huán)水的結(jié)垢元素判定，化學(xué)處理添加劑中元素成分分析，系統(tǒng)水汽流程中微量元素的檢測(cè)，水處理膜前后處理元素的濃度比較及膜前沉積物的成分分析等，使電廠用水系統(tǒng)高質(zhì)量運(yùn)行。

3.4.4 環(huán)保部分

通過(guò)ICP-AES 法對(duì)飛灰成分的準(zhǔn)確分析來(lái)為除塵器設(shè)計(jì)、改造提供必需的技術(shù)參數(shù)。對(duì)粉煤灰主要及微量元素的分析，不但可以掌握粉煤灰的污染元素，還可為綜合利用提供技術(shù)指標(biāo)。對(duì)脫硫系統(tǒng)中脫硫劑、中間物、脫硫產(chǎn)物中的元素及脫硫效率的分析，可指導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。進(jìn)行粉煤灰對(duì)灰場(chǎng)土壤和地下水的影響分析，灰場(chǎng)種植物中重金屬元素的檢測(cè)，灰管結(jié)垢物的成分分析，電廠排水中重金屬元素的測(cè)定，密閉空間中電焊煙塵中有害元素檢測(cè)等，為企業(yè)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)、造福社會(huì)而創(chuàng)造條件。

3.4.5 其它

ICP-AES 法還可進(jìn)行金屬材料中常量及微量合金元素的檢測(cè)等多種化學(xué)分析工作。

3.5 食品分析中的應(yīng)用

食品分析包括一般成分分析，多種元素（中高含量元素和微量元素）的測(cè)定，添加劑的測(cè)定，有害物質(zhì)的測(cè)定等。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到食品中多種元素與人體健康有著密切的關(guān)系。它們有的對(duì)人體健康有益（如鈣、磷、鉀、鈉、鐵等），而有的雖屬微量元素，但卻對(duì)人體有相應(yīng)毒性（如銅、錫、鋅等）或很強(qiáng)的毒性（如鉛、鎘、鉻、砷等）。這些元素有的作為天然組分而存在，有的由于食品制造、加工、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中的污染而被引入，還有的是來(lái)自環(huán)境、工業(yè)“三廢”的污染。食品加工中添加劑的應(yīng)用，也是食品被這些元素污染的原因之一[13]。

為了了解食品中多種元素的含量，多年來(lái)，通過(guò)常規(guī)分析與等離子發(fā)射光譜分析的比較，雖然分析方法不同，但檢測(cè)數(shù)據(jù)卻能互相吻合。這就為采用等離子發(fā)射光譜分析提供了有力的依據(jù)。在分析元素種類繁多，含量變化較大的情況下，采用常規(guī)分析，操作程序復(fù)雜，干擾難以控制，所以用等離子發(fā)射光譜法進(jìn)行分析，它具有靈敏度高、線性范圍寬、光譜干擾少和分析速度快等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)數(shù)百種食品進(jìn)行分析檢測(cè)，不僅省時(shí)、省力，而且試劑消耗很少，大大降低了分析成本，能夠取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.6 鈮酸鋰分析中的應(yīng)用

LiNbO3（鈮酸鋰）晶體是一種集電光、聲光、壓電及激光活性等效應(yīng)于一體的晶體，廣泛應(yīng)用于濾波器、調(diào)制器、傳感器、換能器等電子元件。LiNbO3晶體中化學(xué)雜質(zhì)對(duì)其性能影響很大，而化學(xué)分析法過(guò)程繁瑣，直流電弧發(fā)射光譜法干擾較多。通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離鈮基體，采用ICP-AES 法測(cè)定LiNbO3晶體中10 種雜質(zhì)元素，檢出限達(dá)到1μg·g-1。這種方法靈敏度高，樣品測(cè)定準(zhǔn)確度好，較好地解決了LiNbO3晶體中雜質(zhì)元素測(cè)定的問(wèn)題[14]。

3.7 測(cè)定玩具中有害重金屬的應(yīng)用

我國(guó)是世界主要玩具出口國(guó)之一，而出口玩具的質(zhì)量和安全衛(wèi)生直接涉及到人身健康問(wèn)題，尤其是玩具中有害重金屬元素將危及兒童的身心健康，因此強(qiáng)制玩具中有害重金屬元素的檢驗(yàn)尤為重要。目前，人們對(duì)玩具的分析方法進(jìn)行了廣泛的研究，而用ICP-AES 對(duì)玩具中有害重金屬元素進(jìn)行分析測(cè)試是一個(gè)比較新的課題。由于ICP 光源激發(fā)溫度高，譜線比較豐富，可選擇的譜線范圍大，另外，ICP 是多元素同時(shí)進(jìn)行掃描測(cè)定，故分析速度快[15]。

3.8 文物保護(hù)科學(xué)研究中的應(yīng)用

電感耦合高頻等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)在文物保護(hù)科學(xué)領(lǐng)域上的應(yīng)用主要是通過(guò)對(duì)金屬材料類和無(wú)機(jī)非金屬材料類的文物進(jìn)行元素的定性和定量分析，尤其重要的是對(duì)微量和痕量元素的分析，達(dá)到鑒定文物真?zhèn)?、確定文物年代、區(qū)分文物的來(lái)源和產(chǎn)地、探索文物的腐蝕機(jī)理等目的。

首先，利用ICP-AES 多元素快速分析、靈敏度高的特點(diǎn)，可對(duì)文物的化學(xué)元素成分進(jìn)行大量的系統(tǒng)分析，建立文物的微量、痕量元素的組成模式，從而建立文物的數(shù)據(jù)庫(kù)。因?yàn)椴煌a(chǎn)地所用的原料由于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件的不一樣而存在差別；即使是產(chǎn)地一樣的文物，由于不同時(shí)期采用的配方不一樣，文物的成分也會(huì)有一定的差別，因而可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)為鑒定文物的真?zhèn)?、確定文物的年代和產(chǎn)地提供重要線索。

其次，利用ICP-AES 的分析結(jié)果，可以為采用適宜的方法保護(hù)文物提供科學(xué)依據(jù)，如通過(guò)分析金屬類文物的組成及腐蝕物的成分，可以探討文物的腐蝕機(jī)理，有利于對(duì)文物采用正確的、有效的保護(hù)措施。再次，ICP-AES 在文物的保存環(huán)境研究方面，可通過(guò)對(duì)大氣粉塵的分析，了解文物保存環(huán)境的現(xiàn)狀，確定環(huán)境是否適宜，找出存在的問(wèn)題，以便更好地改善文物的保存環(huán)境。

3.9 其它方面的應(yīng)用

ICP-AES 以其優(yōu)異的分析性能成為各種物料常規(guī)分析普遍采用的檢測(cè)手段，例如測(cè)定植物、動(dòng)物體、人發(fā)、血液、水樣、飲料、土壤、肥料、化學(xué)試劑、金屬和合金、巖石和礦物等物料中常量和痕量金屬元素都有許多報(bào)道。使用各種分離富集技術(shù)測(cè)定痕量稀土元素或高純稀土中非稀土雜質(zhì)元素是ICP-AES優(yōu)于其它測(cè)試技術(shù)（不包括ICP-MS）的特點(diǎn)之一。

4 研究進(jìn)展

隨著電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICPAES)的不斷發(fā)展，專家知識(shí)的應(yīng)用日益成為分析中不可缺少的部分。專家知識(shí)主要用于等離子體的模擬、等離子體診斷和光譜干擾的機(jī)理研究，這些方面已積累了相當(dāng)多的工作基礎(chǔ)，很多模型計(jì)算與數(shù)值處理方法已運(yùn)用于ICP-AES 光譜的模擬與干擾校正。建立ICP-AES 的專家系統(tǒng)，不僅可以較為準(zhǔn)確地解決光譜干擾等問(wèn)題，而且使得ICP-AES 中非數(shù)值計(jì)算和非算法處理過(guò)程得以解決。專家系統(tǒng)的研制將是未來(lái)ICP-AES 光譜儀的發(fā)展方向。

固體進(jìn)樣技術(shù)如激光燒蝕固體進(jìn)樣、火花氣化固體樣品進(jìn)樣、電弧氣化固體進(jìn)樣、直接樣品插入法等，是ICP-AES 分析法又一很有前途的研究方向。對(duì)于鋼鐵固體樣品的分析，就目前的技術(shù)來(lái)看，固體進(jìn)樣I CP-AES 法存在進(jìn)樣精密度較差，測(cè)定結(jié)果的離散度較大等問(wèn)題，有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。激光固體進(jìn)樣有可能成為鋼鐵樣品的例行分析，火花固體進(jìn)樣ICP-AES 測(cè)定則為實(shí)現(xiàn)鋼水直接分析提供了一條可行的途徑。

ICP-AES 法另一發(fā)展方向是“智能化”。隨著所謂的“智能檢測(cè)器”——電荷轉(zhuǎn)移器件(CTD)如CCD、CID 的引入，利用大容量高速度的計(jì)算機(jī)，迅速存貯樣品中的全部光譜信息，采用智能的數(shù)據(jù)處理方法、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)，來(lái)解決ICPAES 中存在的光譜干擾和大量數(shù)據(jù)問(wèn)題，將是提高ICP 法分析性能和擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的又一方向。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)為“黑箱”方法，將問(wèn)題的解決依托在神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)所映射的復(fù)雜函數(shù)上，專家系統(tǒng)是一個(gè)“白箱”系統(tǒng)，利用ICP-AES 中已有的專家知識(shí)與譜線及各種有效的數(shù)值分析方法，建立綜合光譜干擾校正的分析方法系統(tǒng)，不僅可以給出解決問(wèn)題的結(jié)果，而且能夠提供解決的方法和理論依據(jù)，并隨著學(xué)科自身的發(fā)展，系統(tǒng)中的專家知識(shí)及數(shù)據(jù)庫(kù)可以不斷地被修正和更新。從實(shí)用及可行性考慮，專家系統(tǒng)可起主要作用，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)起輔助作用。這方面的研究已經(jīng)成為ICP-AES 法領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題。

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