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原子吸收光譜法及等離子體發(fā)射光譜法在環(huán)境監(jiān)測中的應用
【摘 要】 本文闡述了原子吸收光譜法和等離子體發(fā)射光譜法的原理，對比了兩種方法的優(yōu)缺點，并詳細介紹了兩者應用于環(huán)境監(jiān)測的情況。 【關(guān)鍵詞】 原子吸收光譜法 等離子體發(fā)射光譜法 環(huán)境監(jiān)測 應用 1 概述 1.1 原子吸收光譜法簡介 原子吸收光譜法（AAS）工作原理為：每種元素的特征光譜線各不相同，當空心陰極燈發(fā)輻射出的特定波長光通過待測溶液的基態(tài)原子霧氣時，基態(tài)原子將會吸收同種元素輻射出來的特征波長光，使得入射光的強度減弱，入射光強度的減弱程度可用吸光度來表示，吸光度與火焰中待測元素基態(tài)原子的含量成正比，因此可通過測出吸光度確定試樣中待測元素的濃度。原子吸收光譜法可分為火焰原子吸收法和石墨爐原子吸收法。 1.2 等離子體發(fā)射光譜法簡介 等離子發(fā)射光譜法的全稱是電感耦合等離子發(fā)射光譜法（ICP-AES），它的工作原理為：待測樣品從進樣器進入霧化器，之后隨著氬氣進入等離子體火炬，樣品組分將形成包括原子、離子和電子的離子混合氣體，即等離子體，并通過發(fā)射出特征光從而釋放能量。不同的元素的等離子體發(fā)射出的特征光各不相同，因此可通過特征光的波長確定待測樣品中的元素；待測樣品中某元素的濃度與其特征光的強度成正比，因此可通過特征光的強度確定該元素的含量。 等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜法（ICP-MS）是以ICP作為離子化源的質(zhì)譜化學組成分析方法，其實質(zhì)是將等離子發(fā)射光譜儀與質(zhì)譜聯(lián)機，從而實現(xiàn)超高靈敏度分析。ICP-MS從二十世紀八十年代起被廣泛應用于多個領(lǐng)域中的樣品分析，也是國內(nèi)外當前痕量分析的重要方法之一。 AAS、ICP-AES及ICP-MS三種方法的優(yōu)缺點對比情況見表1。 2 原子吸收光譜法在環(huán)境監(jiān)測中的應用 2.1 水體環(huán)境監(jiān)測 宋春霞[1]等利用原子吸收光譜法對山東省大沂河水體中的銅、鉛、鎘、鋅和汞五種重金屬的濃度進行了檢測。研究結(jié)果顯示，該河流中銅、鉛、鎘和鋅的最高濃度分別為0.018、0.230、0.176和0.490mg/L，汞為未檢出。鉛的含量超過國家Ⅴ類水標準值十幾倍，而鎘的濃度超過了兩倍左右。 2.2 土壤環(huán)境監(jiān)測 楊亞鴿[2]等利用原子吸收光譜法檢測了江蘇某重金屬污染土壤中鉛和鎘的全量及四種形態(tài)的含量。研究結(jié)果顯示，該重金屬污染土壤中鉛和鎘的全量分別為603.3mg/kg和21.8mg/kg，鉛的四種形態(tài)的含量由小到大的排序為可氧化態(tài) 2.3 大氣環(huán)境監(jiān)測 孫龍仁[3]等利用原子吸收光譜法檢測了烏魯木齊市五個功能區(qū)大氣樣品中鎘、鉻、銅、鎳、鉛和錳六種重金屬元素的含量。研究結(jié)果顯示，PM10的質(zhì)量濃度除1個功能區(qū)采樣期間全部國家二級標準值外，其它采樣點均未超標。 3 等離子體發(fā)射光譜法在環(huán)境監(jiān)測中的應用 3.1 水體環(huán)境監(jiān)測 趙玲[4]等利用ICP-AES檢測了珠江表層水體中銅、砷、鋅、鉻、鉛和鎘六種重金屬元素的含量。研究結(jié)果顯示，該河流表層水體受到了六種重金屬的污染，其中砷、鋅和鉛的污染較為嚴重，屬于Ⅲ類水質(zhì)，鉻和銅的污染相對較輕，屬于Ⅱ類水質(zhì)，鎘的污染最輕，屬于Ⅰ類水質(zhì)。六種重金屬含量的季節(jié)性變化及空間變化均較為明顯。 3.2 土壤環(huán)境監(jiān)測 陳碧華[5]等利用ICP-AES對不同種植年限大棚菜田土壤樣品中砷、鉛、鋅、鎘、鉻、錳、鎳和銅八種重金屬元素的含量進行了檢測。研究結(jié)果顯示，砷、鉛、鋅、錳、鎳和銅六種重金屬元素的含量與種植年限的相關(guān)性為極顯著，而鎘和鉻的含量與其種植年限不相關(guān)。 3.3 大氣環(huán)境監(jiān)測 湯潔[6]等利用ICP-AES對大慶市大氣沉降樣品中汞、鎘、砷、鉻、鎳、鉛、銅、鋅、錳和鈷十種重金屬元素的含量進行了檢測，并計算了各元素的沉降通量和富集因子。研究結(jié)果顯示，汞、鎘、砷、鉻、鎳和鉛六種元素的沉降通量較低，而主要來源為人為污染源的鋅、鉛、砷和鎘四種元素具有極強的富集特征，土壤中鋅和鎘的積累與大氣沉降的相關(guān)性為顯著。 4 結(jié)語 原子吸收光譜法和等離子體發(fā)射光譜法已成為各領(lǐng)域中重金屬元素分析的重要方法。但隨著環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展，這兩種方法要更好的為環(huán)境監(jiān)測服務，不僅要求技術(shù)人員不斷掌握這些儀器的使用方法，還要求廠家研制更優(yōu)質(zhì)、精密的儀器。只有這樣，原子吸收光譜法和等離子體發(fā)射光譜法才能在環(huán)境監(jiān)測中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。 參考文獻： [1]宋春霞，彭元成，蘇金鈴 等.火焰原子吸收分光光度法測大沂河水體的重金屬含量[J].廣東微量元素科學，2006，13（3）：46-49. [2]楊亞鴿，崔立強，全桂香.原子吸收光譜法測定污染土壤中鉛和鎘的形態(tài)[J].光譜實驗室，2013，30（2）：991-994. [3]孫龍仁，鄭春霞，王文全，等.烏魯木齊市夏季大氣PM10、PM2.5中重金屬的分布特征[J].天津農(nóng)業(yè)科學，2009，15（2）：37-41. [4]趙玲，權(quán)真真，尹平河，等.廣州珠江水體微表層與次表層中重金屬的分布特征[J].光譜實驗室，2011，28（3）：1182-1186. [5]陳碧華，楊和連，李新崢.新鄉(xiāng)市大棚菜田土壤重金屬積累特征及污染評價[J].土壤通報，2012，43（4）：967-971. [6]湯潔，李娜，李海毅 等.大慶市大氣干濕沉降重金屬元素通量及來源[J].吉林大學學報（地球科學版），2012，42（2）：507-513.
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