简论石墨炉原子吸收法在电厂水质应用分析

　　摘要：广州珠江电厂自2006年8月开始使用美国热电公司的M6产品，经过三年多的摸索与总结，现已能对水样中的常规元素进行分析，在此过程中，对空白值的降低、标准曲线的绘制，水样的前处理以及仪器的使用维护方面都有了自己的实践经验，下文将从分析Cu和Fe元素入手，就这几个方面进行简单的讲述。
　　关键词：空白值；标准曲线；预处理
　　正文
　　1关于背景空白值的调整
　　1.1试剂的要求：在溶解试样或对试样进行预处理时所用的各种无机试剂、有机试剂、有机溶剂或蒸馏水(或去离子水)中都多少含有一些杂质。这些杂质可能是溶于这些试剂或溶剂中的金属或目标元素,也可直接来自空气中飞扬的尘土。因此任何一个操作，在事先均应对所用溶剂或试剂中有关杂质的含量做到大体心中有数,应避免使用已严重污染的试剂或溶剂。为了校正杂质所引起的误差,在进行试样分析时,应随同试祥同时作样品空白,其所用溶剂和试剂及操作过程均应与试样的处理一致，GFAAS测定合适的酸度为从0.2％0.5％。在调试以及使用初期，我们使用分析纯（AR）硝酸，在分析Fe和Cu时，空白信号Abs在0.0200左右，最高为0.0500，见表1，在使用了光谱纯（SP）硝酸后，空白信号Abs在0.0020左右，见表1，空白值减小到了原来的十分之一。可见使用高级别的硝酸，能有效减小背景误差，提高了分析结果的可靠性。
　　表1改进前后的空白信号Abs
 

　　1.2水的要求：在有条件时应尽量使用纯度较高的去离子水,至少也应使用重蒸馏水（用石英蒸馏器蒸两次以上）或电阻达18兆欧以上的除盐水。我们分析室使用超纯水仪制备分析用水，出水电阻达18兆欧以上，这样也能有效的减小空白值。
　　2标准曲线的绘制
　　标准曲线法的优点是利用一条标准曲线即可测量许多试样,工作效率较高，但由于原子吸收光谱分析法要求试样溶液的基体组成应与标准溶液匹配或一致,否则就会由于化学干扰或物理干扰等原因导致测量标准溶液和试样溶液时灵敏度不一致而引起误差。另外由于仪器调整状态等多方面的因素影响,用一种元素的标准曲线分析此种元素的结果均不可信,因此每次重新开机测量均应重制标准曲线,至少也应用适当浓度的标准溶液进行校准无误后使用。
　　2.1出现的问题：由于用石墨炉原子吸收光谱法用来分析金属元素含量较低的水样，所以微小的误差都会造成标准曲线绘制的失败，进而无法完成后面的分析，例如空白值偏大、某个标准点数值偏移理论值太大、截距太大、拟合系数不理想等都会造成标准曲线不理想，表2是我们前期（2007年）分析和后期（2008年）分析时一些标准曲线的拟合系数和截距，作以对比。
　　2.2处理方法：要绘制一个理想的标准曲线，要尽可能的减小空白值，这在第一点里已经介绍的方法。关于标准点的漂移，要是一直比标准理论值高或低，可能是标准液配制的问题，应重新配制。要是截距太大，主要原因仍是空白太大，因为当溶液被测元素含量为0时，理论上Abs值也应该为0，但具体操作时Abs都大于0，所以上面的第一点出发，尽量降低空白。关于拟合系数，这是一个综合指标，应从上面分析的各个因素着手改进，这样才有较好的拟合系数，进而完成一个可接受的标准曲线。
　　表2改进前后的数据对比
 

　　3试样的预处理
　　3.1在使用原子吸收光谱分析时必须使用试样的溶液,为使试样适于测量就必须对其进行若干预处理操作。在进行试样的预处理操作时,必须遵循的一条原则是：以尽可能少而又合理的步骤完成，以防止污染且使目标元素的损失减至最低的程度。在对试样进行处理的同时应作回收率试验,以保证试样中目标元素的回收率达到一个合理的范围。当然每一处理步骤的时间也应尽可能缩短。工作的环境应保持洁净,如试样需在高温炉内处理,应在坩埚或类似器皿上加盖洁净的石英板,以免炉膛内的各种粉尘落入其中。这些细节倘不注意,往往导致测量的不合理误差。对于锅炉用水的水样可加入弱酸酸化后直接测量。
　　4分析结果的描述
　　（1）无十位数的数据保留至小数点后2位数（.）；
　　（2）有十位数的数据保留至小数点后1位数（.）；
　　（3）最多有效数字为三位，例如计算结果6735mg/kg应写成6.74103mg/kg或6.74g/kg。
　　（4）得出的浓度值位数一般小于3（取决于吸光度和标准系列）。
　　（5）根据测定下限和控制限量确定未检出表达如下：
　　

　　5仪器的使用维护
　　5.1对测量环境的要求
　　（1）仪器室应避免阳光直射或受空调机的影响。仪器本身更应避免阳光直射或靠近空调机。
　　（2）地板上、原子吸收光谱仪周围或操作室内的尘土应用适当方式清扫干净并保持整洁。
　　（3）应避兔含目标元素的物质（或粉尘）在操作室内弥散。室温的急剧变化往往易使单色器上预设的波长偏离原位。在测量操作期间应尽可能关闭窗户。
　　（4）如将空心阴极灯暴露于由缝隙吹人的风中,其热平衡就被破坏,导致灯内原子蒸汽分布快况的变化,同样会影响测量的精度。
　　（5）外界吹入的风可能携入污染杂质,进入石墨炉时将引起明显的测量误差。若空气中的尘土（常含有Na、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Pb、Cu、Cd、Si和Al）落入试样溶液或粘附在移液管尖上再被带入溶液都会引起污染,造成测量误差。
　　（6）由于在分析中使用某些试剂，而使其在操作环境中飞扬弥散,则必然会在测量某试样中的这种元素时造成测量偏差。所以通常应将预处理或测量前的操作安排在另一间试验室内进行,以避免这类交叉干扰。
　　（7）至于使仪器远离有震动和有腐蚀性气体的环境及高温、高湿环境,并远离由大型变压器，电焊机或高频电路所造成的高频辐射场或强电磁场等,不仅为了保证测量的可靠性,也是为了保护仪器本身。
　　（8）在痕量分析时候，标准溶液的临时配制可以考虑在仪器室进行。
　　5.2自动进样器的检查
　　（1）经常更换自动进样器清洗瓶中的水,可加入超纯水或0.2%的HNO3溶液
　　（2）检查进样器在清洗时是否有水流出,进样时是否有吸样
　　（3）检查进样针是否挂水,可以用无水乙醇擦洗或更换进样针，经常有进样针进不了样（结果全部都基本一样）的情况。
　　（4）检查进样深度是否合适(一般进样针离石墨管管底的距离为石墨管高度的1/3至1/4处,随进样量大小略有变化)
　　（5）检查注射器内是否有气泡产生,若有气泡可影响进样体积，可以将注射器拆下排除气泡.可以用超声波排除清洗瓶中溶解的气体
　　5.3电源要求：电源的电压要稳，要求电源电压变化土10%时，炉温变化＜土5%。既使我们电厂的电压波动极小，但在使用初期，仍然会出现由于电压小的变化而引起仪器的异常，在使用稳压电源后，异常率明显下降，所以电源要必须予以稳压。
　　六、总述
　　自2006年8月使用石墨炉原子吸收法分析锅炉用水的Fe和Cu含量以来，经过3年的摸索，现在标准曲线理想，样品的重复性好，分析结果真实可信。本方法有效率高、数据可靠、分析工作量小等优点，但其缺点就是分析前准备工作量大，而且仪器的维护技术含量高，要有专人负责。即使如此，此项技术有其他方法不可代替的优势，随着相关配套技术的发展，这项技术将飞速发展，不断应用在电厂水质分析及其他领域。
　　参考文献：
　　[1]张扬祖原子吸收光谱分析应用基础华东理工大学出版社
　　[2]邓勃应用原子吸收与原子荧光光谱分析-(第二版)化学工业出版社
　　[3]章诒学,何华焜,陈江韩编著原子吸收光谱仪(分析仪器使用与维护丛书)化学工业出版社
　　[4]高向阳主编新编仪器分析实验科学出版社