3.4　原子吸收光譜分析的樣品采集與保存

原子吸收光譜分析法，在環境監測分析中，對水樣和土壤樣品的分析占很大比例，在大氣樣品的監測中，應用并不是很多。土壤樣品經過消解后，保存和其他預處理過程與水樣的處理差別不大，所以在這一節里，只介紹水樣的采集、保存和預處理過程。

3.4.1　對水和試劑的要求

水是化學分析工作中最常用的溶劑，在原子吸收光譜分析中，通常采用去離子水或去離子重蒸餾水。若用石墨爐或氫化物原子化法進行ppb或ppt級的痕量分析，則要用高純水或超純水。鹽酸和硝酸是原子吸收分析中常用的溶劑，有時也用到硫酸和磷酸。無機酸中常含有少量金屬元素，這些少量雜質對原子吸收分析是致命的，所以用到酸時，應盡可能使用超純級。

由于原子吸收光譜分析的對象主要是金屬元素，所以在配制標準溶液時，建議最好使用高純度金屬，但要注意在金屬溶解之前，必須磨光和用酸清洗，除去表面氧化層。若用鹽類則應當是純度高、組成與化學式完全相同、性質穩定的基準物質。若沒有符合要求的試劑，就要用化學方法在實驗室里自己提純。試劑的純度和標準溶液濃度的準確度，是分析工作得到正確結果的前提。

標準溶液（貯備液）的濃度一般為1mg/mL，濃度為1μg/mL的標準溶液要現用現配。配好的標準溶液一般存放在惰性塑料瓶中，以避免容器內壁的吸附使濃度降低或受到污染，通常用聚乙烯或聚四氟乙烯類的塑料容器。有些含氟離子的標準溶液，如Nb、Ta等只能用塑料容器貯存；有些受光容易變質的溶液，如Au、Ag等溶液要貯存在棕色瓶中。標準溶液要存放在清潔、低溫和陰暗的地方。

標準溶液的濃度，要根據標準曲線范圍和試樣中待測元素的濃度確定，系列標準溶液的濃度應把待測試樣的濃度包含在內。對常規分析，一般最佳的濃度范圍的吸光度為0.1～0.6，若濃度下限的吸光度小于0.1，這時測量精度會降低，即相對誤差變大，在儀器穩定的情況下，應使用量程擴展來提高精確度。

標準溶液系列中個數的設置，應根據標準曲線的線性關系確定，在線性關系很好時，有時只需一個標準溶液，就能得到相當準確的結果。一般情況下，最好配制3～5個標準溶液。若標準曲線彎曲，又要求有較高的精度，則要根據試樣中待測元素的濃度，增加標準溶液的個數。每個標準溶液的體積10～20mL足夠，若使用石墨爐原子化，則更少。

3.4.2　水樣的采集和保存

1.水樣的采集

在環境監測分析工作中，為了獲取真實可靠的分析結果，正確采樣是十分重要的。在進行分析前，首先要保證所取試樣具有代表性，如要分析某河流的總體污染情況，就不能在某個排污口附近取樣。若取樣不具備代表性，即使分析結果再準確，也是沒有意義的，還有可能給生產和人類健康帶來損失。

采集水樣的容器，有商品化的硬質玻璃瓶、聚乙烯塑料瓶、聚丙烯塑料瓶和聚四氟乙烯瓶可供使用。選用何種材質的采樣瓶，要根據容器對水樣中組分的影響而定。采樣前應先將容器洗凈，采樣時用水樣沖洗數次，再將水樣裝入采樣瓶中，采樣體積一般為1～2L。

2.水樣的保存

原子吸收光譜法分析水樣中的釩、鉛、鈷、鈹、銅、鋅、鎳、鉻、鎘等元素時用硬質玻璃瓶采樣；若分析鉀、鈉、鈣、鎂等堿金屬、堿土金屬元素時用聚乙烯塑料瓶采樣，然后予以保存。水樣的保存要注意幾點：（1）樣品必須充滿容器，擰緊瓶蓋或塞緊瓶塞；（2）若要測定樣品中痕量和超痕量金屬離子的總量，取樣后應立即加硝酸酸化至pH<2，這樣可以抑止生物作用，防止金屬水解沉淀和被容器器壁吸附引起的損失；（3）采集的水樣應盡快放入冰箱或冷柜中，若在采集水樣時用液氮快速冷凍，可有效延長保存期；（4）采集到的水樣一般都含有懸浮物、沉淀、微生物及藻類，應盡快過濾，保持可溶態與懸浮態的分配比例不變，然后將濾液馬上酸化保存。表3-6列出了水樣中痕量金屬的一般保存方法。

3.4.3　土壤樣品的采集與保存

土壤中金屬元素的含量一般是痕量級的，即使被一些有毒金屬污染，其含量也只在微量和痕量之間。對污染土壤的監測分析工作，不僅要分析受污染土壤中的金屬含量，重要的是必須和本底值比較以后，才可了解被污染的程度。不同土類、不同成土母質及同一土壤剖面的不同深度、土壤不同粒度中痕量元素的含量均不相同，所以土壤樣品與水和大氣樣品相比，有更大的不均勻性，因此要采集一個均勻而有代表性的樣品，要比采集水樣和氣樣困難得多。在實際工作中，采樣產生的誤差一般要大于實驗室內的分析誤差。為減少誤差，應根據不同的監測分析目的，設計合理的采樣方案，正確的采樣是獲得正確結果的前提。表3-7列出了我國不同土壤中幾種金屬元素的含量

1.污染土壤采樣

土壤是固體、液體、氣體三相的混合物，其主體是固體。污染物質進入土壤后不易得到混合，樣品往往有很大的局限性。所以，進行土壤樣品采集時，要格外注意樣品的代表性，必須在采樣前通過調查研究，選擇采樣單元，合理布設采樣點，進行多點采樣并均勻混合，使之成為具有代表性的土壤樣品。

采樣深度應根據監測項目而定。如要了解土壤的一般污染情況，只需取0～20cm的表層土；要了解污染對農作物的影響，通常采集地表以下15～30cm或15～50cm深度的土壤；若要了解污染物在土壤中的垂直分布情況，則要沿土壤剖面分層取樣。

采樣方法可以用采樣筒取樣、土鉆取樣或挖坑取樣。在進行原子吸收光譜分析時，樣品用量很少，而采集到的土樣是多點混合而成的，取樣量往往較大，因此對所得混合樣品可反復按四分法棄取，最后留下所需的土量，裝入塑料袋或布袋內，貼上標簽備用。

2.土壤背景值樣品采集

要采集土壤背景值樣品，首先要確定采樣單元。一般不能在水土嚴重流失或表層土被破壞處采樣；不能在距鐵路、公路300m以內的地方采樣；要選擇土壤剖面特征明顯、發育完整、層次清楚且無侵入體的地點采樣；若在耕地采樣，應選擇不施或少施農藥、肥料的地塊作為采樣單元。

采樣時，在每個采樣點必須挖掘土壤剖面進行采樣。剖面規格一般為長1.5m、寬0.8m、深1.0m，需要采集0～20cm、50～65cm和80～100cm三個不同層次的土樣，不同深度的樣品，要分開保存。

3.土壤樣品的保存

采集到的土壤樣品，通常在室溫下自然晾干，除去石塊、枝葉、草根及其他生物體殘骸，用瑪瑙或剛玉研磨器具研磨，通過100目尼龍篩，剩下粗粒部分繼續研細至全部過篩為止。注意不能用金屬篩，否則土樣有可能被金屬污染。例如用銅篩會使樣品被銅污染，并因生成銅-汞使樣品中的汞受到損失；也不能用烘箱烘烤樣品，那樣有可能會使一些易揮發元素揮發損失。此外，如果要測定某些元素的狀態或價態，如測水溶性錳則不宜對樣品進行干燥處理，否則將導致猛的價態發生變化。總之，要根據待測元素的性質和分析目的，采用正確的制樣和保存方法，既要防止污染又要防止損失，需要時還要設法保持其原有的狀態不變。