3.7　原子吸收光譜分析的應用

原子吸收光譜法已成為一種非常成熟的儀器分析方法，主要用于測定各類樣品中的微痕量金屬元素，但如果和其他的化學方法或手段相結合，也可間接測定一些無機陰離子或有機化合物。例如，根據氯化物和硝酸銀生成沉淀的反應，用原子吸收法測定溶液中剩余的銀，即可間接測定氯的含量。利用8-羥基喹啉在一定條件下與銅鹽形成可萃取配合物的特點，用銅燈測定萃取物中的銅，可間接測定8-羥基喹啉。用這種方法可以測定一些藥物、激素和酶等物質。

與原子發射光譜分析法比較，原子吸收法不能對多種元素進行同時測定，若要測定不同元素，需改變分析條件和更換不同的光源燈。對某些元素如稀土、鉻、鎢、鈾、硼等的測定靈敏度較低，對成分比較復雜的樣品，干擾仍然比較嚴重。盡管如此，原子吸收法仍然是測定微量元素的一種較好的定量分析方法，是無機痕量分析的重要手段之一。

原子吸收法在農林科學上的應用很廣泛，可進行土壤、肥料和植物體元素的分析，也可進行廢料、廢水和灌溉用水的質量監測。還可以對大氣飄塵、污泥和生物體內的重金屬含量進行測定，為環境評價提供依據。測定的元素有汞、錳、鉛、鈹、鎳、鋇、鉻、鉍、硒、鐵、銅、鋅、鉬、鋁和砷等近70種。

3.7.1　原子吸收光譜法在環境分析中的應用

3.7.1.1　大氣及顆粒物樣品

利用原子吸收法測定大氣或飄塵中的微量元素時，一般用大氣采樣器，控制一定的流量，用裝有吸收液的吸收管或濾紙采樣，然后用適當的辦法處理。可根據具體測定的元素選擇消解體系和基體改進劑。石墨爐原子吸收法已用來分析環境空氣、工業廢氣、香煙煙氣及大氣顆粒物中的錫、鉛、鎘、鉻、汞、銅、鋅等金屬元素，結果準確度和精密度較高。

3.7.1.2　水樣

水質分析是經常做的項目，對于雪、雨水、無污染的清潔水樣，金屬元素的含量極微量時，可采用共沉淀、萃取等富集手段，然后測定。但要注意干擾，如果對各種元素的干擾不明時，采用標準加入法可獲得理想的結果。對于污水、礦泉水，所含的無機物、有機物比較多，情況復雜，一般是將萃取法、離子交換法等分離技術與標準加入法配合使用，主要測定水體中的鉛、銅、鉻、鎘、鐵、錳、鎳、汞、鋅、鈷及銻等金屬。

用原子吸收法還可以進行元素的形態與價態分析，例如，用巰基棉分離法，選擇不同的洗脫劑，用冷原子吸收法可分別測定河水中的有機汞和無機汞。利用巰基棉在酸性介質中對三價砷有較強的吸附能力，而對五價砷卻完全不能吸附的特點，將水樣適當酸化后，通過巰基棉可定量吸附三價砷。再將水樣中的五價砷經碘化鉀還原，用另一巰基棉柱吸附，然后分別用鹽酸洗脫。采用砷化氫發生器系統，用原子吸收法可分別測定環境水樣中的價態砷。以抗壞血酸為還原劑，使二價鐵離子與鄰菲啰啉形成螯合物，用硝基苯萃取，火焰原子吸收法測定有機相中的鐵，可以分析天然水中鐵的Fe²⁺和Fe³⁺不同形態。利用氫化物原子吸收法分別在高pH值和酸性條件下測定三價銻Sb（Ⅲ）和總銻的量，用差減法即可求得不同價態的痕量銻Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）。

用原子吸收法可間接測定水中溶解氧（DO）和COD。在水樣中加入MnSO₄和NaOH溶液固定溶解氧后，加酸調溶液酸度為pH=5，使Mn（OH）₂沉淀溶解，而MnO（OH）₂沉淀仍留在溶液中，離心分離MnO（OH）₂沉淀后，在pH=1時加KI溶液使沉淀溶解，用AAS法測定溶液中的Mn，可間接求得溶解氧的含量，與碘量法的結果完全吻合。在H₂SO₄介質中用K₂Cr₂O₇同COD水樣反應，反應后水相中過量的Cr（Ⅵ）以形式被TOA 萃入有機相中，而生成的Cr（Ⅲ）則留在水相，用AAS法測定有機相中的Cr（Ⅵ）或水相中的Cr（Ⅲ）都可求得COD含量，測定結果同標準方法（COD_Cr法）一致。

3.7.1.3　土壤、沉積物

利用火焰原子吸收光譜法可以直接測定土壤中的鉬。用石墨爐原子吸收法測定土壤和沉積物中的鋇、離子交換態的鎘。微波消解-原子吸收光度法測定土壤和近海沉積物標準物質中的銅、鋅、鉛、鎘、鎳和鉻。

AAS除了在以上大氣、水樣、土壤及礦樣方面的應用，還有很多其他的應用。用原子吸收光譜法可以測定汽油、原油和渣油中鐵、鎳、銅等金屬，用間接原子吸收法測定茶葉中茶多酚、維生素C及異煙肼等有機物的含量。

3.7.2　原子吸收光譜法在環境科學中的應用實例

以火焰原子吸收法測定水中總鉻。

（1）概述　采用空氣-乙炔火焰原子吸收法測定水中鉻時，由于空氣-乙炔火焰法測定鉻的靈敏度不高，而且當樣品中存在鐵和鎳等元素時，還會對鉻的測定產生明顯的干擾等問題，因此使用空氣-乙炔火焰法測定鉻有一定的技術難度。實驗證明，對于鐵和鎳的干擾可采用加入基體改進劑——銨鹽的方法予以抑制和消除；另外，由于鉻在火焰中易形成氧化物，因此測定鉻時應采用富燃性空氣-乙炔火焰。

（2）儀器與主要試劑　火焰原子吸收分光光度計；鉻空心陰極燈；1.00g·L^-1鉻標準儲備液；25.00mg·L^-1鉻標準工作液，吸取1.00g·L^-1鉻標準儲備液2.5mL，定容至100mL；2%氯化銨溶液，稱取20.0g分析純NH₄Cl，用去離子水溶解并加入4mL HNO₃（體積比1∶1），最后定容至1L。

（3）儀器工作條件　調節儀器光路、燃燒器位置、燃助比等，使儀器處于最佳工作狀態。

儀器工作條件如下：波長358.0nm；燈電流10mA；狹縫0.7nm；空氣-乙炔火焰（富焰）。　

（4）分析步驟

①樣品與標準系列溶液的制備。吸取適量的樣品溶液，加入一定量的NH₄Cl（體積比1∶1）和HNO₃，使其所含NH₄Cl的濃度為2%，HNO₃的濃度為0.2%。

分別吸取25.00mg·L^-1的鉻標準工作液0.0mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL，用2%的HNO₃溶液定容至25mL，即得到含鉻分別為0.00mg·L^-1、0.50mg·L^-1、1.00mg·L^-1、2.00mg·L^-1、4.00mg·L^-1的標準系列溶液。

②校正曲線的制作及樣品測定。在儀器的最佳工作條件下，將標準系列溶液依次噴入火焰，記錄吸光度值，繪制出校正曲線。然后將樣品溶液噴入火焰，測量吸光度，由校正曲線即可求得樣品溶液中所含待測元素的濃度。

本方法測定鉻的相對標準偏差為0.13%～0.35%，回收率為99.4%。