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摘要：随着社会的发展，各种重金属污染引起了人们越来越高的关注，在重金属检测过程中，原子荧光光谱分析法占有非常重要的地位。本文结合笔者自身的经验对原子荧光原理及分类进行了综述，并以此为基础探讨了原子荧光光谱分析法相关方面的内容，希望给我们的工作起到一定指导的效果。
关键词：原子荧光；AFS；重金属检测；
中图分类号： TL271+.5 文献标识码： A 文章编号：
1、引言
原子荧光在一些元素的检测上具有非常大的优势，在原子荧光技术的应用方面，我国技术已经达到了相当高的水平。其中，原子荧光光谱仪是我国少数具备自主知识产权的技术之一。基于此，本文重点对AFS进行综述，对于我们这方面的认识及学习能够起到一定的帮助效果。
2、原子荧光原理及分类综述
原子在吸收一定波长辐射之后会呈现出被激发状态，然后在其回复到基态或者较低激发态的时候能够发射出一定波长辐射，这就是荧光产生的过程。原子荧光在原理上属于光致发光，为二次发光，也就是说激发光源不再进行照射的时候，发射过程也将停止。对于原子荧光来说，主要可以分为共振荧光、非共振荧光以及敏化荧光这三类。以下为具体分析：
⑴ 共振荧光
气态原子在吸收共振线之后会被激发，进而发射出和原吸收线波长一样的荧光，这种荧光被称之为共振荧光。共振荧光的特点在于激发线和荧光线在高低能级上是一致的。举例来说，在锌原子吸收波长为213.86nm的光之后，其会发射出213.861nm波长的荧光。另外，如果原子在热激发之后为亚稳态，其吸收辐射之后会进一步被激发，进而发射出共振荧光，荧光波长依然是一致的，这种情况被称作热助共振荧光。
⑵ 非共振荧光
如果激发光与当荧光的波长不一致，那么产生的荧光则被称之为非共振荧光。对于非共振荧光来说，其又包括直跃线荧光、阶跃线荧光、反斯托克斯荧光这三类。
其中，直跃线荧光是指处于激发态的原子在跃迁回至亚稳态过程中所发出的荧光。举例来说，铅原子在吸收283.31nm光之后会发射405.78nm荧光，其激发线以及荧光线的高能级是相同的，但低能级却不同。
至于阶跃线，非共振荧光原子在被光辐照之后会被激发至高能级，然后先通过非辐射的形式失去一些能量，然后回复至中间能级，这一过程也就是碰撞去活化，然后再由这一能级回到基态，此过程中所发出的荧光线为阶跃线荧光。
至于反斯托克斯荧光，主要是由于自由原子跃迁到某一个能级过程中，所获能量将部分由光源激发能进行供给，其余则热能供给，在其返回到低能级过程中所发出的荧光则为反斯托克斯荧光。这类荧光能比激发能要大，波长相比较于激发线要长。
(3) 敏化荧光
在光激发原子和其他种类原子相碰撞的时候，会将激发能传给另一个原子，这就会使其处于激发状态，而后者所发射的荧光就是敏化荧光。对于敏化荧光来说，只有非火焰原子化器中才能够发现。
对于以上分析的这几种原子荧光来说，共振荧光具有最大的强度，也是最常用的。在我们进行的大部分分析工作中都会涉及到共振荧光，这是因为其不仅跃迁率最大，而且使用较为普通的光源就能够获得高辐射密度。
3、原子荧光光谱分析法
3.1原子荧光光谱分析法综述
上个世纪60年代，原子荧光光谱分析法被提出并获取了快速的发展，属于一种非常优秀的痕量技术。当前这一技术经过40年的发展，更多的新技术被应用到原子荧光仪之上，对其测量精度起到了极大的提升作用。在原子荧光光谱分析法应用的过程中，其主要具备的优点有：检出限低、能够同时分析多元素、可以使用连续光源、标准曲线具有非常宽的线性范围。其中，氢化物—原子荧光属于一种中国特色较为明显的分析技术。
3.2原子荧光光谱分析专用仪器系统结构
原子荧光光谱分析专用仪器主要对惰性气体进行利用，将其当做载气，然后对气态氢化物以及过量氢气和载气进行混合，并导入到原子化装置中，在这一装置中，氢气及氩气会燃烧加热，进而使氢化物迅速分解，被测元素离解为基态原子蒸气，其基态原子的量相对于单纯加热的锡、硒、碲、铅、砷、锑、铋、锗等元素，要高出几个数量级。
图1 原子荧光光谱分析专用仪器系统结构
3.3原子荧光光谱分析法
首先，原子荧光光谱分析法能够对元素卫生意义进行测量，在我们的生活及饮食中，不同的元素对我们身体有着不同的意义，其中对人体有益的元素包括Ge，Se，Zn，而对人体健康有害的元素则包括Hg、Pb、Cd、Sn、As、Sb、Bi、Te。而在这方面的应用已经融入到了食品、包装材料、涂料以及容器标准中。
其次，形态分析，所谓形态分析主要是对原子存在价态、无机态—无机络合物、机态—有机金属络合物、胶体等多种形态进行分析。比如Cr3+属于人体必需的，而Cr6+则为致癌物；再如无机Hg的毒性比较小，而烷机汞，甲机汞等则会在体内进行蓄积，毒性非常大。
3.4原子荧光光谱分析专用仪器行业概述
由于原子荧光光谱分析专用仪器具有非常大的应用优势，使其需求越来越高，目前应用行业已经涉及到几十个国家部门以及相关单位，而且广度还在不断的拓宽中。至于使用领域，主要趋势是由省往市县进行延伸。另外，国际市场方面，即使美国尚没把原子荧光列入标准，但对于一些东南亚国际以及俄罗斯，则已经开始使用这一技术对重金属进行检测。在这种背景下，我国原子荧光容量的增速也是非常惊人的。
对于这一行业来说，之所以能够获得如此好的发展，和其发展机遇是密不可分的。首先，我们从我国政策上来看，当前对重金属污染治理的关注越来越高，2011年2月的《重金属污染综合防治“十二五”规划》可以说对其提出了具体的规划。在政策指引之下，我国也采取了很多措施对重金属污染进行防治：对铅、汞、镉、铬、砷等重金属污染防治技术标准等进行规定；制订高污染重金属产品名录。当然，当前各种重金属污染事件也让人们对于这一领域越来越关注，比如柳江镉污染事件以及毒胶囊事件等。
至于这一行业的发展方向，笔者认为将呈现出以下几个方面的趋势：首先，检测设备将便携化、小型化，而且可以进行现场快速检测，这对于处理突发社会事件非常有帮助；其次，更多的新光源将会被应用其中，比如连续光源、激光光源等；第三，一些新型原子化器也将被开发出来，这可以帮助我们测量不易氢化物发生的元素；第四，设备将会在电气、机械以及原理层面上被不断地改进与升级；最后，设备将会添加很多部件或者处理方法模块，促进一些原子荧光衍生仪器、生物样品测定仪、多用途原子荧光光谱仪等仪器的开发，使其可以应用到更为广泛的领域中。
4、结语
原子荧光在应用的过程中具有诸多优势，其发展潜力也非常巨大。笔者认为当前虽然这一技术的应用已经取到了一定的成效，但还有很多值得改进的地方，就像本文3.4中所探讨的未来发展方向一样。另外，本文限于篇幅，只是对一些较为重要的内容进行了探讨，还有很多地方难以展开，因此还希望各位同行能够对其进行指正。
参考文献
[1]严永新;陈宁;原子荧光光谱法与微量分析[J];池州师专学报;2009年05期
[2]李楠;吴丽萍;张正;氢化物发生无色散原子荧光分析法测定水中的砷和硒的含量[J];北京联合大学学报(自然科学版);2009年02期
[3]严永新;陈宁;原子荧光光谱法与微量分析[J];池州师专学报;2009年05期
[4]王明国;李社红;肖唐付;郑宝山;氰化物测定研究进展[J];地球与环境;2010年04期
[5]朱永琴;中药中微量元素的原子荧光光谱分析研究[D];郑州大学;2010年
[6]王喆;氢化物發生—原子荧光法测定食品中的微量硒[D];南京工业大学;2010年
[7]高英;氢化物发生—原子荧光光谱法在中草药微量元素分析中的应用研究[D];河北大学;2011年
关键词：原子荧光；AFS；重金属检测；
中图分类号： TL271+.5 文献标识码： A 文章编号：
1、引言
原子荧光在一些元素的检测上具有非常大的优势，在原子荧光技术的应用方面，我国技术已经达到了相当高的水平。其中，原子荧光光谱仪是我国少数具备自主知识产权的技术之一。基于此，本文重点对AFS进行综述，对于我们这方面的认识及学习能够起到一定的帮助效果。
2、原子荧光原理及分类综述
原子在吸收一定波长辐射之后会呈现出被激发状态，然后在其回复到基态或者较低激发态的时候能够发射出一定波长辐射，这就是荧光产生的过程。原子荧光在原理上属于光致发光，为二次发光，也就是说激发光源不再进行照射的时候，发射过程也将停止。对于原子荧光来说，主要可以分为共振荧光、非共振荧光以及敏化荧光这三类。以下为具体分析：
⑴ 共振荧光
气态原子在吸收共振线之后会被激发，进而发射出和原吸收线波长一样的荧光，这种荧光被称之为共振荧光。共振荧光的特点在于激发线和荧光线在高低能级上是一致的。举例来说，在锌原子吸收波长为213.86nm的光之后，其会发射出213.861nm波长的荧光。另外，如果原子在热激发之后为亚稳态，其吸收辐射之后会进一步被激发，进而发射出共振荧光，荧光波长依然是一致的，这种情况被称作热助共振荧光。
⑵ 非共振荧光
如果激发光与当荧光的波长不一致，那么产生的荧光则被称之为非共振荧光。对于非共振荧光来说，其又包括直跃线荧光、阶跃线荧光、反斯托克斯荧光这三类。
其中，直跃线荧光是指处于激发态的原子在跃迁回至亚稳态过程中所发出的荧光。举例来说，铅原子在吸收283.31nm光之后会发射405.78nm荧光，其激发线以及荧光线的高能级是相同的，但低能级却不同。
至于阶跃线，非共振荧光原子在被光辐照之后会被激发至高能级，然后先通过非辐射的形式失去一些能量，然后回复至中间能级，这一过程也就是碰撞去活化，然后再由这一能级回到基态，此过程中所发出的荧光线为阶跃线荧光。
至于反斯托克斯荧光，主要是由于自由原子跃迁到某一个能级过程中，所获能量将部分由光源激发能进行供给，其余则热能供给，在其返回到低能级过程中所发出的荧光则为反斯托克斯荧光。这类荧光能比激发能要大，波长相比较于激发线要长。
(3) 敏化荧光
在光激发原子和其他种类原子相碰撞的时候，会将激发能传给另一个原子，这就会使其处于激发状态，而后者所发射的荧光就是敏化荧光。对于敏化荧光来说，只有非火焰原子化器中才能够发现。
对于以上分析的这几种原子荧光来说，共振荧光具有最大的强度，也是最常用的。在我们进行的大部分分析工作中都会涉及到共振荧光，这是因为其不仅跃迁率最大，而且使用较为普通的光源就能够获得高辐射密度。
3、原子荧光光谱分析法
3.1原子荧光光谱分析法综述
上个世纪60年代，原子荧光光谱分析法被提出并获取了快速的发展，属于一种非常优秀的痕量技术。当前这一技术经过40年的发展，更多的新技术被应用到原子荧光仪之上，对其测量精度起到了极大的提升作用。在原子荧光光谱分析法应用的过程中，其主要具备的优点有：检出限低、能够同时分析多元素、可以使用连续光源、标准曲线具有非常宽的线性范围。其中，氢化物—原子荧光属于一种中国特色较为明显的分析技术。
3.2原子荧光光谱分析专用仪器系统结构
原子荧光光谱分析专用仪器主要对惰性气体进行利用，将其当做载气，然后对气态氢化物以及过量氢气和载气进行混合，并导入到原子化装置中，在这一装置中，氢气及氩气会燃烧加热，进而使氢化物迅速分解，被测元素离解为基态原子蒸气，其基态原子的量相对于单纯加热的锡、硒、碲、铅、砷、锑、铋、锗等元素，要高出几个数量级。
图1 原子荧光光谱分析专用仪器系统结构
3.3原子荧光光谱分析法
首先，原子荧光光谱分析法能够对元素卫生意义进行测量，在我们的生活及饮食中，不同的元素对我们身体有着不同的意义，其中对人体有益的元素包括Ge，Se，Zn，而对人体健康有害的元素则包括Hg、Pb、Cd、Sn、As、Sb、Bi、Te。而在这方面的应用已经融入到了食品、包装材料、涂料以及容器标准中。
其次，形态分析，所谓形态分析主要是对原子存在价态、无机态—无机络合物、机态—有机金属络合物、胶体等多种形态进行分析。比如Cr3+属于人体必需的，而Cr6+则为致癌物；再如无机Hg的毒性比较小，而烷机汞，甲机汞等则会在体内进行蓄积，毒性非常大。
3.4原子荧光光谱分析专用仪器行业概述
由于原子荧光光谱分析专用仪器具有非常大的应用优势，使其需求越来越高，目前应用行业已经涉及到几十个国家部门以及相关单位，而且广度还在不断的拓宽中。至于使用领域，主要趋势是由省往市县进行延伸。另外，国际市场方面，即使美国尚没把原子荧光列入标准，但对于一些东南亚国际以及俄罗斯，则已经开始使用这一技术对重金属进行检测。在这种背景下，我国原子荧光容量的增速也是非常惊人的。
对于这一行业来说，之所以能够获得如此好的发展，和其发展机遇是密不可分的。首先，我们从我国政策上来看，当前对重金属污染治理的关注越来越高，2011年2月的《重金属污染综合防治“十二五”规划》可以说对其提出了具体的规划。在政策指引之下，我国也采取了很多措施对重金属污染进行防治：对铅、汞、镉、铬、砷等重金属污染防治技术标准等进行规定；制订高污染重金属产品名录。当然，当前各种重金属污染事件也让人们对于这一领域越来越关注，比如柳江镉污染事件以及毒胶囊事件等。
至于这一行业的发展方向，笔者认为将呈现出以下几个方面的趋势：首先，检测设备将便携化、小型化，而且可以进行现场快速检测，这对于处理突发社会事件非常有帮助；其次，更多的新光源将会被应用其中，比如连续光源、激光光源等；第三，一些新型原子化器也将被开发出来，这可以帮助我们测量不易氢化物发生的元素；第四，设备将会在电气、机械以及原理层面上被不断地改进与升级；最后，设备将会添加很多部件或者处理方法模块，促进一些原子荧光衍生仪器、生物样品测定仪、多用途原子荧光光谱仪等仪器的开发，使其可以应用到更为广泛的领域中。
4、结语
原子荧光在应用的过程中具有诸多优势，其发展潜力也非常巨大。笔者认为当前虽然这一技术的应用已经取到了一定的成效，但还有很多值得改进的地方，就像本文3.4中所探讨的未来发展方向一样。另外，本文限于篇幅，只是对一些较为重要的内容进行了探讨，还有很多地方难以展开，因此还希望各位同行能够对其进行指正。
参考文献
[1]严永新;陈宁;原子荧光光谱法与微量分析[J];池州师专学报;2009年05期
[2]李楠;吴丽萍;张正;氢化物发生无色散原子荧光分析法测定水中的砷和硒的含量[J];北京联合大学学报(自然科学版);2009年02期
[3]严永新;陈宁;原子荧光光谱法与微量分析[J];池州师专学报;2009年05期
[4]王明国;李社红;肖唐付;郑宝山;氰化物测定研究进展[J];地球与环境;2010年04期
[5]朱永琴;中药中微量元素的原子荧光光谱分析研究[D];郑州大学;2010年
[6]王喆;氢化物發生—原子荧光法测定食品中的微量硒[D];南京工业大学;2010年
[7]高英;氢化物发生—原子荧光光谱法在中草药微量元素分析中的应用研究[D];河北大学;2011年