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【摘 要】 文章通过对并对两台原子吸收光谱仪测量同一样品数据进行比较，并通过具体测量实例，对原子吸收光谱仪检测元素的选择性进行探讨。
【关键词】 原子吸收光谱仪；检测元素；选择性
随着科学技术的发展，原子吸收光谱仪在各个领域得到应用，本文对其原理进行介绍，并通过具体实例对不同原子吸收光谱仪进行比较性探讨，为相关人员提供参考。
一、原子吸收光谱仪的基本原理
众所周知，原子是由带正电的原子核和带负电的N个（N是原子序数）电子组成的。核外电子除了围绕原子核做轨道运动外，还做自旋运动。原子在特定的能级上获得或释放能量，一旦与其它粒子或适当能量的光子碰撞，就会吸收能量变成激发态。这个激发过程表明了电子自身的运动，即电子从内部向外部“壳层”（轨道）跃迁。这种光被原子吸收就是原子吸收光谱法的基本原理。跃迁了的电子通常会在十亿分之几秒后又回到其原来的轨道上，即回到基态。处于基态的原子可以被激发，但并不是任意大小的能量都可以被基态原子吸收而使之激发，只有当外界能量大小等于基态与某一能级的能量差时，这个外界能量才能被墓态原子吸收。这样，山已知光源发出的辐射，透过基态原子蒸汽后，在光源光谱中就出现了被基态原子吸收的频率的暗线，即吸收谱线。
科学家们最早是将被测元素的化合物放在高温下（原子化器中；原子化方法一般有三种：火焰法、石墨炉法和氢化物法），使其离解为基态原子，当元素灯发出与被测元素的特征波长相同的光穿过一定长度的原子蒸汽（原子化器中原子化区的宽度）时，光的一部分被原子化器中的被测元素的基态原子吸收，光的另一部分则通过原子化器，到达检测系统。再根据朗伯一比耳定律可以求得被測元素的吸光度，从而推算元素的含量。
二、两台原子吸收光谱仪的比较
使用的两台原子吸收光谱仪（火焰原子化器）测量同一样品铅含量时数据有时为正值、有时为负值（铅溶液的浓度很低），针对此现象，对其中一台原子吸收光谱仪进行了现场检查并作了多组数据比对。
1、首先对气源、气路进行检查确保符合仪器说明书，然后再对燃烧头进行清理，并查看雾化器，确保雾化情况良好。
2、依据JJG694-2009《原子吸收分光光度计》检定规程的有关技术指标进行仪器测试，证明仪器基本技术指标符合要求。原子吸收光谱仪是利用铜标液进行测试的。这是根据原子吸收分光光度计说明书和其他国家检定规程所要求的，特别是检出限的测试，一般也是使用铜溶液。我们使用原子吸收光谱仪对试剂盐酸中铅进行测量，浓度较低，但是根据化验的相关国家标准要求，是采用火焰原子吸收光谱仪进行测试的。测量数据是原子吸收光谱仪利用计算机软件自动测算的，具体数据如表1、表2所示（配制了多种浓度的铜标液和铅标液）。
通过表1、表2的数据不难看出，相同浓度的铜溶液和铅溶液的吸光度有很大不同。同等浓度的铜溶液与铅溶液的吸光度儿乎差1个数量级，即接近10倍。如果铜溶液的检出限为0.02μ.，g/mL，那么铅溶液的检出限大约就是0.2μ.，g/mL。如果用原子吸收光谱仪测定0.2μ.，g/mL附近浓度的铅溶液时，就会出现较大误差或偏差，因为基本达到火焰原子化器光谱仪测定铅溶液的最小极限值。为了减少或忽略这种极限偏差的存在，原子吸收光谱仪测定铅溶液的浓度至少应在0.5μ.，g/mL或1.0μ.，g/mL以上。
低浓度铅溶液偶尔出现负数的情况，原因是铅溶液的浓度太低，每次做样必须确定空白吸光度，铅溶液浓度过低，其吸光度与空白吸光度相差无儿，甚至出现低于空白吸光度的现象，所以出现负数现象，这属于正常。若测试浓度较大的铅溶液（0.5μ.，g/mL或1.0μ.，g/mL），则不可能出现负数现象。
我们利用公司常用的较低浓度的铅溶液（低于0.5μ.，g/mL）进行多次测试，得出如下结论，原子吸收光谱仪对铜溶液较为敏感，而对于铅溶液则不是。为了提高铅溶液检测数据的准确、可靠，如果铅溶液的浓度较低（低于0.5μ.，g/mL），建议使用ICP光谱仪或原子吸收光谱仪的石墨炉原子化器，而不是使用原子吸收光谱仪的火焰原子化器进行测定。
三、原子吸收光谱仪检测元素实例
从日本岛津公司制造的AA-670型、美国热电公司制造的M-5型的原子吸收光谱仪，在进行实际工作的应用中，发挥出非常大作用。新一代先进的原子吸收光谱仪的技术代替经典化学分析方法。使检测方法更为快捷，准确度和精密度更高、灵敏度更好，重现性和再现性也非常令人满意。原子吸收光谱仪的分析是一种相对分析方法，它通过与参考物中测定元素的已知含量进行比较而获得试样中待测元素含量。测试方法通常两种：标准曲线法；标准加人法，当无法配制组成匹配的标准样品时，使用标准加人法是合适的但一定要注意彻底校正背景。
1、测定条件
（1）分析线的选择每种元素分析线有很多条。通常共振线灵敏度高，经常被用来作为分析线。但测量较高浓度样品时，就要选择次灵敏线。
（2）狭缝宽度的选择原子吸收光谱分析中，光谱重叠干扰的几率小，可以允许使用较宽的狭缝。调节不同的狭缝宽度，测定吸收值随狭缝宽度而变化，当有其它的谱线或非吸收光进人光谱通带内，吸收值将立即减小。应选取合适的狭缝宽度。
（3）空心阴极灯的工作电流选择空心阴极灯一般需要预热10～30min才能达到稳定输出。灯电流过小，放电不稳定，且光谱输出强度就小；灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降，校正曲线弯曲，灯寿命缩短。选用灯电流的一般原则是，在保证有足够强且稳定的光强输出条件下，尽量使用较低的工作电流。在具体的分析场合，最适宜的工作电流由实验确定。
（4）原子化条件的选择在火焰原子化方法中，火焰类型和特性是影响原子化效率的主要因素。对低、中温元素，使用空气一乙炔火焰；对高温元素，宜采用一氧化二氮一乙炔高温火焰；对分析线位于短波区（200nm以下）的元素，使用空气一氢火焰是合适的。对于确定类型的火焰，稍富燃的火焰（燃气量大于化学计量）是有利的。对氧化物不十分稳定的元素如Cu，Mg，Fe，Co，Ni等，用化学计量火焰（燃气与助燃气的比例与它们之间化学反应计量相近）或贫燃火焰（燃气量小于化学计量）也是可以的。为获得所需要特性的火焰，需要调节燃气与助燃气的比例。 （5）燃烧器高度的选择在火焰区内，自由原子的空间分布是不均匀，且随火焰条件而改变，因此，应调节燃烧器的高度，以便使来自空心阴极灯的光束从自由原子浓度最大的火焰区域通过，以获得较高的灵敏度。
2、分析的应用
（1）在金属材料的分析应用。用原子吸收光谱仪的技术方法进行分析与测试镐镍电池、银锌电池、热电池与太阳电池所用的电源材料，例如：纯镍（99.95%）、纯银（99.99%）和各种牌号的铝合金、铜合金、钦合金、不锈钢材料等，所得实验数据的准确度、精确度和重现性都非常好，标准偏差和相对标准偏差均符合实验室质量控制的要求。
在进行各种电源材料的分析中，美国热电公司制造的M—5型的原子吸收光谱仪的测定条件应符合测定要求，选择合适的波长、燃烧器位置、燃气压力与燃气流量、空气压力和空气流量等。表1列出纯镍（99.95%）中杂质含量的原子吸收光谱仪的工作条件和杂质含量分析所得到的标准偏差与相对标准偏差。
为达到准确的测量结果，首先必须了解分析方法的可靠性与适用性，熟练运用并严格控制测定条件，应该对分析电源材料方法的准确度、精确度、检测下限、空白试验、线性范围、基体效应和环境因素影响等做出相应的评价。
（2）在粉末材料的分析应用。原子吸收光谱仪常用于各种混合粉末电源材料的微量和常量分析与测试，其中包括对各种中间产物和最终产品添加剂及杂质含量的控制分析。现举例：在测定混合粉末材料中各种杂质含量时，日本岛津公司制造的AA-670型的原子吸收光谱仪的准确度和精确度也很高（见表2）。对热电池正极粉中铿、钾、钙含量的分析中，美国热电公司制造的M—5型的原子吸收光谱仪的分析与测试同样具有很好的效果（见表3）
（3）在液体材料的分析应用。液体材料溶液分析包括电解液、电镀液、浸渍液和其他各种溶液金属离子含量的分析与测定。美国热电公司制造的M-5型的原子吸收光谱仪特别适于分析溶液。通常待测金属离子已存在于溶液中，故只需选择一种有足够灵敏度的检测方法即可。溶解于溶液中的物质浓度很低，除电离干扰外，测定碱金属时不会有其他大的干擾。只要待测元素浓度足够高，或火焰原子吸收灵敏度能满足要求，就可直接式稀释溶液测定溶解在溶液中的金属而无需制备试样。例如镐镍电池陶瓷绝缘子溶液中铬含量的分析。以及镐镍电池浸渍液中镁、钾、铁等元素的测定，就可以采用此类分析方法（见表4）
四、结束语
由此可见，不同的原子吸收光谱仪有着其自身的特点，在具体应用上应该根据其特点进行选择，使其达到预期的效果，发挥更大的作用。
参考文献：
[1]邓勃原子吸收分光光度法[M].北京清华大学出版社，1998
[2]威尔茨著，李宗熙等译原子吸收光谱[M].北京地质出版社，1989
[3]李述信.原子吸收光谱分析中的干扰及消除方法[M].北京地质出版社，1987
【关键词】 原子吸收光谱仪；检测元素；选择性
随着科学技术的发展，原子吸收光谱仪在各个领域得到应用，本文对其原理进行介绍，并通过具体实例对不同原子吸收光谱仪进行比较性探讨，为相关人员提供参考。
一、原子吸收光谱仪的基本原理
众所周知，原子是由带正电的原子核和带负电的N个（N是原子序数）电子组成的。核外电子除了围绕原子核做轨道运动外，还做自旋运动。原子在特定的能级上获得或释放能量，一旦与其它粒子或适当能量的光子碰撞，就会吸收能量变成激发态。这个激发过程表明了电子自身的运动，即电子从内部向外部“壳层”（轨道）跃迁。这种光被原子吸收就是原子吸收光谱法的基本原理。跃迁了的电子通常会在十亿分之几秒后又回到其原来的轨道上，即回到基态。处于基态的原子可以被激发，但并不是任意大小的能量都可以被基态原子吸收而使之激发，只有当外界能量大小等于基态与某一能级的能量差时，这个外界能量才能被墓态原子吸收。这样，山已知光源发出的辐射，透过基态原子蒸汽后，在光源光谱中就出现了被基态原子吸收的频率的暗线，即吸收谱线。
科学家们最早是将被测元素的化合物放在高温下（原子化器中；原子化方法一般有三种：火焰法、石墨炉法和氢化物法），使其离解为基态原子，当元素灯发出与被测元素的特征波长相同的光穿过一定长度的原子蒸汽（原子化器中原子化区的宽度）时，光的一部分被原子化器中的被测元素的基态原子吸收，光的另一部分则通过原子化器，到达检测系统。再根据朗伯一比耳定律可以求得被測元素的吸光度，从而推算元素的含量。
二、两台原子吸收光谱仪的比较
使用的两台原子吸收光谱仪（火焰原子化器）测量同一样品铅含量时数据有时为正值、有时为负值（铅溶液的浓度很低），针对此现象，对其中一台原子吸收光谱仪进行了现场检查并作了多组数据比对。
1、首先对气源、气路进行检查确保符合仪器说明书，然后再对燃烧头进行清理，并查看雾化器，确保雾化情况良好。
2、依据JJG694-2009《原子吸收分光光度计》检定规程的有关技术指标进行仪器测试，证明仪器基本技术指标符合要求。原子吸收光谱仪是利用铜标液进行测试的。这是根据原子吸收分光光度计说明书和其他国家检定规程所要求的，特别是检出限的测试，一般也是使用铜溶液。我们使用原子吸收光谱仪对试剂盐酸中铅进行测量，浓度较低，但是根据化验的相关国家标准要求，是采用火焰原子吸收光谱仪进行测试的。测量数据是原子吸收光谱仪利用计算机软件自动测算的，具体数据如表1、表2所示（配制了多种浓度的铜标液和铅标液）。
通过表1、表2的数据不难看出，相同浓度的铜溶液和铅溶液的吸光度有很大不同。同等浓度的铜溶液与铅溶液的吸光度儿乎差1个数量级，即接近10倍。如果铜溶液的检出限为0.02μ.，g/mL，那么铅溶液的检出限大约就是0.2μ.，g/mL。如果用原子吸收光谱仪测定0.2μ.，g/mL附近浓度的铅溶液时，就会出现较大误差或偏差，因为基本达到火焰原子化器光谱仪测定铅溶液的最小极限值。为了减少或忽略这种极限偏差的存在，原子吸收光谱仪测定铅溶液的浓度至少应在0.5μ.，g/mL或1.0μ.，g/mL以上。
低浓度铅溶液偶尔出现负数的情况，原因是铅溶液的浓度太低，每次做样必须确定空白吸光度，铅溶液浓度过低，其吸光度与空白吸光度相差无儿，甚至出现低于空白吸光度的现象，所以出现负数现象，这属于正常。若测试浓度较大的铅溶液（0.5μ.，g/mL或1.0μ.，g/mL），则不可能出现负数现象。
我们利用公司常用的较低浓度的铅溶液（低于0.5μ.，g/mL）进行多次测试，得出如下结论，原子吸收光谱仪对铜溶液较为敏感，而对于铅溶液则不是。为了提高铅溶液检测数据的准确、可靠，如果铅溶液的浓度较低（低于0.5μ.，g/mL），建议使用ICP光谱仪或原子吸收光谱仪的石墨炉原子化器，而不是使用原子吸收光谱仪的火焰原子化器进行测定。
三、原子吸收光谱仪检测元素实例
从日本岛津公司制造的AA-670型、美国热电公司制造的M-5型的原子吸收光谱仪，在进行实际工作的应用中，发挥出非常大作用。新一代先进的原子吸收光谱仪的技术代替经典化学分析方法。使检测方法更为快捷，准确度和精密度更高、灵敏度更好，重现性和再现性也非常令人满意。原子吸收光谱仪的分析是一种相对分析方法，它通过与参考物中测定元素的已知含量进行比较而获得试样中待测元素含量。测试方法通常两种：标准曲线法；标准加人法，当无法配制组成匹配的标准样品时，使用标准加人法是合适的但一定要注意彻底校正背景。
1、测定条件
（1）分析线的选择每种元素分析线有很多条。通常共振线灵敏度高，经常被用来作为分析线。但测量较高浓度样品时，就要选择次灵敏线。
（2）狭缝宽度的选择原子吸收光谱分析中，光谱重叠干扰的几率小，可以允许使用较宽的狭缝。调节不同的狭缝宽度，测定吸收值随狭缝宽度而变化，当有其它的谱线或非吸收光进人光谱通带内，吸收值将立即减小。应选取合适的狭缝宽度。
（3）空心阴极灯的工作电流选择空心阴极灯一般需要预热10～30min才能达到稳定输出。灯电流过小，放电不稳定，且光谱输出强度就小；灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降，校正曲线弯曲，灯寿命缩短。选用灯电流的一般原则是，在保证有足够强且稳定的光强输出条件下，尽量使用较低的工作电流。在具体的分析场合，最适宜的工作电流由实验确定。
（4）原子化条件的选择在火焰原子化方法中，火焰类型和特性是影响原子化效率的主要因素。对低、中温元素，使用空气一乙炔火焰；对高温元素，宜采用一氧化二氮一乙炔高温火焰；对分析线位于短波区（200nm以下）的元素，使用空气一氢火焰是合适的。对于确定类型的火焰，稍富燃的火焰（燃气量大于化学计量）是有利的。对氧化物不十分稳定的元素如Cu，Mg，Fe，Co，Ni等，用化学计量火焰（燃气与助燃气的比例与它们之间化学反应计量相近）或贫燃火焰（燃气量小于化学计量）也是可以的。为获得所需要特性的火焰，需要调节燃气与助燃气的比例。 （5）燃烧器高度的选择在火焰区内，自由原子的空间分布是不均匀，且随火焰条件而改变，因此，应调节燃烧器的高度，以便使来自空心阴极灯的光束从自由原子浓度最大的火焰区域通过，以获得较高的灵敏度。
2、分析的应用
（1）在金属材料的分析应用。用原子吸收光谱仪的技术方法进行分析与测试镐镍电池、银锌电池、热电池与太阳电池所用的电源材料，例如：纯镍（99.95%）、纯银（99.99%）和各种牌号的铝合金、铜合金、钦合金、不锈钢材料等，所得实验数据的准确度、精确度和重现性都非常好，标准偏差和相对标准偏差均符合实验室质量控制的要求。
在进行各种电源材料的分析中，美国热电公司制造的M—5型的原子吸收光谱仪的测定条件应符合测定要求，选择合适的波长、燃烧器位置、燃气压力与燃气流量、空气压力和空气流量等。表1列出纯镍（99.95%）中杂质含量的原子吸收光谱仪的工作条件和杂质含量分析所得到的标准偏差与相对标准偏差。
为达到准确的测量结果，首先必须了解分析方法的可靠性与适用性，熟练运用并严格控制测定条件，应该对分析电源材料方法的准确度、精确度、检测下限、空白试验、线性范围、基体效应和环境因素影响等做出相应的评价。
（2）在粉末材料的分析应用。原子吸收光谱仪常用于各种混合粉末电源材料的微量和常量分析与测试，其中包括对各种中间产物和最终产品添加剂及杂质含量的控制分析。现举例：在测定混合粉末材料中各种杂质含量时，日本岛津公司制造的AA-670型的原子吸收光谱仪的准确度和精确度也很高（见表2）。对热电池正极粉中铿、钾、钙含量的分析中，美国热电公司制造的M—5型的原子吸收光谱仪的分析与测试同样具有很好的效果（见表3）
（3）在液体材料的分析应用。液体材料溶液分析包括电解液、电镀液、浸渍液和其他各种溶液金属离子含量的分析与测定。美国热电公司制造的M-5型的原子吸收光谱仪特别适于分析溶液。通常待测金属离子已存在于溶液中，故只需选择一种有足够灵敏度的检测方法即可。溶解于溶液中的物质浓度很低，除电离干扰外，测定碱金属时不会有其他大的干擾。只要待测元素浓度足够高，或火焰原子吸收灵敏度能满足要求，就可直接式稀释溶液测定溶解在溶液中的金属而无需制备试样。例如镐镍电池陶瓷绝缘子溶液中铬含量的分析。以及镐镍电池浸渍液中镁、钾、铁等元素的测定，就可以采用此类分析方法（见表4）
四、结束语
由此可见，不同的原子吸收光谱仪有着其自身的特点，在具体应用上应该根据其特点进行选择，使其达到预期的效果，发挥更大的作用。
参考文献：
[1]邓勃原子吸收分光光度法[M].北京清华大学出版社，1998
[2]威尔茨著，李宗熙等译原子吸收光谱[M].北京地质出版社，1989
[3]李述信.原子吸收光谱分析中的干扰及消除方法[M].北京地质出版社，1987