对于重金属污染,由于大气污染物的无形无色,比之水中重金属易被人忽视,但实际上,根据第一次全国污染源普查结果,2007年全国大气中上述铅、汞、镉、铬、砷污染物年排放量已达约9500吨。这些重金属污染物可能通过呼吸,或迁移至水、土壤后,经食物链进入人体。
在大气颗粒中金属元素的检测中,原子吸收光谱法在国内外并存(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X-射线荧光光谱法、中子激活分析法、质子诱导X射线发射光谱法等检测方法,其中国内使用较多AAS法、ICP-AES法和XRF法。
分光光度法、石墨炉原子吸收分光光度法在一次检测过程中只能检测一种金属元素,一般元素的检测限只能达到ppb级或亚ppb等级,原子荧光分光光度法检测出限ppt等级,但只能检测属元素。ICP-AES法能同时检测多种元素,其可检元素种类也多于AAS法律是一种比较成熟的方法,但是ICP-AES法对Se、Hg、Be、As、Pb、Tl、U等元素往往无法满足相应的控制限浓度的要求,要与石墨炉原子吸收(GF-AAS)吸收汞冷原子(CV-AAS)只有结合技术,才能满足大多数元素的分析要求。XRF该方法的优点是检测快速、简单,无需复杂的预处理工作,检测无损性,检测各种元素,可实现现场和在线监控,但XRF法律的缺点也很明显,检出限仅达到ppm等级,检测依赖于样品,样品量的要求使其需要一定的丰富时间,部分抵消了其现场优势。ICP-MS该方法可实现多元素分析,具有灵敏度高、检测限制低、分析取样量少等优点。它可以同时测量周期表中的大多数元素,并确定分析浓度可以低至纳克/升(ng/L)或者万亿分之几(ppt)但也有仪器价格高、使用难度大、维护成本高的缺点,用于大气颗粒金属检测时再现性差。
原子荧光光谱法
原子荧光光谱法是一种基于辐射能量分析原子的发射光谱分析法。利用激发光源的特性,发射光照射一定浓度的原子蒸汽,产生原子荧光。在一定条件下,荧光强度与被测溶液中被测元素的浓度关系Lambert-Beer定律可以通过测量荧光强度来测量样品中元素的含量。
原子荧光光谱具有原子吸收和原子发射两种分析方法的优点,克服了这两种方法在某些地方的缺点。该方法的优点是灵敏度高。目前,20多种元素的检测限制优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法;光谱线简单;低浓度校准曲线的线性范围宽3~五个数量级,尤其是激光激发光源时,但存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题。
该方法主要用于金属元素的测定,广泛应用于环境科学、高纯物质、矿物质、水质监测、生物制品和医学分析。
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法,又称原子吸收分光光度分析法,是基于气态基态原子外电子对紫外线和可见光范围对应原子共振辐射线的吸收强度,是测量特定气态原子对光辐射的吸收方法。
其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射一束特定波长的入射光。当原子蒸汽通过原子化学器中待测元素时,部分被吸收。通过分光系统和检测系统过分光系统和检测系统测量,即吸光程度。
原子吸收光谱法主要用于土壤、肥料和植物中的中微量元素分析、水质分析、土壤重金属环境污染分析、土壤背景值调查和农业环境评价分析。该方法具有选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精度高等优点。缺点是多元素难以同时测量,非金属和难熔元素难以测量,复杂样品分析干扰严重,石墨炉原子吸收分析再现性差。
重金属检测是一项长期的工作,要求各种检测方法朝着更高的灵敏度、更高的选择性、更方便和快速的方向发展,并不断推出新的方法来解决新的分析问题。随着各种分析方法的建立和科学技术的不断进步,分析仪器逐渐从简化发展到复杂化。可以预见,各种分析仪器将朝着多功能、自动化、智能化、小型化的方向发展,检测精度和灵敏度也将在一定程度上提高。
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