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金屬離子(AAS)檢測

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發布時間：2025-08-06 15:53:45 更新時間：2025-08-05 15:53:45

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

金屬離子(AAS)檢測

金屬離子檢測在現代工業、環境監測、食品安全、醫藥衛生及地質礦產等領域具有極其重要的意義。準確測定各類樣品中微量乃至痕量金屬離子的含量，對于評估產品質量、監控環境污染、保障人體健康及資源開發利用至關重要。在眾多分析技術中，原子吸收光譜法因其選擇性好、靈敏度高、操作相對簡便、分析速度快等顯著優勢，已成為金屬元素定量分析最常用和最可靠的方法之一。AAS檢測的核心原理是基于基態原子蒸氣對特征譜線的吸收作用，通過測量特定波長下吸光度的變化來確定樣品中目標金屬元素的濃度。該方法能夠精確測定多種金屬元素，包括鉛(Pb)、鎘(Cd)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鉻(Cr)、汞(Hg)、鎳(Ni)、砷(As)等數十種元素，應用范圍極為廣泛。

主要檢測項目

AAS檢測廣泛應用于各類樣品基質中的金屬離子分析，常見檢測項目包括但不限于：
? 環境監測：水體（地表水、地下水、廢水）中的重金屬污染（如Pb、Cd、Hg、As、Cr6+），土壤及固體廢物中的金屬浸出毒性。
? 食品安全：食品、農產品、飲用水、包裝材料中的重金屬限量（如Pb、Cd、As、Hg、Sn）。
? 工業材料：金屬合金成分分析、潤滑油/燃料油中的磨損金屬、電子電器產品有害物質（RoHS）限制元素（Pb、Cd、Hg、Cr6+）。
? 醫藥與生物：藥品中的雜質金屬、生物組織/體液（血液、尿液）中的微量元素（如Zn、Cu、Fe、Ca、Mg）。
? 地質礦產：礦石、礦物中的主量及微量元素含量。

核心檢測儀器

原子吸收光譜儀是進行AAS檢測的核心設備，主要組成部分包括：
? 光源：通常為待測元素的空心陰極燈（HCL）或無極放電燈（EDL），發射出該元素的特征銳線光譜。
? 原子化系統：將樣品中的待測元素轉化為自由基態原子的關鍵部件。主要有兩種類型：
- 火焰原子化器：利用可燃氣體（乙炔-空氣、乙炔-笑氣等）燃燒產生的高溫使樣品溶液霧化、干燥、熔融、蒸發并原子化。適用于中高含量元素分析，操作簡便快速。
- 石墨爐原子化器（電熱原子化）：在惰性氣體保護下，通過大電流對石墨管進行程序升溫（干燥、灰化、原子化、凈化），使微量樣品高效原子化。靈敏度極高（可達ppb甚至ppt級），適用于痕量元素分析，但速度較慢。
? 分光系統（單色器）：用于從光源發出的復合光中分離出待測元素的特征共振譜線。
? 檢測系統：將光信號轉換為電信號并放大記錄的部件，通常為光電倍增管（PMT）或固態檢測器。
? 數據處理系統：控制儀器運行，采集、處理數據并計算濃度。

關鍵檢測方法

進行AAS檢測的標準流程通常包含以下主要步驟：
1. 樣品前處理：根據樣品類型（固體、液體、生物組織等）選擇合適的消解方法（濕法消解、干法灰化、微波消解等），將樣品轉化為澄清、無有機質的酸溶液，并定容。
2. 標準溶液配制：使用高純金屬鹽或標準儲備液，精確配制覆蓋預期濃度范圍的標準系列溶液。通常需加入與樣品基體相匹配的酸和基體改進劑（特別是石墨爐法）。
3. 儀器條件優化：根據待測元素和所用原子化方式（火焰/石墨爐），設置最佳儀器參數，包括：
  - 波長（選擇最靈敏的共振線）
  - 燈電流
  - 狹縫寬度
  - 燃燒器高度/角度（火焰法）
  - 石墨爐升溫程序（干燥、灰化、原子化、凈化溫度及時間）
  - 載氣/保護氣流量
4. 背景校正：使用氘燈背景校正或塞曼效應背景校正技術消除因分子吸收、光散射等引起的非特征吸收干擾。
5. 測量與校準：
  - 測量標準系列溶液的吸光度，繪制吸光度-濃度標準曲線（通常為線性）。
  - 在相同條件下測量樣品溶液的吸光度。
6. 結果計算：根據樣品吸光度值在標準曲線上查得或通過線性方程計算出待測元素的濃度，并考慮樣品稀釋/濃縮倍數，報告最終結果。

遵循的檢測標準

AAS檢測必須遵循嚴格的國家、行業或國際標準，以確保結果的可比性、準確性和法律效力。常用的部分標準包括：
? 國家標準(GB)：
  - GB 5749 《生活飲用水衛生標準》及其配套檢驗方法（如GB/T 5750.6）中關于金屬的AAS測定方法。
  - GB 5009系列食品安全國家標準（食品中鉛、鎘、總汞、總砷等的測定常用AAS）。
  - GB/T 17138~17141系列土壤質量中金屬元素測定的AAS方法。
  - GB/T 223系列鋼鐵及合金化學分析方法（部分元素用AAS）。
? 環境行業標準(HJ)：
  - HJ 491 《土壤和沉積物銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測定火焰原子吸收分光光度法》
  - HJ 603 《水質鋇的測定石墨爐原子吸收分光光度法》
  - HJ 700系列水質中多種金屬元素的AAS測定方法。
? 國際標準(ISO)：
  - ISO 8288:1986 《水質鈷、鎳、銅、鋅、鎘和鉛的測定火焰原子吸收光譜法》
  - ISO 9174:1998 《水質總鉻的測定原子吸收光譜法》
  - ISO 15586:2003 《水質石墨爐原子吸收光譜法測定痕量元素》
? 美國EPA方法：如EPA 7000B（火焰AAS）、7010（石墨爐AAS）、7473（熱汞原子吸收測汞）等。