探究火焰原子吸收分光光度法在環境監測中的應用

袁玉瓊，周 靈

（南充市蓬安生態環境監測站，四川 南充 637800）

人類活動對生態環境的影響越來越大，嚴重的大氣污染、水污染和土壤污染已經成為較為嚴重的社會問題。為了做好生態環境監測工作，監測站需要在實踐中獲取準確的環境信息，了解具體污染類型及污染程度，以便在后期治理工作當中更具針對性和實效性，逐步改善環境質量。火焰原子吸收分光光度法是環境監測中的常用方法，相較于傳統方法而言具有明顯的優勢，可以滿足精確性、高效性要求，提升環境監測工作水平。

1 火焰原子吸收分光光度法的基本概念

原子吸收分光光度法的測量對象是呈原子狀態的金屬元素和部分非金屬元素。待測元素燈發出的特征譜線通過供試品經原子化產生的原子蒸氣時，被蒸氣中待測元素的基態原子所吸收，通過測定輻射光強度減弱的程度，求出供試品中待測元素的含量。火焰原子吸收分光光度法以火焰原子化器為核心設備。生態環境中的鉛、鋅、銅等元素，都可以運用火焰原子吸收分光光度法實施監測，滿足了監測人員的實際需求。

2 火焰原子吸收分光光度法在環境監測中的應用優勢

2.1 靈敏性

相較于傳統監測方法而言，火焰原子吸收分光光度法的靈敏度更高，尤其是隨著設備儀器性能的優化，靈敏度完全可以達到不同條件下的環境監測工作要求。比如在對生態環境中的金屬元素實施測定時，靈敏度可以達到1.0×10-8～1.0×10-10g·mL-1。在所有金屬原子當中，基態原子數量的占比較大，一般不低于99%，保障了環境監測結果的可靠性，當污染物濃度出現較小的變化時，也可以運用火焰原子吸收分光光度法及時測定和評估，為環境保護工作提供可靠的數據參考[1]。

2.2 便捷性

在過往環境監測工作當中，用到的設備儀器和試劑類型較多，加大了工作的繁瑣性，工作效率相對較低。而在火焰原子吸收分光光度法當中，整個過程變得更加簡單易行，設置相應的光源后由基態原子吸收，為了防止各個元素的干擾而影響最終的監測結果，在工作實踐中采用了窄頻吸收的形式，有效控制了監測結果誤差，不同元素的分離也更加高效，減輕了工作人員的負擔。可以在工作中對混合溶液實施快速測定，加快環境監測工作進度。

2.3 精密性

應用火焰原子吸收分光光度法時，溫差相對較大，但是在實踐工作中溫度的影響作用往往較小，因此采用該方法可以獲得更加可靠的監測結果。隨著設備結構與性能的優化，精密化程度也在逐步提高，運用傳統方法結果誤差在2%左右，應用火焰原子吸收分光光度法時能夠將誤差最低降到0.1%左右。

2.4 高效性

對于水環境、土壤環境和大氣環境中微量元素的測定，是環境監測工作的主要內容，采用該技術實施監測時可以在控制誤差的基礎上，提升整體工作效率。經過多次實驗可以確定測定時間在幾分鐘以內，有時甚至在幾秒鐘就能完成一種微量元素的測定，大大加快了環境監測工作的進度。特別是在需要盡快得出測試結果的情況下，該方法具有更加顯著的優勢。

2.5 適用性

隨著污染物類型的增多和污染范圍的逐步擴大，對于環境監測工作的要求也在提高，運用火焰原子吸收分光光度法監測范圍更大，在多種情況下也可以快速完成監測，因此具有良好的適用性[2]。在環境監測工作中，可以針對70余種金屬元素實施高效化測定，因此降低了環境監測中其它設備的投入成本。此外，該技術也可以廣泛應用于農林行業和生物行業等，滿足不同領域工作人員的需求。

3 火焰原子吸收分光光度法在環境監測中應用的影響因素

3.1 光譜干擾

光源狀況是決定火焰原子吸收分光光度法使用效果的關鍵，但是由于組成成分較多，因此存在較多的發射線和雜質等，這是影響監測結果的主要因素之一。光譜干擾因素對于監測結果的影響十分顯著，為了減少監測結果當中的誤差，應該對光源質量實施有效控制，除了可以提高其純度外，還可以降低夾縫的數量，以此獲得更加可靠的環境監測結果。

3.2 物理干擾

火焰原子吸收分光光度法監測結果也會受到不同物理因素的干擾，尤其是在實驗過程中缺乏有效的控制措施，會導致外界環境和測試液等受到污染。特別是隨著鹽溶液和氣態分子的增加，會對散射光線進行吸收，難以保障測定結果的精確度。為了降低該類因素對火焰原子吸收分光光度法的影響，可以在實驗中進行零點調整，同時氘燈光的應用也可以改善實驗測定環境，監測結果更具可靠性。各類元素的原子化也受到試液自身性質的影響，尤其是粘度的影響較大，為了解決該類因素的干擾，則應該運用標準加入法，防止誤差過大而對環境保護工作的實施產生負面影響。

3.3 化學干擾

由于在火焰原子吸收分光光度法測定水環境、土壤環境或者大氣環境中污染物質時，會用到較多的化學試劑，因此化學干擾也成了監測工作中的主要影響因素。不同元素之間可能出現不同程度的化學反應，進而生成相應的化合物，這也是造成干擾的主要原因。比如隨著試劑中PO43-和SO42-的減少，Ca2-的吸收效率會逐漸上升[3]。在測定Mg2+時，往往會受到Al3+的影響，導致測定結果的偏差增大。在環境監測工作當中，對測定溫度加以合理控制，可以有效降低化學干擾因素的影響。

4 火焰原子吸收分光光度法在環境監測中的應用措施

4.1 鉛元素測定

鉛元素是一種嚴重危害人類健康的重金屬元素，它可影響神經、造血、消化、泌尿、生殖和發育、心血管、內分泌、免疫、骨骼等各類器官，更為嚴重的是，它影響嬰幼兒的生長和智力發育，損傷認知功能、神經行為和學習記憶等腦功能，嚴重者造成癡呆。人體中鉛的主要來源于污染的水體及食品，因此檢測排放污水中鉛的含量對于人體健康具有很重要的意義。火焰原子吸收光度法能有效地測出廢水中鉛的含量，該方法在廢水治理中有十分重要的意義。其中主要采用鉛空心陰極燈、石墨電熱板和火焰原子吸收器實施測定。實驗中用到的試劑包括金屬標準貯備液、優級純硝酸和優級純高氯酸等。控制波長在283.3 nm左右，燈電流在10.0 mA左右，狹縫為0.7 nm。操作液分為6個等級，分別為：0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.0 mL，并且存放在100 mL容量瓶中，運用0.2%硝酸稀釋搖勻，繪制標準曲線[4]。運用火焰原子吸收分光光度法測定鉛元素回收率在90%～110%之間，精確性可以滿足實踐工作要求。

4.2 銅、鋅元素測定

水環境狀況也是決定作物生長情況和農業生產水平的關鍵，因此應該在環境監測中對其中的銅、鋅元素實施測定。雖然在植物的生長中需要補充適量的銅、鋅元素，但是隨著含量的增加會對其造成一定抑制，同時也會造成水環境性質的改變，不利于我國農業生產。在測定工作前應該對水樣實施處理，清理其中的雜物，儲存在低溫、干燥的環境當中。在實驗中采用的儀器包括空心陰極燈、火焰原子吸收法配置乙炔氣瓶和乙炔-空氣燃燒器、原子吸收分光光度計等。實驗中用到的化學藥品包括金屬標準貯備液、優級純高氯酸、優級純硝酸等。在測定銅元素和鋅元素時，波長分別控制在324.7 nm和213.8 nm左右，狹縫和燈電流分別為0.2 nm和2.0 mA。在應用火焰原子吸收分光光度法測定銅、鋅元素時，借助于微波消極技術加以輔助，可以有效降低整體能耗，而且提高了測定速度，獲得更加可靠的監測結果[5]。

4.3 鎳元素測定

鎳元素是工業污水中的主要元素，直接排放到周圍水體當中會造成嚴重的污染問題，在傳統模式下往往采用二甲基乙二醛肟分光光度法，但是其具有一定的繁瑣性弊端，容易受到外界因素的干擾。采用火焰原子吸收分光光度法實施測定，能夠降低試劑量，而且不會造成二次污染。在實驗中應該對各類儀器的性能實施檢查，包括原子吸收分光光度儀、鎳空心陰極燈等，試劑主要包括鎳單元素標準貯備溶液、硝酸溶液等。控制測試波長和燈電流分別為232.0 nm和4 mA。在測定前針對樣品做好嚴格處理，確定鎳總量，控制樣品的pH值在1～2左右，設置相應的空白實驗。標準溶液的濃度分為6個梯度，分別為：0.00 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L和3.00 mg/L，通過標準曲線進行分析[6]。相較傳統方法而言，在鎳元素測定中，運用火焰原子吸收分光光度法可以降低外界的干擾，同時具有簡單高效的特點，獲得數據結果更具精確性。

5 火焰原子吸收分光光度法在環境監測中的質量控制策略

5.1 完善制度體系

環境監測具有系統性和綜合性的特點，因此在工作當中應該建立完善的規章制度，確保各項監測工作有條不紊地推進，防止出現混亂。首先，應該構建完善的責任機制。在應用該方法實施環境監測時，應該明確監測站中各個部門的職責，在明確分工的基礎上提高彼此的配合度，為監測工作創造良好的內部條件。了解不同環節的監測要點及難點，實現制度體系的全面細化與調整，確保在每一個工作環節都有明確的制度作為約束[7]。其次，應該構建完善的考核評價機制。針對環境監測的質量實施評價，并且與工作人員的薪酬掛鉤，從而提高工作積極性，降低人為因素對監測工作的干擾。

5.2 加強過程監管

5.2.1 方法控制

選擇合理的監測方法并且對各個要點實施控制，也可以發揮火焰原子吸收分光光度法的作用及優勢，改善監測數據的質量。在采樣過程中應該確定合理的監測點，確保數量及位置的合理性，能夠準確反映該地區的環境狀況，提高數據的代表性及準確性。在樣本采集過程中，應該制定明確的流程和方法，并由專業人員實施記錄和分析，防止對樣品造成污染。在保存和運輸過程中選擇特定的器皿，同時做好防護工作，防止在運達實驗室后出現較大的變化[8]。采用全過程控制方法，對過往實驗工作進行總結與反思，掌握實驗室操作的要點及難點，通過改善操作方法與技巧，提高數據精確性。在數據整理中做好復核工作，及時剔除其中的異常數據，必要時重新進行測定。

5.2.2 儀器設備控制

在環境監測中會用到較多的儀器設備，其先進性和靈敏性、精度也在逐漸提高，只有保障儀器設備的良好工作性能，才能為工作推進奠定可靠保障。為此，在采用火焰原子吸收分光光度法時，應該提前對各類儀器設備實施檢查，確保其各項性能參數達到規定要求。長時間使用后還應該加以計量檢定，防止儀器不合格而引發較大的實驗誤差[9]。在儀器設備使用后應該及時做好養護工作，這樣做不僅可以延長使用壽命，還可以為下一次使用做好準備，提高環境監測工作效率。

5.2.3 環境控制

實驗室環境也是影響監測工作成效的主要因素，因此應該做好環境控制工作，改善實驗室環境，降低外界因素的干擾。建立完善的實驗室管理制度，定期對實驗室進行清理，防止灰塵和雜物等對實驗測定過程形成較大的干擾。加強對實驗室進出人員的管控，避免隨意進出，加強對樣品和實驗儀器的保護。及時做好實驗室的防火、防毒和防腐蝕處理，改善操作環境，實驗室用水也應該達到標準要求，防止水中雜質過多而干擾實驗結果。實驗器皿也應該進行定期清洗并晾曬，嚴格檢查各類化學試劑的質量，防止使用超期產品。

5.3 提高人員素養

環境監測工作的復雜度在不斷加大，因此在工作中應該做好人員培訓工作，使其掌握火焰原子吸收分光光度法的基本原理和操作方法、要點，了解設備的性能及使用技巧，防止操作失誤而引發安全事故，同時改善監測環境。提高工作人員的責任意識，使其在工作中保持高度責任心。與各部門人員做好交流與溝通，及時對監測中的異常問題進行處理，消除其中的隱患[10]。規范操作行為，在監測工作中做好人員監督與管理，構建一支高素質的環境監測隊伍。

6 結語

在環境監測工作當中，可以運用火焰原子吸收分光光度法獲得更加可靠的監測結果，為環境質量評估和環境治理提供保障。火焰原子吸收分光光度法具有較強的靈敏性、便捷性、精密性、高效性和適用性等特點，受到業內人士的廣泛歡迎。但是，由于多種干擾因素的存在，也會導致火焰原子吸收分光光度法的應用成效受到影響，例如光譜干擾、物理干擾和化學干擾等。為此，監測環節中應該嚴格控制技術工藝要點，降低監測結果的誤差，包括鉛、銅、鋅元素測定和鎳元素測定等，都應該盡量減小誤差。此外，還應該通過完善制度保障、加強過程監管和提高人員素養等途徑，構建火焰原子吸收分光光度法質量控制體系，達到環境監測的相關標準要求，體現出監測結果的實用價值。