等离子体发射光谱仪的发展及其在环境监测中的应用

徐粉燕

[摘要]本文首先介绍了等离子体发射光谱仪的发展，接着就等离子体在水和废水、大气、及其它的环境样品监测中的应用作了综述，希望对相关人士有所帮助。

[关键词]等离子体 环境监测 应用

[中图分类号] X83 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-343-1

1前言

由于等离子体发射光谱仪具有灵敏度高，测量精度好，抗干扰能力相对较强，又能同时进行 多种元素的测定，所以在国内外环境监测中得到了广泛的应用。

2仪器的发展

IC与原有传统发射光谱相结合，早期主要采用多通道式直读光谱仪，它只需要将原有的火花或电弧的光源改变为ICP光源，另外在光电倍增管输出的积分信号的电路略加改变，即可成为一种完整的多通道的ICP光谱仪。这种CIP 光谱仪，光学系统无移动元件，稳定性好，分析精度高，分析速度快。但体积大，造价高，更换分析谱线的灵活性差。80年代初，随着计算机迅速的发展，运算速度加快及硬盘存储量加大，很多的厂商加快程序控制顺序扫描CIP光谱仪研制及推出，这种仪器采用计算机程序控制改变平面光栅角度及出口狭缝移动相结合的技 术，从而提高仪器的分辨能力及测光的定位精度，使得这种仪器得到廣泛的推广应用。它的优点在于分析精度高，分析谱线更换的灵活性强，造价较低。而缺点是分析速度减慢。09年代初，厂商将新型半导体检测器—电荷藕合器件（CD）和电荷注入器件（CID）与传统的中阶梯光栅 光谱仪相结合，组成一种新式商品化CIP 光谱仪，这种仪器具有中阶梯光栅的二维光谱，能同时检测多条析谱线及背景信号的能力，使之有选择分析谱线灵活性和分析速度加快的特点。其缺点是CCD，IcD这种新式检测器，使用寿命短，冷却方式工艺复杂，易出现故障，还需进一 步改进。

3在环境监测中的应用

3.1在水和废水监测中的应用

用原子吸收光谱间接测定阴离子的报导较多。近几年来，等离子体原子光谱间接测定方法的研究也受到人们的关注.对于含量较低的硫酸根间接测定，要求既要使沉淀完全，损失少，又要操作简单、快速、灵敏、准确。廖振寰等报导了以 Ba2十溶液将样品中的硫酸根（SO42-） 沉淀，经陈化、过滤后，用 IC P一A E S 法 测 定滤液中余量Ba2十，从而间接测得硫酸根（SO42-）含量在最佳条件下，此法可准确测定水样中0. 2mg 以上的硫酸根。并指出此法具有化学干扰和光谱干扰小、操作简便、快速、精密度和准确度较好等优点。

龚琦等国采用流动注射一电感藕合等离子体发射光谱联用技术测定了天然水中的钙、镁元素。通过与气动连续进样对比，测出了钙、镁在流动注射进样下的分散系数.提出此法在测定钙、镁含量高的水样时，不需要对试样进行稀释处理。对五个水样中钙、镁的分析结果与 ED T A 络合滴定法相吻合。

许孙曲、许燕编译的文章中提出使用Spcetrolfame连续电感藕合氢等离子体发射光谱仪（SPectr，德国） 测定rC和Cu借助基质匹配法的 SIG，获得了合成水样中c：（ VI ）测定的令人满意的结果。该法的极高分析能力（每小时10个样品） 和 10% 的精确性使得此法能应用于 常规试验室分析不同组成的水样。

胡斌等提出了一种快速、灵敏和直接测定血清和水样中痕量铝的 IC P一A E S 方法。该法测定铝的检出极限为0.5sng / m L，线性范围达4个数量级。通过此法直接测定了血清和自来水中的痕量铝，其分析结果和标准参考物质标定值吻合很好，提出该法是测定痕量铝的有效方法.

刘桂华等将电感祸合等离子体光谱和质谱相结合，建立了水中23种元素 （ Ca、Mg、Fe、Mn、B、Cr、51、Zn、Be、A I、V、Co、Ni、Cu、As、Se、Mo、A g、C d、S b、Ba、T I、P b ）测定的新方法，为水质分析提供了重要手段。经水质标准物质验证及国标法对比，表明方法准确 可靠，已用于深圳市饮水水质的调 查，获得深圳市水源水的准确本底值数据杜晓光等研究了以常压低功率氢微波诱 导等离子体为原 子化器 的原子 吸收光谱法 （A A5 ）测定 水溶液中银和锅。方法已用于试样分析。

Ch i h一S h yu e等，Hwa ngI等，Wa r nke n等用I流动注射一Ie P一M s 测定水样中痕量金属元素如As，Sb，Bi，Hg，zn等都取得了比较满意的结果 Heist e rkam p等用气相色谱 ICp一M S 测定环境水样 有机 Pb 化合物形态。Nowka等l 9}，P caekr等201}用在线 CI P一M S 测定水样中痕量金属J。

3.2在大气监测中的应用

林学辉等建立了采用等离子体发射光谱测定大气气溶胶中金属元素的方法气溶胶样品经密封混合酸消解处理后，直接进行 Al、Ca、M g、K、Na、Mn、Fe、Sr、v 和nzlo 种 元 素 的测定，对 于 0.x一x ：m g 儿 的 样 品测定 6 次的精 密度 好」该方法经国家一级标样验证 可行，已用 于 大批 大气气溶胶样 品的测定李玉武等用等离子体发射光谱法测定大气颗粒物中的无机元素。

3.3在其它环境样品中的应用

曹心德等研究了电感祸 合等离子体原 子发射光谱（ IC P一A E S ） 测定土壤中微量 可溶态稀土元素 （ SR E ES） 的方法，样品测定结果满意，方法简便快速。此法准确可靠，总量与三波长分光光度法测得的值比较相对偏差小于8 %。

贾利等用琉基棉分离富集一感藕等离子体发射光谱法测定河流湖泊底泥中总汞。陈学智等用粉末进样感藕等离子体发射光谱法测定土壤 中多元素`有人用一些特殊的前处理方法来分析汽车尾气中的bP。Kuma ：等用水乳浊液CI P一M S测定挥发油中痕量元素。

4结束语

电感祸合等离子体原子发射光谱法（一和质谱法一以灵敏度高、检出限低、稳定性好、可同时测定多种元素并且方法简便快速等优点已受到世界各国环境监测人员的重视从其应用于实际测定来看，作者认为此法在环境监测 中具有较广泛的应用前景。

参考文献

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[2]龚琦，莫海涛，张信贵.等.流动注射一电感藕合等离子体发射光语法浏定天然水中的钙和 镁]u.光讲实脸室，1 9 9 8，1 5（ 1 ）：8 6一8 9.

[3]许孙曲、许燕编译.用连续电感藕合等离子体一原于发封光谙法间浏定水样中格的形态lu.环境监测管理与技术，1 9 9 7，9（5）：4 6一4.