探究火焰原子吸收分光光度法在环境监测中的应用

袁玉琼，周 灵

（南充市蓬安生态环境监测站，四川 南充 637800）

人类活动对生态环境的影响越来越大，严重的大气污染、水污染和土壤污染已经成为较为严重的社会问题。为了做好生态环境监测工作，监测站需要在实践中获取准确的环境信息，了解具体污染类型及污染程度，以便在后期治理工作当中更具针对性和实效性，逐步改善环境质量。火焰原子吸收分光光度法是环境监测中的常用方法，相较于传统方法而言具有明显的优势，可以满足精确性、高效性要求，提升环境监测工作水平。

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测量对象是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素。待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素的含量。火焰原子吸收分光光度法以火焰原子化器为核心设备。生态环境中的铅、锌、铜等元素，都可以运用火焰原子吸收分光光度法实施监测，满足了监测人员的实际需求。

2 火焰原子吸收分光光度法在环境监测中的应用优势

2.1 灵敏性

相较于传统监测方法而言，火焰原子吸收分光光度法的灵敏度更高，尤其是随着设备仪器性能的优化，灵敏度完全可以达到不同条件下的环境监测工作要求。比如在对生态环境中的金属元素实施测定时，灵敏度可以达到1.0×10-8～1.0×10-10g·mL-1。在所有金属原子当中，基态原子数量的占比较大，一般不低于99%，保障了环境监测结果的可靠性，当污染物浓度出现较小的变化时，也可以运用火焰原子吸收分光光度法及时测定和评估，为环境保护工作提供可靠的数据参考[1]。

2.2 便捷性

在过往环境监测工作当中，用到的设备仪器和试剂类型较多，加大了工作的繁琐性，工作效率相对较低。而在火焰原子吸收分光光度法当中，整个过程变得更加简单易行，设置相应的光源后由基态原子吸收，为了防止各个元素的干扰而影响最终的监测结果，在工作实践中采用了窄频吸收的形式，有效控制了监测结果误差，不同元素的分离也更加高效，减轻了工作人员的负担。可以在工作中对混合溶液实施快速测定，加快环境监测工作进度。

2.3 精密性

应用火焰原子吸收分光光度法时，温差相对较大，但是在实践工作中温度的影响作用往往较小，因此采用该方法可以获得更加可靠的监测结果。随着设备结构与性能的优化，精密化程度也在逐步提高，运用传统方法结果误差在2%左右，应用火焰原子吸收分光光度法时能够将误差最低降到0.1%左右。

2.4 高效性

对于水环境、土壤环境和大气环境中微量元素的测定，是环境监测工作的主要内容，采用该技术实施监测时可以在控制误差的基础上，提升整体工作效率。经过多次实验可以确定测定时间在几分钟以内，有时甚至在几秒钟就能完成一种微量元素的测定，大大加快了环境监测工作的进度。特别是在需要尽快得出测试结果的情况下，该方法具有更加显著的优势。

2.5 适用性

随着污染物类型的增多和污染范围的逐步扩大，对于环境监测工作的要求也在提高，运用火焰原子吸收分光光度法监测范围更大，在多种情况下也可以快速完成监测，因此具有良好的适用性[2]。在环境监测工作中，可以针对70余种金属元素实施高效化测定，因此降低了环境监测中其它设备的投入成本。此外，该技术也可以广泛应用于农林行业和生物行业等，满足不同领域工作人员的需求。

3 火焰原子吸收分光光度法在环境监测中应用的影响因素

3.1 光谱干扰

光源状况是决定火焰原子吸收分光光度法使用效果的关键，但是由于组成成分较多，因此存在较多的发射线和杂质等，这是影响监测结果的主要因素之一。光谱干扰因素对于监测结果的影响十分显著，为了减少监测结果当中的误差，应该对光源质量实施有效控制，除了可以提高其纯度外，还可以降低夹缝的数量，以此获得更加可靠的环境监测结果。

3.2 物理干扰

火焰原子吸收分光光度法监测结果也会受到不同物理因素的干扰，尤其是在实验过程中缺乏有效的控制措施，会导致外界环境和测试液等受到污染。特别是随着盐溶液和气态分子的增加，会对散射光线进行吸收，难以保障测定结果的精确度。为了降低该类因素对火焰原子吸收分光光度法的影响，可以在实验中进行零点调整，同时氘灯光的应用也可以改善实验测定环境，监测结果更具可靠性。各类元素的原子化也受到试液自身性质的影响，尤其是粘度的影响较大，为了解决该类因素的干扰，则应该运用标准加入法，防止误差过大而对环境保护工作的实施产生负面影响。

3.3 化学干扰

由于在火焰原子吸收分光光度法测定水环境、土壤环境或者大气环境中污染物质时，会用到较多的化学试剂，因此化学干扰也成了监测工作中的主要影响因素。不同元素之间可能出现不同程度的化学反应，进而生成相应的化合物，这也是造成干扰的主要原因。比如随着试剂中PO43-和SO42-的减少，Ca2-的吸收效率会逐渐上升[3]。在测定Mg2+时，往往会受到Al3+的影响，导致测定结果的偏差增大。在环境监测工作当中，对测定温度加以合理控制，可以有效降低化学干扰因素的影响。

4 火焰原子吸收分光光度法在环境监测中的应用措施

4.1 铅元素测定

铅元素是一种严重危害人类健康的重金属元素，它可影响神经、造血、消化、泌尿、生殖和发育、心血管、内分泌、免疫、骨骼等各类器官，更为严重的是，它影响婴幼儿的生长和智力发育，损伤认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能，严重者造成痴呆。人体中铅的主要来源于污染的水体及食品，因此检测排放污水中铅的含量对于人体健康具有很重要的意义。火焰原子吸收光度法能有效地测出废水中铅的含量，该方法在废水治理中有十分重要的意义。其中主要采用铅空心阴极灯、石墨电热板和火焰原子吸收器实施测定。实验中用到的试剂包括金属标准贮备液、优级纯硝酸和优级纯高氯酸等。控制波长在283.3 nm左右，灯电流在10.0 mA左右，狭缝为0.7 nm。操作液分为6个等级，分别为：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，运用0.2%硝酸稀释摇匀，绘制标准曲线[4]。运用火焰原子吸收分光光度法测定铅元素回收率在90%～110%之间，精确性可以满足实践工作要求。

4.2 铜、锌元素测定

水环境状况也是决定作物生长情况和农业生产水平的关键，因此应该在环境监测中对其中的铜、锌元素实施测定。虽然在植物的生长中需要补充适量的铜、锌元素，但是随着含量的增加会对其造成一定抑制，同时也会造成水环境性质的改变，不利于我国农业生产。在测定工作前应该对水样实施处理，清理其中的杂物，储存在低温、干燥的环境当中。在实验中采用的仪器包括空心阴极灯、火焰原子吸收法配置乙炔气瓶和乙炔-空气燃烧器、原子吸收分光光度计等。实验中用到的化学药品包括金属标准贮备液、优级纯高氯酸、优级纯硝酸等。在测定铜元素和锌元素时，波长分别控制在324.7 nm和213.8 nm左右，狭缝和灯电流分别为0.2 nm和2.0 mA。在应用火焰原子吸收分光光度法测定铜、锌元素时，借助于微波消极技术加以辅助，可以有效降低整体能耗，而且提高了测定速度，获得更加可靠的监测结果[5]。

4.3 镍元素测定

镍元素是工业污水中的主要元素，直接排放到周围水体当中会造成严重的污染问题，在传统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琐性弊端，容易受到外界因素的干扰。采用火焰原子吸收分光光度法实施测定，能够降低试剂量，而且不会造成二次污染。在实验中应该对各类仪器的性能实施检查，包括原子吸收分光光度仪、镍空心阴极灯等，试剂主要包括镍单元素标准贮备溶液、硝酸溶液等。控制测试波长和灯电流分别为232.0 nm和4 mA。在测定前针对样品做好严格处理，确定镍总量，控制样品的pH值在1～2左右，设置相应的空白实验。标准溶液的浓度分为6个梯度，分别为：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，通过标准曲线进行分析[6]。相较传统方法而言，在镍元素测定中，运用火焰原子吸收分光光度法可以降低外界的干扰，同时具有简单高效的特点，获得数据结果更具精确性。

5 火焰原子吸收分光光度法在环境监测中的质量控制策略

5.1 完善制度体系

环境监测具有系统性和综合性的特点，因此在工作当中应该建立完善的规章制度，确保各项监测工作有条不紊地推进，防止出现混乱。首先，应该构建完善的责任机制。在应用该方法实施环境监测时，应该明确监测站中各个部门的职责，在明确分工的基础上提高彼此的配合度，为监测工作创造良好的内部条件。了解不同环节的监测要点及难点，实现制度体系的全面细化与调整，确保在每一个工作环节都有明确的制度作为约束[7]。其次，应该构建完善的考核评价机制。针对环境监测的质量实施评价，并且与工作人员的薪酬挂钩，从而提高工作积极性，降低人为因素对监测工作的干扰。

5.2 加强过程监管

5.2.1 方法控制

选择合理的监测方法并且对各个要点实施控制，也可以发挥火焰原子吸收分光光度法的作用及优势，改善监测数据的质量。在采样过程中应该确定合理的监测点，确保数量及位置的合理性，能够准确反映该地区的环境状况，提高数据的代表性及准确性。在样本采集过程中，应该制定明确的流程和方法，并由专业人员实施记录和分析，防止对样品造成污染。在保存和运输过程中选择特定的器皿，同时做好防护工作，防止在运达实验室后出现较大的变化[8]。采用全过程控制方法，对过往实验工作进行总结与反思，掌握实验室操作的要点及难点，通过改善操作方法与技巧，提高数据精确性。在数据整理中做好复核工作，及时剔除其中的异常数据，必要时重新进行测定。

5.2.2 仪器设备控制

在环境监测中会用到较多的仪器设备，其先进性和灵敏性、精度也在逐渐提高，只有保障仪器设备的良好工作性能，才能为工作推进奠定可靠保障。为此，在采用火焰原子吸收分光光度法时，应该提前对各类仪器设备实施检查，确保其各项性能参数达到规定要求。长时间使用后还应该加以计量检定，防止仪器不合格而引发较大的实验误差[9]。在仪器设备使用后应该及时做好养护工作，这样做不仅可以延长使用寿命，还可以为下一次使用做好准备，提高环境监测工作效率。

5.2.3 环境控制

实验室环境也是影响监测工作成效的主要因素，因此应该做好环境控制工作，改善实验室环境，降低外界因素的干扰。建立完善的实验室管理制度，定期对实验室进行清理，防止灰尘和杂物等对实验测定过程形成较大的干扰。加强对实验室进出人员的管控，避免随意进出，加强对样品和实验仪器的保护。及时做好实验室的防火、防毒和防腐蚀处理，改善操作环境，实验室用水也应该达到标准要求，防止水中杂质过多而干扰实验结果。实验器皿也应该进行定期清洗并晾晒，严格检查各类化学试剂的质量，防止使用超期产品。

5.3 提高人员素养

环境监测工作的复杂度在不断加大，因此在工作中应该做好人员培训工作，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、要点，了解设备的性能及使用技巧，防止操作失误而引发安全事故，同时改善监测环境。提高工作人员的责任意识，使其在工作中保持高度责任心。与各部门人员做好交流与沟通，及时对监测中的异常问题进行处理，消除其中的隐患[10]。规范操作行为，在监测工作中做好人员监督与管理，构建一支高素质的环境监测队伍。

6 结语

在环境监测工作当中，可以运用火焰原子吸收分光光度法获得更加可靠的监测结果，为环境质量评估和环境治理提供保障。火焰原子吸收分光光度法具有较强的灵敏性、便捷性、精密性、高效性和适用性等特点，受到业内人士的广泛欢迎。但是，由于多种干扰因素的存在，也会导致火焰原子吸收分光光度法的应用成效受到影响，例如光谱干扰、物理干扰和化学干扰等。为此，监测环节中应该严格控制技术工艺要点，降低监测结果的误差，包括铅、铜、锌元素测定和镍元素测定等，都应该尽量减小误差。此外，还应该通过完善制度保障、加强过程监管和提高人员素养等途径，构建火焰原子吸收分光光度法质量控制体系，达到环境监测的相关标准要求，体现出监测结果的实用价值。