原子吸收法在地矿水土检测中的应用分析

苗 艳

（新疆地矿局第一水文工程地质大队，乌鲁木齐 830000）

原子吸收法是一项仪器分析技术，它在地矿水土检测中的应用越来越广泛[1-3]。原子吸收法主要分为火焰原子吸收光谱法、氢化物发生法和石墨炉原子吸收光谱法，每种方法的应用优势各不相同[4-7]。在地矿开发过程中，地质矿物元素含量检测分析具有重要的意义，因此原子吸收法有效应用于地矿水土检测中。

1 原子吸收法概述

1.1 工作原理

原子吸收法也叫作原子吸收分光光度法，根据工作原理，每个元素原子能级、结构特点较为固定，辐射光源通过原子蒸汽时，原子不同，能量吸收也存在较大的不同，在此期间，原子会从基态慢慢转为激发态，而且会出现跃迁[8-10]。当跃迁频率和能量辐射频率较为接近时，便会产生原子共振吸收现象，其规律相对固定，这也是原子吸收法的核心理论。

1.2 应用优势

在地矿水土检测中，原子吸收法具有较大的应用价值[11-14]，其应用优势主要表现在3个方面。其一，选择性较强。原子吸收法具有比较宽的吸收带宽，与其他技术相比，测定速度更快，能够实现自动化操作。其他地矿水土检测方法需要详细分析发射光谱，若待测元素辐射线和共存元素分离，则会影响其表观强度。原子吸收法不会被发射光谱线影响，它只能在主线基础上转换，谱线宽度不够，所以不会重叠，能够避免干扰。其二，分析范围较广。该方法检测方式多，能够检测微量元素与超痕量元素，还能够对水土中主量元素含量进行检测。其三，灵敏度较高。对于大多数元素，该方法常规检测全部符合要求。该方法操作便捷，灵敏度高，能够有效提升检测效率。如表1所示，原子吸收法主要分为3种，每种方法的应用优势各不相同。

表1 原子吸收法的分类

2 原子吸收法的主要技术手段

2.1 火焰原子吸收光谱法

火焰原子吸收光谱法应用范围广，对于大多数元素，它具有较高的检出限，操作方便快捷，成本较低。在实验室检测中，使用频率较高的为空气-乙炔火焰，其温度较低，但也暴露部分应用弊端，如高熔点元素原子化、高沸点元素原子化。预混合氧-乙炔火焰可以提高火焰温度，将其应用在火焰原子吸收光谱法中，可以解决高温元素无法原子化的问题，提高原子化速度，避免出现化学干扰[15-17]。火焰原子吸收光谱法容易受到原子化效率的影响，定量分析灵敏度不高，无法对含量较低的样品进行测定。

2.2 氢化物发生法

氢化物发生法具有较高的灵敏度，适用于测定容易形成不稳定氢化物的元素，如汞、砷、硒、锡、铅、铋等。使用火焰原子吸收光谱法对这些元素进行检测时，灵敏度不高，若在酸性介质中使用硼氢化钠对其进行处理，其便会被还原，形成气状氢化物，从而降低其检出限。氢化物发生法能够将基体和分析元素分离，进样效率高，抗干扰能力强[18]，操作简单快捷，分析精度高，符合环境样品检测要求。

2.3 石墨炉原子吸收光谱法

与火焰原子吸收光谱法相比，石墨炉原子吸收光谱法检测效率较低，一般在单个元素检测中较为常用。当火焰原子吸收光谱法检出限不符合相关要求时，可以选择石墨炉原子吸收光谱法检测。

3 试验分析

原子吸收法可以应用在地矿水土检测中。在地矿开发中，检测地质矿物元素含量意义重大。在地矿水土检测中，原子吸收法可以快速测定金属含量。通常，金属含量检测分为3步。一是分离金属，将其中杂质去除；二是富集金属元素；三是应用原子吸收法检测金属含量。经试验，该方法具有较大的应用优势，成本较低，检测效率较高。

3.1 试验过程

地矿水土检测需要使用的设备有火焰原子吸收光谱仪、空心阴极灯和燃烧器。化学试剂有盐酸、硝酸、高锰酸钾和氯化钠，皆为分析纯。本试验将地矿样品的金含量作为研究对象。在正式试验之前，先对地矿样品进行预处理，准确称量10 g样品，将其放在瓷坩埚中，然后送入马弗炉进行灼烧，温度设为500 ℃，时间控制在4 h，然后进行冷处理。将生成物放到烧杯中，添加适量纯净水并加入混酸，然后放到加热板上进行加热消解。完成消解后，全方位进行观察，再对其加热蒸发，使其处于干燥状态。将盐酸溶液与样品混合，再使用去离子水对溶液进行稀释。将其煮沸后冷却，对最终产物进行过滤、洗涤，合并滤液，再将其稀释，然后进行检测。试验结果显示，金的加标回收率保持在97.3%～103.5%。在检测过程中，按照相关标准规定进行规范操作，保证样品测定结果的精确性。应用火焰原子吸收光谱法，检测值与标准值一致，这说明该方法的精确度较高，应用效果较好。

3.2 干扰消除方法

3.2.1 物理干扰

在地矿水土检测中，原子吸收法的应用难免会遇到物理干扰。物理干扰是指样品检测过程会出现蒸发和原子化等现象，使得样品物理性质发生较大的变化，原子对信号的吸收可能会出现一定误差。此类物理干扰很难避免，要做好预处理，防止影响范围扩大。不同介质的物理状态不同，会影响测量结果，因此要对介质性质进行全面监测，观察其是否有变化[19]。在地矿样品检测中，要对其黏度进行观察，若黏度下降，则会降低吸喷速率，影响喷雾效果，对金元素原子化产生较大的影响。同时，火焰吸收线、光源也有干扰，若有吸收线重叠现象，则只能对共存原子信号进行检测。对于物理干扰，通常通过分离干扰元素或采用其他分析线将其排除。原子密度在物理干扰中受到很大的影响，可以采用稀释法调节金含量较高的溶液，降低物理干扰[20]。

3.2.2 化学干扰

在地矿水土检测中，金元素的测定容易受到化学干扰。在地矿样品中，金与其他元素未完全分离，或者因为共存组合，生成难分离的化合物，增加金解离难度，影响金原子化效率。如果不能及时解离地矿样品中的金元素，则会产生化学干扰。想要排除化学干扰，可以在金溶解液中适当添加缓释剂，有效解离金元素，需要注意的是，应结合实际情况，把控好添加量[21]。若缓释剂选择不合理，则会增加解离难度。金元素与其他共存元素结合，会生成新化合物，因此可以添加保护剂，增加难溶性，有效减少新化合物生成，排除化学干扰。

4 结语

在地矿水土检测中，原子吸收法具有极大的应用优势，其应用范围广，选择性强，灵敏度高。原子吸收法的类型较多，其中火焰原子吸收光谱法具有较高的精准性，成本较低，能够为地矿水土检测提供有效技术支持。在地质矿物元素分析中，原子吸收法的应用可能会受到物理干扰和化学干扰，要结合具体情况，合理选择应对方法，保证地矿水土检测效果。