石墨爐原子吸收光譜分析法的創(chuàng)始人利沃夫于 1956 年開始對(duì)石墨爐進(jìn)行研究， 經(jīng)過不斷改進(jìn)， 石墨 爐逐步發(fā)展起來并形成了完善的機(jī)理， 并在環(huán)境、 食品 等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛應(yīng)用。 石墨爐原子吸收分光法具有靈 敏度較高且檢出限低的優(yōu)點(diǎn)， 是當(dāng)前重金屬含量檢測的 主要方法。 而石墨爐原子吸收分光光度計(jì)的高靈敏性又 使得其對(duì)檢測條件的要求非?？量?， 任何外部細(xì)微的變 化都會(huì)影響檢測結(jié)果， 因此， 對(duì)于檢測人員技術(shù)、 檢測 環(huán)境、 器皿以及試劑都提出了更高的要求。

 1 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)工作原理及注意事項(xiàng)

 1.1 工作原理及特點(diǎn) 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)的工作原理是， 在高溫 環(huán)境下將待檢測元素的化合物進(jìn)行原子化， 使其分解為 基態(tài)原子。 當(dāng)銳線光源發(fā)射的特征輻射線， 穿過具有一 定厚度的原子蒸氣時(shí)， 待測元素的基態(tài)原子能夠吸收一 部分的光。 根據(jù)朗伯-比爾定律， 通過吸光度值可以計(jì) 算出待測元素的具體含量。 這種檢定方法具有高靈敏性、 高度、 高精密性、 低檢出限以及自動(dòng)進(jìn)樣、 操作流程簡單的特點(diǎn)， 在金屬 元素的痕量分析中應(yīng)用廣泛。 此外， 通過對(duì)石墨爐的升 溫程序進(jìn)行合理設(shè)定， 能夠?qū)w的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變， 降低待測元素化合物原子化過程中的各種干擾。

 1.2 儀器結(jié)構(gòu) 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)檢定儀器共由六部分組 成， 即主機(jī)、 微機(jī)、 顯示器、 打印機(jī)、 紅外測溫儀以及 石墨爐電源。 其中主機(jī)又分為四個(gè)系統(tǒng)： 光源室、 樣品 室、 分光系統(tǒng)以及電學(xué)系統(tǒng)。

 1.3 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)檢定注意事項(xiàng)

 1.3.1 干燥參數(shù)的選擇 通常， 將電流、 升溫速率以及加熱后保持的時(shí)間作為干燥參數(shù)的選擇依據(jù)， 而該儀器的實(shí)際工作電流和輸 入電流值其實(shí)不同， 非常不易掌握。 如果電流過低或是 保持的時(shí)間較短， 將無法有效揮發(fā)石墨管內(nèi)的水分和酸 類， 因此在灰化階段容易出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象， 石英窗片上容 易沾上濺出的液體， 使得吸光度值增加， 導(dǎo)致吸收峰出 現(xiàn)偏差； 如果干燥溫度過高， 或是儀器升溫速度太快， 同樣會(huì)導(dǎo)致檢定樣品出現(xiàn)沸濺情況， 如果樣品濺至石墨 管內(nèi)表面， 也會(huì)導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差。 啟動(dòng)加熱程序 后要對(duì)吸光度的變化情況進(jìn)行觀察， 并根據(jù)實(shí)際情況對(duì) 電流值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)， 使吸光度在加熱 15 s 左右恢復(fù) 到 0， 而此時(shí)的電流值就是石墨爐原子吸收法檢定的干燥電流 。

 1.3.2 冷卻水的調(diào)節(jié) 部分石墨爐原子吸收分光光度計(jì)本身沒有循環(huán)冷卻 水系統(tǒng)， 因此待測元素化合物的原子化過程和冷卻效果 將會(huì)受到外界各種因素的影響。 在此過程中， 要想降低 水壓變化的影響， 可以采取將排水口縮小的方式， 也就 是說加大進(jìn)水管， 減小出水口， 并對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)， 在 常溫下以 2.0 L/min ， 冬天應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少流量。 通過對(duì)樣品測定過程中吸收峰的形狀進(jìn)行分析， 也能判 斷冷水流量是否合適。 如果冷卻水流量超出一定范圍， 那么出峰時(shí)間也會(huì)相應(yīng)延長。

 1.3.3 試劑要求 在配置試劑以及標(biāo)準(zhǔn)溶液的選擇上應(yīng)當(dāng)使用去離子 水， 同時(shí)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中的水也應(yīng)當(dāng)采用去離子水， 這主要是由于如果采取自來水， 會(huì)容易因水質(zhì)過硬產(chǎn)生 水垢， 從而造成水路堵塞， 因此， 還應(yīng)當(dāng)定期對(duì)循環(huán)系 統(tǒng)中的水進(jìn)行更換。

1.3.4 器皿要求 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)所用的玻璃器皿， 必須在 20%~30%的硝酸溶液中浸泡后， 沖洗干凈 方可進(jìn)行使用。

2 檢定中常見問題及解決方法

 2.1 石墨管的選擇 石墨管的種類繁多， 較為常見的有普通高密度石墨 管、 熱解涂層石墨管以及平臺(tái)石墨管。 普通石墨管可用 于測定各種元素， 特別是原子化溫度低的元素； 熱解石 墨管分析易形成碳化物的元素； 平臺(tái)石墨管的特點(diǎn)是將 樣品溶液注射到平臺(tái)上， 利用不同的加熱程序， 將液體 樣品性質(zhì)對(duì)分析的影響降至小。 在對(duì) Cd 元素進(jìn)行檢 測時(shí)通常選用平臺(tái)石墨管， 但在檢定過程中發(fā)現(xiàn)， 部分 儀器并沒有安裝相應(yīng)的石墨管， 造成測量讀數(shù)的漂移和 波動(dòng)， 導(dǎo)致檢測線性和重復(fù)性不高， 因此應(yīng)在每次檢定 前根據(jù)被檢測元素更換相應(yīng)的新石墨管， 同時(shí)樣品的檢 測分析必須在老化后方可進(jìn)行， 這樣能夠有效排除石墨 管對(duì)樣品檢測結(jié)果的影響。

2.2 石墨爐升溫程序的設(shè)定 石墨爐的升溫程序根據(jù)待檢測元素的不同而有變 化， 升溫程序主要包含： 凈化溫度、 灰化以及原子化 等。 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)在檢測時(shí)所需的條件較 為苛刻， 必須對(duì)元素進(jìn)行全面的檢定， 而石墨爐的溫度 將會(huì)直接影響檢測結(jié)果。 當(dāng)灰化溫度逐步升高時(shí)， 就能 夠使得基態(tài)原子*灰化。 但是如果灰化溫度過高， 將 會(huì)影響待測元素， 從而導(dǎo)致石墨爐吸收分光的光度值下 降， 進(jìn)而對(duì)石墨爐的檢出限產(chǎn)生一定影響。 950 ℃是石 墨爐所能承受的高灰化溫度， 在此條件下， 部分元素 諸如 Cd 元素的吸收值將無法測量到， 這就需要測定人 員對(duì)灰化溫度進(jìn)行調(diào)控， 選擇適宜的溫度來確保相關(guān)元 素測量檢定工作的開展 [2]。 在不同灰化溫度下， 不同濃 度溶液的 Cd 元素吸光度值變化情況如表1 所示。
上述數(shù)據(jù)顯示， 當(dāng)灰化溫度不同時(shí)， Cd 元素的吸 光度值體現(xiàn)良好， 能夠有效降低檢定中的線性誤差。

2.3 自動(dòng)進(jìn)樣器的調(diào)整 儀器的重復(fù)性和測量線性誤差在一定程度上與自動(dòng) 進(jìn)樣的體積和位置具有密切聯(lián)系。 在石墨爐原子吸收分光光度計(jì)檢定過程中， 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)儀器重復(fù)性和測量線 性誤差較大的情況， 通過手動(dòng)進(jìn)樣后可以發(fā)現(xiàn)， 出現(xiàn)這 種情況的原因就是自動(dòng)進(jìn)樣器調(diào)整的不合適。 這就需要 對(duì)自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣針的位置進(jìn)行反復(fù)調(diào)整， 通常石墨管 內(nèi) 2/3~3/4 之間的位置是自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣針應(yīng)當(dāng)深入的 位置， 原則上進(jìn)樣針不要接觸石墨管底部且樣品進(jìn) 出不能有液體帶出， 同時(shí)進(jìn)樣針應(yīng)當(dāng)垂直從石墨管的中 心穿過。 如果自動(dòng)進(jìn)樣器出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象， 或者重復(fù)性 差， 也會(huì)導(dǎo)致每次進(jìn)樣管進(jìn)入的位置出現(xiàn)偏差， 從而導(dǎo) 致滴液沾到進(jìn)樣孔或是石墨管壁上， 并對(duì)檢定結(jié)果造成 一定的影響。

2.4 冷卻劑泄露 石墨爐原子吸收分光光度計(jì)檢定過程中使用的冷卻 劑， 通常是 1:10 的甘油水溶液， 其作用是降低石墨爐 的溫度。 在儀器使用過程中易發(fā)生冷卻劑泄露現(xiàn)象。 冷 卻水系統(tǒng)其實(shí)是一種循環(huán)系統(tǒng)， 具有很多節(jié)點(diǎn)， 如果長 期使用， 受腐蝕、 松動(dòng)等因素的影響， 極易造成節(jié)點(diǎn)處 出現(xiàn)冷卻劑泄露的現(xiàn)象 [3]。 此外， 冷卻劑儲(chǔ)存器也會(huì)發(fā) 生泄露， 這是由于冷卻劑儲(chǔ)存器大都是由鋁制成的， 冷 卻劑具有腐蝕性， 會(huì)與鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而導(dǎo)致儲(chǔ)存器 泄露。 值得注意的是， 冷卻劑的配置切記不可使用去離 子水， 一般采用無沉淀的飲用水。 在日常使用過程中， 如果在儀器下面發(fā)現(xiàn)冷卻液， 那么就要考慮是系統(tǒng)出現(xiàn) 泄露， 必須立即進(jìn)行檢修。 如果是存儲(chǔ)器出現(xiàn)泄露， 需 要將儲(chǔ)存器拆卸后進(jìn)行注入檢測， 并用記號(hào)筆對(duì)滲漏點(diǎn) 進(jìn)行標(biāo)記， 如果漏點(diǎn)不大直接用膠水粘住即可； 如果是 節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)泄露， 將漏點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)截取一小段， 然后重新 用卡緊即可。

3 結(jié)束語

 在石墨爐原子吸收分光光度計(jì)檢定過程中還存在很 多問題需要解決， 要想有效解決這些問題， 可以從選擇 合適的石墨管、 適宜的石墨爐升溫程序、 調(diào)整好自動(dòng)進(jìn) 樣器等途徑來考慮， 以此來確保石墨爐正常運(yùn)行， 使得 檢定結(jié)果更加。