原子吸收光譜法干擾及消除方法篇

原子吸收光譜法的主要干擾有物理干擾、化學干擾、電離干擾、光譜干擾和背景干擾等。

一、物理干擾

     物理干擾是指試液與標準溶液 物理性質有差異而產生的干擾。如粘度、表面張力或溶液的密度等的變化，影響樣品的霧化和氣溶膠到達火焰傳送等引起原子吸收強度的變化而引起的干擾。

    消除辦法：配制與被測試樣組成相近的標準溶液或采用標準加入法。若試樣溶液的濃度高，還可采用稀釋法。

二、化學干擾

   化學干擾是由于被測元素原子與共存組份 發生化學反應生成穩定的化合物，影響被測元素的原子化，而引起的干擾。

消除化學干擾的方法：

（1）選擇合適的原子化方法

     提高原子化溫度，減小化學干擾。使用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，可使難離解的化合物分解。

     采用還原性強的火焰與石墨爐原子化法，可使難離解的氧化物還原、分解。

（2）加入釋放劑

      釋放劑的作用是釋放劑與干擾物質能生成比被測元素更穩定的化合物，使被測元素釋放出來。

     例如，磷酸根干擾鈣的測定，可在試液中加入鑭、鍶鹽，鑭、鍶與磷酸根首成比鈣更穩定的磷酸鹽，就相當于把鈣釋放出來。

（3）加入保護劑

    保護劑作用是它可與被測元素生成易分解的或更穩定的配合物，防止被測元素與干擾組份生成難離解的化合物。保護劑一般是有機配合劑。例如，EDTA、8-羥基喹啉。

（4）加入基體改進劑

    對于石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進劑，使其在干燥或灰化階段與試樣發生化學變化，其結果可以增加基體的揮發性或改變被測元素的揮發性，以消除干擾。

三、電離干擾

     在高溫條件下，原子會電離，使基態原子數減少，吸光度下降，這種干擾稱為電離干擾。

     消除電離干擾的方法是加入過量的消電離劑。消電離劑是比被測元素電離電位低的元素，相同條件下消電離劑首先電離，產生大量的電子，抑制被測元素的電離。

     例如，測鈣時可加入過量的KCl溶液消除電離干擾。鈣的電離電位為6.1eV，鉀的電離電位為4.3eV。由于K電離產生大量電子，使鈣離子得到電子而生成原子。

四、光譜干擾

（1）吸收線重疊

     共存元素吸收線與被測元素分析線波長很接近時，兩譜線重疊或部分重疊，會使結果偏高。

（2）光譜通帶內存在的非吸收線

非吸收線可能是被測元素的其它共振線與非共振線，也可能是光源中雜質的譜線。一般通過減小狹縫寬度與燈電流或另選譜線消除非吸收線干擾。

（3）原子化器內直流發射干擾

五、背景干擾

       背景干擾也是一種光譜干擾。分子吸收與光散射是形成光譜背景的主要因素。

1. 分子吸收與光散射

    分子吸收是指在原子化過程中生成的分子對輻射的吸收。分子吸收是帶狀光譜，會在一定的波長范圍內形成干擾。例如，堿金屬鹵化物在紫外區有吸收；不同的無機酸會產生不同的影響，在波長小于250nm時，H2SO4 和 H3PO4有很強的吸收帶，而HNO3和HCl的吸收很小。因此，原子吸收光譜分析中多用HNO3和HCl配制溶液。

     光散射是指原子化過程中產生的微小的固體顆粒使光發生散射，造成透過光減小，吸收值增加。

2. 背景校正方法

     一般采用儀器校正背景方法，有鄰近非共振線、連續光源、Zeeman效應等校正方法。

（1）鄰近非共振線校正法    背景吸收是寬帶吸收。分析線測量是原子吸收與背景吸收的總吸光度AT，AT在分析線鄰近選一條非共振線，非共振線不會產生共振吸收，此時測出的吸收為背景吸收AB 。兩次測量吸光度相減，所得吸光度值即為扣除背景后的原子吸收吸光度值A。

                            AT  = A +  AB

                          A = AT - AB = k c

     本法適用于分析線附近背景吸收變化不大的情況，否則準確度較差。

（2）連續光源背景校正法

    目前原子吸收分光光度計上一般都配有連續光源自動扣除背景裝備。連續光源用氘燈在紫外區；碘鎢燈、氙燈 在可見區扣除背景。

     氘燈產生的連續光譜進入單色器狹縫，通常比原子吸收線 寬度 大一百倍左右。氘燈對原子吸收的信號為空心陰極燈原子信號的0.5%以下。由此，可以認為氘燈測出的主要是背景吸收信號，空心陰極燈測的是原子吸收和背景信號，二者相減得原子吸收值。氘燈校正法已廣泛應用于商品原子吸收光譜儀器中，氘燈校正的波長和原子吸收波長相同，校正效果顯然比非共振線法好。

氘燈校正背景是商品儀器使用zui普通的技術，為了提高背景扣除能力，從電路和光路設計上都有許多改進，自動化程度越來越高。

    此法的缺點在于氘燈是一種氣體放電燈，而空極陰極燈屬于空極陰極濺射放電燈。兩者放電性質不同，能量分布不同，光斑大小不同，再加上不易使兩個燈的光斑完全重疊。急劇的原子化，又引起石墨爐中原子和分子濃度在時間和空間上分布不均勻，因而造成背景扣除的誤差。

（3）Zeeman效應背景校正法

     Zeeman效應 是指在磁場作用下簡并的譜線發生分裂的現象。Zeeman效應分為正常Zeeman效應 和反常Zeeman效應 。

在正常Zeeman效應中，每條譜線分裂為三條分線，中間一條為p組分，其頻率不受磁場的影響；其它兩條稱為s±組分，其頻率與磁場強度成正比。在反常Zeeman效應中，每條譜線分裂為三條分線或更多條分線，這是由譜線本身的性質所決定的。反常Zeeman效應是原子譜線分裂的普遍現象，而正常Zeeman效應僅僅是假定電子自旋動量矩為零，原子只有軌道動量矩時所有的特殊現象。

     利用塞曼效應校正背景的方法可分為兩大類：光源調制法和吸收線調制法。

     由于施加磁場的方式不同，每一類又可分為若干小類。

① 光源調制法

     這種方法是將磁場加在光源上，使共振發射線發生塞曼分裂。此法亦分為：

光束方向平行于磁場的方法（ ±s旋轉檢偏器調制法）

     這一方法又稱為同位素位移塞曼原子吸收法，是在同位素光源上施加一個永久磁場，使光源發射線發生塞曼分裂。經磁場分裂后的±s圓偏振光，用1/4延遲板變為相位不相同的兩直線偏振光，再用旋轉式偏轉檢偏器將s+ 與 s-組分分開，讓±s組分中之一組分位于共振吸收線中心，作為測量光束，另一組分位于遠離吸收線中心位置，作為參比光束。

光束方向垂直于磁場的方式（ p、±s旋轉檢偏器調制法）

    在光源上施加一個永久磁場，光源共振發射線分裂為p、±s組分，三組分同時通過試樣原子蒸氣時p組分為試樣原子蒸氣和背景吸收，±s組分僅為背景吸收。用旋轉檢偏器將p、±s兩相互垂直的直線偏振化組分分開，交替地送到檢測系統，即得到校正了背景的試樣原子吸收信號。

②  吸收線調制法

    這類方法是在原子化器上施加磁場，使吸收線發生塞曼效應。

p‖與p^偏振交替調制方式

    此法是在原子化器上施加一個永久磁場，其方向與光束垂直，使吸收線分裂為p 、s+和 s-組分， p組分平行于磁場方向， ±s組分垂直于磁場方向。光源發射線通過檢偏器后變成偏振光，其偏振化方向一時刻平行于磁場方向為p‖光束，另一時刻垂直于磁場方向為p^光束。吸收線p 組分與平行于磁場方向的發射線p‖成分方向一致，產生吸收，由于背景吸收沒有方向性，因此測得的是原子吸收和背景吸收。

    當垂直于磁場方向的光束p^成分通過原子蒸氣時，因與吸收線p 組分偏振方向不同，不產生原子吸收，但與背景產生吸收，因為背景吸收與發射線偏振方向無關。以p‖為測量光束， p^為參比光束，所測得信號差，則為經過背景校正后的“凈吸光度”。

吸收線磁場調制方式

     一交變磁場（方向與光束垂直）置于原子化器，用磁場對原子化過程中的原子吸收線進行調制。無磁場（H=0）時，原子吸收線不發生Zeeman分裂，有磁場（H=HMAX）時，原子吸收線分裂為p和±s組分。在光路中放置一個偏光元件，只允許光源輻射光中與磁場方向垂直的偏振光成分通過。在H=0時，與通