全国环境监测大比武——ICP原子发射光谱分析方法

　　1. 原子发射光谱概念

　　1.1. 根据原子得特征发射光谱来研究物质的结构和测定物质的化学成分的方法称为原子发射光谱

　　1.2. 通常由化学火焰、电火花、电弧、激光和各种等离子光源激发获得

　　2. 等离子体概念

　　2.1. 概念：物质在高温条件下，处于高度电离的一种状态。由原子、离子、电子和激发态原子、离子组成，总体呈电学中性和化学中性。为物质在常温下的固体、液体、气体状态之外的第四状态

　　2.2. 分类

　　2.2.1. 电感耦合等离子体：以电感耦合等离子炬为光源的一类光谱分析方法

　　2.2.2. 直流等离子体

　　2.2.3. 微波等离子体

　　3. 分析原理

　　3.1. 高频发射器产生的交变电磁场，使通过等离子体火炬的氩气电离、加速并与其他氩原子碰撞，形成等离子体

　　3.2. 过滤或消解处理过的样品经进样器中的雾化器雾化，并由载气带入等离子体火炬中被原子化、电离、激发

　　3.3. 不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱，特征光谱的强弱与样品中原子浓度有关，与标准溶液进行比较，即可定量测定样品中各元素的含量

　　4. 分析步骤

　　4.1. 开机预热1h

　　4.2. 激发-分光-检测

　　5. ICP光谱仪组成

　　5.1. ICP发生器

　　5.1.1. 高频电源

　　5.1.2. 进样装置

　　组成：

　　雾化器：气溶胶

　　雾室：相应的供气管路

　　影响：

　　对仪器检出限、测量精度、灵敏度有直接关系

　　5.1.3. 等离子体炬管

　　ICP焰炬

　　预热区

　　初始辐射区

　　正常分析区：测光区（内焰区）

　　焰炬温度

　　自下而上，温度逐渐降低

　　三层同心圆组成（石英制成）

　　外管进冷却气：冷却保护炬管

　　中管进等离子气：提供等离子体

　　内管进载气（Ar气）：输送样品

　　5.2. 光谱仪

　　5.2.1. 分光器

　　光栅：平面光栅, 凹面光栅, 中阶梯光栅

　　按照不同波长展开而获得 光谱

　　5.2.2. 检测器

　　光电倍增管

　　电荷转移器件

　　5.2.3. 相关的电子数据系统

　　6. 基本知识

　　6.1. 技术特点

　　6.1.1. 灵敏度高，精密度高，基体干扰少，线性范围宽，可以多元素同时分析

　　6.2. ICP光谱仪分类

　　6.2.1. 多道式

　　6.2.2. 顺序扫描式

　　6.2.3. 全谱直读式

　　6.3. 分析特性的主要工作参数

　　6.3.1. 高频功率

　　6.3.2. 载气流量

　　6.3.3. 观测高度

　　不同观察高度进行观测，灵敏度有差异

　　6.4. 检出下限

　　6.4.1. 5倍的检出限

　　6.5. 多元素混合标准溶液

　　(1)为进行多元素同时测定，简化操作手续，可根据元素间相互干扰的情况与标准溶液的性质，用单元素中间标准溶液，分组配制多元素混合标准溶液；

　　(2)由于所用标准溶液的性质及仪器性能以及对样品待测项目的要求不同，元素分组情况也不尽相同；

　　(3)混合标准溶液的酸度尽量保持与待测样品溶液的酸度一致。

　　6.6. 必须特别重视标准溶液的配制

　　(1)不正确的配制方法将导致系统偏差的产生：

　　 (2)介质和酸度不合适，会产生沉淀和浑浊；

　　 (3)元素分组不当，会引起元素间谱线干扰；

　　(4)试剂和溶剂纯度不够，会引起空白值增加、检测限变异和误差增大。

　　6.7. 标准贮备液和中间液酸度要保持在0.1mol/L以上

　　6.8. 干扰

　　6.8.1. 光谱干扰

　　连续背景干扰

　　必须要扣除光谱背景，否则标准曲线不通过原点

　　因素：黑体辐射、韧致辐射、复合辐射和高浓度基体元素产生得连续背景辐射

　　谱线重叠干扰

　　背景扣除法：凭实验确定扣除背景的位置和方式

　　干扰系数法：干扰元素所造成分析元素浓度升高与干扰元素浓度的比值；是应用最广泛的校正干扰的数学法；与光谱仪分辨能力有关，文献只能参考，不能套用

　　6.8.2. 物理干扰

　　最简单的方法就是稀释

　　6.8.3. 化学干扰

　　化学富集法用于校正元素间干扰，效果明显，但操作繁冗，易引入试剂空白

　　6.8.4. 电离干扰

　　在标准和分析试样中加入过量的易电离元素

　　6.8.5. 去溶干扰

　　6.9. 容器洗涤

　　6.9.1. 10%热硝酸荡洗，自来水冲洗，去离子水反复冲洗

　　6.10. 总量测定

　　6.10.1. 污水应取含悬浮物得均匀水样，地表水应待自然沉降30min，取上册非沉降部分分析

　　6.10.2. 污水

　　（1+1）消解体系预处理

　　6.11. 质量控制

　　6.11.1. 每10个样品为一组，加测一个待测元素地质控样，检查仪器漂移程度