原子吸收光谱法及等离子体发射光谱法在环境监测中应用

　　1 概述 
　　1.1 原子吸收光谱法简介 
　　原子吸收光谱法（AAS）工作原理为：每种元素的特征光谱线各不相同，当空心阴极灯发辐射出的特定波长光通过待测溶液的基态原子雾气时，基态原子将会吸收同种元素辐射出来的特征波长光，使得入射光的强度减弱，入射光强度的减弱程度可用吸光度来表示，吸光度与火焰中待测元素基态原子的含量成正比，因此可通过测出吸光度确定试样中待测元素的浓度。原子吸收光谱法可分为火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法。 
　　1.2 等离子体发射光谱法简介 
　　等离子发射光谱法的全称是电感耦合等离子发射光谱法（ICP-AES），它的工作原理为：待测样品从进样器进入雾化器，之后随着氩气进入等离子体火炬，样品组分将形成包括原子、离子和电子的离子混合气体，即等离子体，并通过发射出特征光从而释放能量。不同的元素的等离子体发射出的特征光各不相同，因此可通过特征光的波长确定待测样品中的元素；待测样品中某元素的浓度与其特征光的强度成正比，因此可通过特征光的强度确定该元素的含量。 
　　等离子发射光谱-质谱法（ICP-MS）是以ICP作为离子化源的质谱化学组成分析方法，其实质是将等离子发射光谱仪与质谱联机，从而实现超高灵敏度分析。ICP-MS从二十世纪八十年代起被广泛应用于多个领域中的样品分析，也是国内外当前痕量分析的重要方法之一。 
　　AAS、ICP-AES及ICP-MS三种方法的优缺点对比情况见表1。 
　　2 原子吸收光谱法在环境监测中的应用 
　　2.1 水体环境监测 
　　宋春霞[1]等利用原子吸收光谱法对山东省大沂河水体中的铜、铅、镉、锌和汞五种重金属的浓度进行了检测。研究结果显示，该河流中铜、铅、镉和锌的最高浓度分别为0.018、0.230、0.176和0.490mg/L，汞为未检出。铅的含量超过国家Ⅴ类水标准值十几倍，而镉的浓度超过了两倍左右。 
　　2.2 土壤环境监测 
　　杨亚鸽[2]等利用原子吸收光谱法检测了江苏某重金属污染土壤中铅和镉的全量及四种形态的含量。研究结果显示，该重金属污染土壤中铅和镉的全量分别为603.3mg/kg和21.8mg/kg，铅的四种形态的含量由小到大的排序为可氧化态<残渣态<弱酸提取态<可还原态，镉元素的排序则为可氧化态<残渣态<可还原态<弱酸提取态。 
　　2.3 大气环境监测 
　　孙龙仁[3]等利用原子吸收光谱法检测了乌鲁木齐市五个功能区大气样品中镉、铬、铜、镍、铅和锰六种重金属元素的含量。研究结果显示，PM10的质量浓度除1个功能区采样期间全部国家二级标准值外，其它采样点均未超标。 
　　3 等离子体发射光谱法在环境监测中的应用 
　　3.1 水体环境监测 
　　赵玲[4]等利用ICP-AES检测了珠江表层水体中铜、砷、锌、铬、铅和镉六种重金属元素的含量。研究结果显示，该河流表层水体受到了六种重金属的污染，其中砷、锌和铅的污染较为严重，属于Ⅲ类水质，铬和铜的污染相对较轻，属于Ⅱ类水质，镉的污染最轻，属于Ⅰ类水质。六种重金属含量的季节性变化及空间变化均较为明显。 
　　3.2 土壤环境监测 
　　陈碧华[5]等利用ICP-AES对不同种植年限大棚菜田土壤样品中砷、铅、锌、镉、铬、锰、镍和铜八种重金属元素的含量进行了检测。研究结果显示，砷、铅、锌、锰、镍和铜六种重金属元素的含量与种植年限的相关性为极显著，而镉和铬的含量与其种植年限不相关。 
　　3.3 大气环境监测 
　　汤洁[6]等利用ICP-AES对大庆市大气沉降样品中汞、镉、砷、铬、镍、铅、铜、锌、锰和钴十种重金属元素的含量进行了检测，并计算了各元素的沉降通量和富集因子。研究结果显示，汞、镉、砷、铬、镍和铅六种元素的沉降通量较低，而主要来源为人为污染源的锌、铅、砷和镉四种元素具有极强的富集特征，土壤中锌和镉的积累与大气沉降的相关性为显著。 
　　4 结语 
　　原子吸收光谱法和等离子体发射光谱法已成为各领域中重金属元素分析的重要方法。但随着环境监测的发展，这两种方法要更好的为环境监测服务，不仅要求技术人员不断掌握这些仪器的使用方法，还要求厂家研制更优质、精密的仪器。只有这样，原子吸收光谱法和等离子体发射光谱法才能在环境监测中继续发挥重要作用。