全國環境監測大比武——ICP原子發射光譜分析方法

　　1. 原子發射光譜概念

　　1.1. 根據原子得特征發射光譜來研究物質的結構和測定物質的化學成分的方法稱為原子發射光譜

　　1.2. 通常由化學火焰、電火花、電弧、激光和各種等離子光源激發獲得

　　2. 等離子體概念

　　2.1. 概念：物質在高溫條件下，處于高度電離的一種狀態。由原子、離子、電子和激發態原子、離子組成，總體呈電學中性和化學中性。為物質在常溫下的固體、液體、氣體狀態之外的第四狀態

　　2.2. 分類

　　2.2.1. 電感耦合等離子體：以電感耦合等離子炬為光源的一類光譜分析方法

　　2.2.2. 直流等離子體

　　2.2.3. 微波等離子體

　　3. 分析原理

　　3.1. 高頻發射器產生的交變電磁場，使通過等離子體火炬的氬氣電離、加速并與其他氬原子碰撞，形成等離子體

　　3.2. 過濾或消解處理過的樣品經進樣器中的霧化器霧化，并由載氣帶入等離子體火炬中被原子化、電離、激發

　　3.3. 不同元素的原子在激發或電離時可發射出特征光譜，特征光譜的強弱與樣品中原子濃度有關，與標準溶液進行比較，即可定量測定樣品中各元素的含量

　　4. 分析步驟

　　4.1. 開機預熱1h

　　4.2. 激發-分光-檢測

　　5. ICP光譜儀組成

　　5.1. ICP發生器

　　5.1.1. 高頻電源

　　5.1.2. 進樣裝置

　　組成：

　　霧化器：氣溶膠

　　霧室：相應的供氣管路

　　影響：

　　對儀器檢出限、測量精度、靈敏度有直接關系

　　5.1.3. 等離子體炬管

　　ICP焰炬

　　預熱區

　　初始輻射區

　　正常分析區：測光區（內焰區）

　　焰炬溫度

　　自下而上，溫度逐漸降低

　　三層同心圓組成（石英制成）

　　外管進冷卻氣：冷卻保護炬管

　　中管進等離子氣：提供等離子體

　　內管進載氣（Ar氣）：輸送樣品

　　5.2. 光譜儀

　　5.2.1. 分光器

　　光柵：平面光柵, 凹面光柵, 中階梯光柵

　　按照不同波長展開而獲得 光譜

　　5.2.2. 檢測器

　　光電倍增管

　　電荷轉移器件

　　5.2.3. 相關的電子數據系統

　　6. 基本知識

　　6.1. 技術特點

　　6.1.1. 靈敏度高，精密度高，基體干擾少，線性范圍寬，可以多元素同時分析

　　6.2. ICP光譜儀分類

　　6.2.1. 多道式

　　6.2.2. 順序掃描式

　　6.2.3. 全譜直讀式

　　6.3. 分析特性的主要工作參數

　　6.3.1. 高頻功率

　　6.3.2. 載氣流量

　　6.3.3. 觀測高度

　　不同觀察高度進行觀測，靈敏度有差異

　　6.4. 檢出下限

　　6.4.1. 5倍的檢出限

　　6.5. 多元素混合標準溶液

　　(1)為進行多元素同時測定，簡化操作手續，可根據元素間相互干擾的情況與標準溶液的性質，用單元素中間標準溶液，分組配制多元素混合標準溶液；

　　(2)由于所用標準溶液的性質及儀器性能以及對樣品待測項目的要求不同，元素分組情況也不盡相同；

　　(3)混合標準溶液的酸度盡量保持與待測樣品溶液的酸度一致。

　　6.6. 必須特別重視標準溶液的配制

　　(1)不正確的配制方法將導致系統偏差的產生：

　　 (2)介質和酸度不合適，會產生沉淀和渾濁；

　　 (3)元素分組不當，會引起元素間譜線干擾；

　　(4)試劑和溶劑純度不夠，會引起空白值增加、檢測限變異和誤差增大。

　　6.7. 標準貯備液和中間液酸度要保持在0.1mol/L以上

　　6.8. 干擾

　　6.8.1. 光譜干擾

　　連續背景干擾

　　必須要扣除光譜背景，否則標準曲線不通過原點

　　因素：黑體輻射、韌致輻射、復合輻射和高濃度基體元素產生得連續背景輻射

　　譜線重疊干擾

　　背景扣除法：憑實驗確定扣除背景的位置和方式

　　干擾系數法：干擾元素所造成分析元素濃度升高與干擾元素濃度的比值；是應用最廣泛的校正干擾的數學法；與光譜儀分辨能力有關，文獻只能參考，不能套用

　　6.8.2. 物理干擾

　　最簡單的方法就是稀釋

　　6.8.3. 化學干擾

　　化學富集法用于校正元素間干擾，效果明顯，但操作繁冗，易引入試劑空白

　　6.8.4. 電離干擾

　　在標準和分析試樣中加入過量的易電離元素

　　6.8.5. 去溶干擾

　　6.9. 容器洗滌

　　6.9.1. 10%熱硝酸蕩洗，自來水沖洗，去離子水反復沖洗

　　6.10. 總量測定

　　6.10.1. 污水應取含懸浮物得均勻水樣，地表水應待自然沉降30min，取上冊非沉降部分分析

　　6.10.2. 污水

　　（1+1）消解體系預處理

　　6.11. 質量控制

　　6.11.1. 每10個樣品為一組，加測一個待測元素地質控樣，檢查儀器漂移程度