石墨炉原子吸收光谱法测定环境空气中的微量铅

管式石墨炉原子化器结构示意图
石墨原子化过程

过程分为干燥，灰化，原子化和净化。
干燥的目的是在低温下蒸发除去试样的溶剂。灰化的作用是在较 高的温度（329℃-1200℃）下进一步除去有机物或低沸点无机物， 以减少基体组分对被测元素的干扰。然后在原子化温度下，被测 化合物离解为气态原子，实现原子化，进行测定。测定完成后将 石墨炉加热到更高的温度，进行石墨炉的净化。净化的作用是除 去石墨炉中残留的分析物，消除由此产生的记忆效应。（所谓记 忆效应是指上次测定的试样残留物对下次测定所产生的影响）
石墨原子化器操作规程

一、 正确连接仪器及计算机各连线和插头，确认仪器电源开关处于“关”位，再开启 稳压 器电源。 二、 顺序打开打印机、显示器、计算机电源开关，等待计算机处于“Windows”界面。 三、 打开TAS-990主机电源开关，双击“AAwin”软件图标，联机“确定”，仪器自动 进 入自检。 四、 自检完成后，设定和选择工作灯和预热灯，点“下一步”、“下一步”，点 “寻峰”， 出现峰值后，点“关闭”，点“下一步”，“完成”。 把不锈钢挡板拿开。 五、 在任务栏点“仪器”，选择“测量方法”，点 “石墨炉”，点“确定”，石 墨炉自动切 换到位 六、 打开氩气钢瓶总阀，调节出口压力至0.4Mpa，打开冷却水阀门，调至适当流量 （0.4mPa），打开石墨炉电源的电源开关。若需更换石墨管，击“石墨管”按钮打开石 墨炉，换上新石墨管，点“确定”按钮关闭石墨炉。（用镊子换管） 七、 先观察光路是否能通过石墨炉体，如果不能，击“仪器”，点“原子化器位置” 调节 石墨炉原子化器前后, 调节圆盘来调节上下及角度位置，使其对准光路，是光路 通过石墨炉体，再调节以上的炉体的前后跟上下，使能量达到最大值，点“能量”，点 “自动能量平衡”。 八、 点“加热”按钮，输入或修改石墨炉加热程序（120、600、1900、2000℃），点 “确 定”

仪器和试剂


中流量采样器：流量范围 80～130 L/min。乙酸纤维或过氯乙烯滤膜 等滤膜：0.45 μm。要求滤膜空白含铅量低，且空白值稳定。 石墨 炉原子吸收分光光度计。 电热板。 聚四氟乙烯烧杯。 硝酸： ρ (HNO3)=1.42 g/ml，优级纯。



过氧化氢：w(H2O2)=30%，
监测1412
第 1组
任务分析

铅是环境中严格控制的一种重金属元素，本次课的任务是采用石墨炉 原子吸收光谱法对空气中的微量铅进行测定，需要了解空气样品采集 方法，掌握铅标准系列溶液的配制及环境空气中铅含量的测定，理解 石墨炉原子吸收光谱法的特点及适用范围。 原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)，即原子吸 收光谱法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的 相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析 方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。此法是上世 纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法， 它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境 保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。该法主要适用样品中微量 及痕量组分分析。






火焰和石墨炉原子吸收分光光度法的比较

石墨炉原子化器的优点： 1.灵敏度高、检测限低 因为试样直接注入石墨管内，样品几乎全部蒸发并参与吸收。试样 原子化是在惰性气体保护下进行的，有利于难熔氧化物的分解和自由 原子的形成，自由原子在石墨管内平均滞留时间长，因此管内自由原 子密度高，绝对灵敏度达10－12～10－15 克。


十、 点“样品”按钮，选择 “ 浓度单位”，点“下一步”选择“标准系列样品个数”， 输入 “标准系列样品浓度值”，点“下一步”、“下一步”、 “完成”。
十一、点“校零”、“ 测量” ，依次用微量移液枪顺序吸取适当体积（一般为10uL）标准 系列 溶液垂直悬空加入石墨管中，并在测量窗口点“开始”按钮分别测量标准溶液，作校准曲线。 十二、依次用微量移液枪吸取同样体积空白样品和未知样品溶液，击“开始”按钮分别测量 未知样 品。全部未知样品测量完毕后击“终止”按钮退出测量。 十三、在测量表格上击右键，选择“表格设置”，选择所需显示和打印的项目，在任务栏点 “打印” 按钮选择所需打印的内容，点“确定”打印相应内容。测量完毕后，点“仪器”，点“测量方法” 点“火焰吸收”，点“执行”切换回去。 十四、关闭冷却水阀门、氩气钢瓶总阀，再关闭石墨炉电源的电源开关。

2.用样量少 通常固体样品为0.1~10毫克，液体试样为5 ~50微升。 3.试样直接注入原子化器，从而减少溶液一些物理性质对测定的影响， 也可直接分析固体样品。 但是石墨炉原子化法所用设备比较复杂，成本比较高。此外，基体干 扰较严重，测量的精密度比火焰原子化法差。



七、 先观察光路是否能通过石墨炉体，如果不能，击“仪器”，点“原子化器位置”调节 石墨炉 原子化器前后, 调节圆盘来调节上下及角度位置，使其对准光路，是光路通过石墨炉体，再调节以 上的炉体的前后跟上下，使能量达到最大值，点“能量”，点“自动能量平衡”。 八、 点“加热”按钮，输入或修改石墨炉加热程序（120、600、1900、2000℃），点“确 定” 九、 点“参数”按钮，在常规界面输入“测量重复次数”（2次）；在显示界面输入“吸光 度显 示范围” （-0.1---1）；在数据处理界面的“计算方式” 选择“峰高”,输入“积分时间” (3秒)、 “滤波系数 ” （0.1），点“确定”。




十五、退出AAWin操作软件，关闭TAS-990主机电源，关闭计算机、关闭稳压器电源。整 理实验室卫 生、检查实验室水、气、电安全。
环境空气样品的采集与处理按国家标准 《HJ 539-2009 环境空气 铅的测定石墨炉原子吸收分光光度法》 1.样品的采集 按 GB/T 15432 步 骤 进 行 样 品 采 集 ， 用 中 流 量 采 样 器 以 100 L/min 流量，采集滤膜样品 10 m3，当铅 浓度过低，可适当增加采样 体积，采样同时应详细记录采样条件。 2.样品的保存
氢氟酸：w(HF)=40% 浓硝酸溶液
高氯酸
铅标准贮备液： ρ (Pb)=1.00 mg/ml 。 称取 21.599 g Pb(NO3)2 （ 110℃烘干 2 h ）溶于水中，用（ 1+9 ）硝酸溶液（ 4.4 ）定容至 1 000 ml。 铅标准贮备液也可使用市售有证标准溶液
样品的采集与保存

石墨管 由致密石墨制成，有两种形状：一种是沟纹型，用于有机溶液，取 样可达50μm；一种是广泛应用的标准型，长约28mm，内径8mm，管中 央开一孔，用于注入试样合适保护气体通过。

炉体 包括石墨管座、电源插座、水冷却外套、石英窗和内外保护气路。 常用保护气为氩气。外气路中氩气沿石墨炉外壁流动，以保护石墨炉 管不被烧蚀。内气路中的氩气从管两端流向中心，由管中心孔流出， 以有效地除去在干燥和灰化过程中所产生的基体蒸汽，同时保护已原 子化了的原子不再被氧化。在灰化阶段，停止通气，以延长原子在吸 收区内的平均停留时间。以免对原子蒸气的稀释。水冷却套是为了保 护炉体，确保切断电源后20~30s，炉子降至室温。
滤膜样品采集后对折放入干净纸袋或膜盒中，放入干燥器中保存。
石墨原子化器的测定原理
它的基本原理是利用大电流（常高
达数百安）通过高阻值的石墨器皿 （石墨管）时所产生的高温，使置 于其中少量试样蒸发和原子化。
石墨原子化器的结构
管式石墨原子化器由加热电源、石墨管、炉体三部分组成。

加热电源 加热电源供给原子化器能量，一般采用低压、大电流的交流电。为 保证炉温恒定，要求提供的电流稳定。炉温可在1~2s内达3000°C。
石墨炉原子吸收光谱法测定环境空气中的微量铅监测1412铅是环境中严格控制的一种重金属元素本次课的任务是采用石墨炉原子吸收光谱法对空气中的微量铅进行测定需要了解空气样品采集方法掌握铅标准系列溶液的配制及环境空气中铅含量的测定理解石墨炉原子吸收光谱法的特点及适用范围
石墨炉原子吸收光谱法测定环境 空气中的微量铅