在原子吸收光谱分析中四种背景吸收干扰的比较

在原子吸收光谱分析中四种背景吸收干扰的比较

刘春英

【摘要】背景干扰在原子吸收光谱分析中是每个分析工作者所经常遇到的问题,目前,原子吸收仪器中所采用的背景校正技术最常用的有四种：塞曼效应、氘灯连续光源、邻近线和S-H法四种。本文针对邻近线、氘灯、塞曼和S-H法作了比较,给出了四种背景校正的优缺点。

【期刊名称】《甘肃科技纵横》

【年(卷),期】2011(040)004

【总页数】2页(P44-45)

【关键词】背景校正;光谱分析;优缺点

【作者】刘春英

【作者单位】兰州工业研究院,甘肃兰州730050

【正文语种】中文

【中图分类】O657.31

随着分析仪器技术的发展原子吸收光谱分析技术越来越重要。该技术已经成了检验工作各个领域的一个很重要的手段。原子吸收光谱仪器使用的好坏直接决定了其在检测工作中效能发挥的大小，广大分析工作者努力探求的目标就是如何使得原子吸收仪器在检测工作中发挥最大的效能。但是在原子吸收测定过程中，有很多问题不容忽视，即背景干扰。因为一些比较高的背景值通常会影响甚至限制样品中痕量元

素的灵敏度和检出限。因此，原子吸收分析工作者就如何解决背景干扰的问题，做了大量的工作，总结了很多的经验。普遍认为背景校正技术对提高分析准确度起着很重要的作用。

1 背景干扰的产生和影响

光散射和分子吸收是主要的背景干扰。大多情况下分析结果的偏高与偏低主要取决于背景干扰对吸光度的干扰程度，如果使吸光度增加就会产生正的误差，导致分析结果偏高。如果使吸光度减弱就会产生负的误差，导致偏低，在光谱分析工作中，一般情况下遇到的分子吸收主要有以下三种：

无机酸不同分子吸收也不尽相同，例如磷酸、硫酸在波长小于250nm时，分子吸收很强，但是硝酸、盐酸在波长小于250.0n m的情况下分子吸收很小。鉴于上述原因，大多情况下具体的分析工作中，主要采用硝酸、盐酸处理样品。

在紫外区碱金属还有碱土金属盐类物质表现出比较强的分子吸收。例如在波长为210.0～290.0nm时，KC1、NaC1、NaNO3等表现出明显的分子吸收带，这样就会严重干扰镉、锌、铁、镍等元素的测定。还有SrO吸收带为波长640.0～390.0nm之间，SrOH分子吸收带为波长600.0～700.0nm之间，这两个物质都会在测定锂元素的时候表现出明显的干扰。

原子火焰法测定元素的过程中，会产生一些产物或半分解产物，例如C2、OH和CN等，它们都会表现出明显的分子吸收。例如OH在波长为308.0～330.0nm 的时候会出现谱带，这样就会在测定铜、钡和钒等元素的时候出现干扰。

在原子化过程中会产生固体微粒，这种现象叫做光散射。一般来说光散射的时候产生的微粒会对光的起到阻挡作用，干扰因此而产生。大多数情况下波长越长散射影响越小，测试的样品的基体浓度越小，则它对散射的影响也降低。因此，当分析工作者面对那些被测元素为短波吸收线，并且样品中基体浓度很高的时候，就要留心这种干扰。

2 背景干扰的几种校正方法

2.1 氘灯连续光源法

原子吸收具有很明显的窄带吸收这一特点，通过火焰的氘灯辐射光，会产生背景吸收。检测样品的元素的空心阴极灯辐射光通过火焰的时候，两种吸收同时出现，在这种情况之下，分析工作者必须使用电子线路装置，目的是为了将阴极灯的吸收信号和氘灯的吸收信号进行比较，这样就可以得到扣除背景吸收后的原子吸收信号，从而达到校正背景干扰的目的。

2.2 邻近线法

采用邻近线法进行背景校正，该法的原理是，利用被测样品元素的吸收线来测定基态原子吸收和背景吸收，用波长差应＜10nm的非吸收线来测定背景吸收，然后经过减差计算，扣除背景对测定结果的影响。当分析工作者需要使用相同元素的非吸收线时无需更换元素灯，当使用其它元素的非吸收线的时候，分析工作者就必须考虑更换元素灯，并且必须要第二次原子化。例如测铅的波长为283.3nm，分析工作者可以使用锡的波长289.9nm作非吸收线。

2.3 有吸变宽校正背景法(简称S-H法)

本法使用的是双脉冲空心阴极灯，然后使用低电流脉冲，这样就会使得阴极灯产生发射线。发射线产生以后就可以计算原子吸收和背景吸收的信号之和，紧接着使用高电流脉冲目的是为了产生表现出自吸收的谱线，该谱线较低电流脉冲先的稍宽。利用该法测得的吸光度主要是指背景吸收，分析工作者便可以将两种信号利用电子线路装置进行比较，从而得到被测样品元素的原子吸光度，这样就会达到校正背景干扰的目的。

2.4 塞曼效应背景校正法

塞曼效应背景校正法的准确度高，灵敏度好，该方法的工作原理是，利用特征谱线的偏振性，将磁场施加在光源上，这样就会因为辐射产生分裂，被测样品的π组

分将吸收线重合，但是它们不会发生位移，这种情况下就容易计算原子吸收和背景吸收信号之和。同时由于辐射其中的σ±组分将会发生位移，并且表现不出原子吸收，只有背景吸收。因此，分析工作者可以利用π组分作为试样的基础光束，同时利用σ±组分作为分析工作的参比光束，以达到校正背景的目的。当原子化器上被施加磁场的时侯，由于产生频率位移其中的π组分而不产生吸收主光源的共振线，这样就可以在该位观察到背景吸收。此时我们利用旋转偏振器分离在直流磁场下分裂的π或σ±组分，同时利用电子线路装置，对两种信号进行比较，以达到扣除背景干扰影响的目的。

3 各种校正背景方法的评价

邻近线法，一般情况下氘灯背景校正波长350nm以下光谱带会很强，否则很弱。损失比较少，对于火大多数基体背景扣除来说，很多时候是非常有效，成分复杂的基体样品的分析，氘灯背景校正不是最佳选择，因为基体会产生很大的非特征吸收导致了基线的扭曲，光能量损失，光子的噪声放大，从而使检出限更差。

很强的背景校正能力，并且没有光能损失是S-H法的主要优点。双值或曲线反转现象在使用该法时候一般没有。使用该法还可以消除因结构背景而产生的误差，和其他一些光谱的干扰。由于有自吸和无自吸的情况下，空心阴极灯中的发光部位不同，在这样的情况下使用该法就会产生准光偏差问题。这样就会导致自吸作用的稳定，基线不稳定，这是该法的缺点。该法对空心阴极灯干扰较大，因此，需要及时使用新的光源。

塞曼效应校正背景法，波长在190～900nm之间，对于整个光谱范围来说都是适用的。该法主要使用偏振器，因此光透过的时候会有能量损失，波长不同损失的程度也不一样。使用交流电源的纵向磁场时无光能量损失，而在交流磁场下虽然有灵敏度损失但是损失不大。该法相当于两条光束，因此它的基线在检测时间很长的情况下，仍然可以保持良好的稳定性。对于极低的浓度的检测样品，检测效果良好。