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浅谈电厂水质检测中石墨炉原子吸收分析法应用 　　【摘 要】随着电厂机组容量和参数的不断上升，对热力系统的水汽品质提出了更高的监督要求，许多项目的控制指标已降到5～10μg/L，有些甚至更低。由于水汽品质的提高，水中待监测离子的浓度也处于痕量级，要快速准确获取分析数据必需有更好的方法。对水中铜、铁离子浓度的检测，目前电厂普遍应用的是分光光度法，但由于其测量范围为：铁5～200μg/L，铜10～200μg/L[1]，且操作过程繁琐，单个样品的分析需耗时1～2h，显然与快速准确的测定要求有一定距离。应用原子吸收法测定水中铜、铁离子的浓度，既能使分析数据在准确性和可靠性上有很大提高，无焰原子吸收法可测到10-13g/mL-1即10-4μg/L的数量级，还能使单个样品的分析时间缩短至3～5min，极大地提高了检测效率。 　　【关键词】石墨炉原子吸收；电厂水；铜铁离子；检测 　　1.原子吸收分析法 　　1.1原理 　　原子吸收分析法又名原子吸收光谱法或原子吸收分光光度法。其基本的原理是：原子在受外界能量激发时，会产生最外层电子从基态跃迁到不同的能级的现象，电子从基态跃迁到能量最低的激发态要吸收一定的频率辐射，其对应的谱线称为共振线，由于不同元素产生的共振线不同而各有其特征性，所以也称为元素的特征谱线。原子吸收分析法就是利用处于基态的待测原子蒸气对从光源发射的共振发射线的吸收来进行分析。在一定试验条件下，吸光度与待测元素浓度的关系是线性的，因此测定吸光度就可以求出待测元素的浓度。这是原子吸收分析法的定量依据。 　　1.2原子吸收分光光度计组及流程 　　原子吸收分光度计主要由光源、原子化系统、分光系统和检测系统4部分组成。光源（空心阴极灯）发射待测元素的特征光谱，不同待测元素有对应的空心阴极灯作为光源。原子化系统主要有火焰法和无焰法两种，由于火焰法一般只能测到mg/L的数量级，无焰法可测到μg/L级，试验室采用的是无焰法即石墨炉法。试样由自动进样器加到石墨炉的石墨管中，通过加热石墨管的管壁至待测元素所需的原子化温度，形成原子蒸汽。这些蒸汽对特征光谱的吸收通过分光系统和信号的检测放大，根据吸光度与待测元素浓度的线性关系，得到测定结果。 　　2.水中铜、铁离子检测中的应用 　　2.1样品预处理 　　由于电厂水样（除原水外）杂质含量较少，全挥发性处理的炉内各水样含盐量不高，基体相对较纯。用原子吸收分析法，样品的前处理只需加入酸进行酸化，酸化试剂为光谱纯硝酸。加入硝酸的目的是使水中铁或铜以硝酸盐的形式存在，在石墨管2000℃以上的原子化温度下，产生较为稳定的原子蒸汽。要求试剂选用光谱纯硝酸，可以避免分析中由酸化剂本身所含杂质离子的带入引起分析结果的偏差。硝酸的加入量在浓度为0.2%～5%（v/v）时，铁、铜离子原子化的稳定性较好。 　　2.2测试条件 　　2.2.1石墨管的选择 　　按样品在石墨管中进行原子化的位置不同，分为平台管（platform）和非平台管，即平台管的原子化是在平台上进行而非平台管的原子化是在石墨管的管壁上进行。非平台管根据石墨管表面涂层的材质不同，还分为普通管和表面带热裂解涂层管两种。平台管表面一般都有热烈解涂层。使用平台管，原子化时平台上的温度稳定性好于在管壁上进行原子化，相同实验条件下平台管的灵敏度相对要高[2]。所以在测定水中铁离子时选用平台管，而铜离子由于其检测灵敏度和稳定性较好，选用表面有热裂解涂层的非平台管。 　　2.2.2进样量 　　加入石墨管中的试样体积是根据选择的石墨管类型和待测离子浓度范围来确定的，进样量的多少也直接影响测定的灵敏度。可以选择的进样范围是5～100μL，只要测定灵敏度能满足要求，进样量不需要很大，在实验中选择的进样量是20μL。 　　2.2.3分析线 　　分析线的选择原则是待测元素在该分析线上具有高的灵敏度，并且没有和其他元素的谱线重迭，铁的测定选择248.3nm，铜的测定选择324.8nm，能满足灵敏度的要求。 　　2.2.4狭缝 　　选择单色器狭缝的宽度时，既不能过宽，也不能过窄。狭缝过宽会使所需共振线通过的同时也有其他谱线通过，会导致待测元素测试灵敏度降低；狭缝过窄，会使光源强度减弱，信噪比降低，测试的稳定性较差。铁的谱线数比同铜要复杂，所以选择狭缝为0.20nm，铜选择的狭缝是0.7nm。 　　2.2.5石墨炉升温程序 　　试样加入石墨管后，按干燥（drying）-灰化（pyrolysis）-冷却（cool down）-原子化（atomization）-清扫（clean out）-冷却（cool down）的步骤进行。其中2次冷却为可选步骤。各个步骤的选择参数包括：（1）温度是指在一个步骤中最终要达到的温度；（2）升温时间是指在一个步骤中从起始温度到最终温度需要的时间；（3）保持时