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摘要:自新中国成立以来,我国政府历来都非常重视农业生产,每年都花费大量的人力、物力去进行农业生产技术、生产制度和物质基础的钻研。新世纪以来,随着国民经济的发展和人们生活水平的提高,农业生产也逐步进入了数量安全与质量安全为主的综合发展阶段,为进一步保障农产品的质量安全,我国明确的提出了农业环境监测的重要性,并对其建立与完善提出了新要求。本文就石墨炉原子吸收法概念、装置和特点进行了简单介绍,着重分析了其在农业环境监测中的应用优势和要点,旨在为提高农产品的质量安全提供可靠基础。
关键词:农业生产 环境监测 石墨炉原子吸收法
农业环境监测一直以来都在环境监测领域扮演着重要的角色,也是环境监测领域的一项复杂而又系统的工程。随着当前科学技术的发展,以规模化、集约化、综合化为主的新型农业生产方式逐步涌现了出来,成为社会发展中备受人们重视的环节。在这种社会发展背景条件下,以石墨炉原子吸收法为主的新型农业环境监测系统逐步受到业界人士的关注,成为整个农业环境监测领域中的重中之重。
一、石墨炉原子吸收法概述
石墨炉原子吸收法是基于原子吸收光谱法形成的一种新型的监测方法,其在应用的过程中有着抗干扰能力强、灵敏度高、准确性能好以及精确度高的优势,也正是因为这些优势的存在是其在环境监测工作中受到人们的重视,其在应用中也有着独特的优势。石墨炉原子吸收法的应用是随着它的分析化学优势的广泛应用而渗透到各个领域之中,成为一项较为常见的工作体系。
1、应用范围
原子吸收光谱法在目前的社会发展中应用尤为广泛,同时也适用于多个不同的领域当中,其中包含着生物、农业、地质等多个工作环节。根据多年的工作经验总结得出,在目前的工作中与测定元素为主的光谱法应用是一种具备着空心阴极灯为主、以样品石墨原子化为辅的综合性监测方式,从而实现农业环境检测中各种元素含量,并发挥出了应有的作用与效益。
2、应用优势
石墨炉原子吸收分光光度法较火焰原子化法,自由原子在石墨炉吸收区内停留时间较长,大约为前者1000倍,原子化效率高,测定的绝对检出限达10-12到10-14;而且石墨炉法中液体和固体均可直接进样,但石墨炉法的基体效应及化学干扰较大,测定的重现性比火焰原子化法差,因此在目前的农业环境监测工作中发挥着举足轻重的地位,是整个环境监测工作未来发展和优化的主要依据。
二、农业环境监测分析
目前,我国农业环境监测已经推广了很多年,环境监测系统在农业生产中的应用也逐步普及和完善,为农业生产质量和效益提供了可靠的保证基础和依据。经过多年的总结和实践,相关人士在农业生产中逐步总结出了一套适合农业生产要求的环境监测体系。
1、定义和概念
所谓的农业环境监测是基于环境监测基础上形成的一种农业生产监测体系,是以多种学科和方法手段共存的一种监测方法,是探索环境质量状况、未来发展趋势的一种综合性数据。而农业环境监测作为环境监测领域的重要组成环节,是借助于环境监测基础和方法形成的一种农业生产环境、质量现状、发展规律为一体的监测活动,也是一种较为常见的政府宏观管理行为。
2、目的与作用
我国目前的环境监测方针为“环境管理毖须依据环境监测,环境监测必须为环境管理服务。”从中可见,农业环境监测的目的同样是通过环境监测的“耳目”、“哨兵”、和“尺子”直接为农业环境管理服务,提供制定和执行有关法规标准的科学依据和技术监督,为政府的环境决策提供决策依据和技术支持。环境监测的任务是服务,除为环境管理服务,还为环境科学服务,为农业持续发展服务、为全社会服务。
三、石墨炉原子吸收法在农业环境监测中的应用
1测定干扰及消除
由于石墨炉法是在惰性气氛中发生原子化,使形成原子氧化物的问题大大减少,而该技术仍会遇到化学干扰。在分析中,试样的基体成分也会有很大影响。在遇到每种不同基体试样的分析中,必须确定并考虑到这些干扰影响。为了帮助验证没有基體或化学干扰存在,可使用逐次稀释技术。如果表明这些试样中有干扰存在,应该用下述的一种或多种方法进行处理:
(1)逐次稀释并重复分析试样,以便消除干扰。
(2)改良试样基体,以便除去干扰成分。或者稳定被分析物。例如,加入硝酸铵除去碱金属氯化物,加入磷酸铵稳定镉,将氢气和惰性气体混合,也可用于抑制化学干扰。氢能起到还原剂和帮助分子解离的作用。
2背景扣除
在原子化过程中,炉内产生的气体可能会有分子吸收带而覆盖分析波长。当发生这种情况时,用背景校正或者选择另外的波长加以解决。背景校正也能补偿非特征宽带吸收干扰。
3背景校正
连续背景校正不能校正所有类型的背景干扰。当背景校正不能补偿背景干扰时,可将被分析物进行化学分离,或者使用其他类型的背景校正方法,例如,塞曼背景校正。
4烟雾千扰及消除
来自试样基体的烟雾干扰,往往在更高温度下延长灰化时间,或者利用在空气中循环灰化加以消除,必须充分注意防止被分析物的损失。
5有机质千扰及消除
对于含有大量有机质的试样,在向炉中进样之前应该用常规酸消解氧化。这会使宽带吸收减至最小。
6共存离子干扰及消除
在除恒温以外的石墨炉条件下,研究离子干扰,首先选用了硝酸盐离子的干扰。因为任何消解试样或将试样溶液消解过程中常使用硝酸,除硝酸以外,若需使用其他酸,应该加入最少量,尤其是使用盐酸时其加入量的限制值更小。使用硫酸和磷酸也不能多加。
7有机碳干扰及消除
在石墨炉的化学环境中,曾观察到有机碳化物生成。钼可作为一个例证。当形成碳化物时,金属从生成的碳化物中释放很慢,且难以继续原子化。在信号回到机械以前,钼需要30s或更长的原子化时间。用热解涂层石墨管能大大的减少碳化物的形成,并能提高灵敏度。
8谱线干扰及消除
试样中共存的非测定元素的某吸收波长位于待测元素的吸收线的宽带时,发生光谱干扰。由于干扰元素影响,将使原子吸收信号的测定结果异常高。当灯阴极金属含有杂质,这些杂质金属或者多元素灯的其他金属产生的共振辐射,恰在选定的光谱通带的情况下也会产生光谱干扰。
9环境的污染及消除
由于石墨炉法能达到极高的灵敏度,所以交叉污染和试样污染是误差的主要来源。制备试样的工作区域应该保持彻底的清洁,所有玻璃仪器应该按测定要求清洗。进样器的滴头是一种习以为常的干扰源,如果怀疑其受到污染的话,应该用体积比为1:5的硝酸溶液浸泡,并用自来水和去离子水洗净。应该特别注意在分析过程和分析结果校正中,经常受到试剂空白的影响,由于热解石墨的持续生产过程和处理方法也会成为污染的原因,在使用之前需要用高温空烧5—10次之多,以便净化这种试样管。
四、结束语
综上所述,石墨炉法的主要优点是能提供极低的检出限,对于比较清洁的试样进行分析十分简便。由于本方法如此之灵敏,干扰是一个实际的问题。但是选择最佳的消解方法,加热时间和温度、基体改进剂几者的结合,便能对付各种不同基体组成的样品问题。
关键词:农业生产 环境监测 石墨炉原子吸收法
农业环境监测一直以来都在环境监测领域扮演着重要的角色,也是环境监测领域的一项复杂而又系统的工程。随着当前科学技术的发展,以规模化、集约化、综合化为主的新型农业生产方式逐步涌现了出来,成为社会发展中备受人们重视的环节。在这种社会发展背景条件下,以石墨炉原子吸收法为主的新型农业环境监测系统逐步受到业界人士的关注,成为整个农业环境监测领域中的重中之重。
一、石墨炉原子吸收法概述
石墨炉原子吸收法是基于原子吸收光谱法形成的一种新型的监测方法,其在应用的过程中有着抗干扰能力强、灵敏度高、准确性能好以及精确度高的优势,也正是因为这些优势的存在是其在环境监测工作中受到人们的重视,其在应用中也有着独特的优势。石墨炉原子吸收法的应用是随着它的分析化学优势的广泛应用而渗透到各个领域之中,成为一项较为常见的工作体系。
1、应用范围
原子吸收光谱法在目前的社会发展中应用尤为广泛,同时也适用于多个不同的领域当中,其中包含着生物、农业、地质等多个工作环节。根据多年的工作经验总结得出,在目前的工作中与测定元素为主的光谱法应用是一种具备着空心阴极灯为主、以样品石墨原子化为辅的综合性监测方式,从而实现农业环境检测中各种元素含量,并发挥出了应有的作用与效益。
2、应用优势
石墨炉原子吸收分光光度法较火焰原子化法,自由原子在石墨炉吸收区内停留时间较长,大约为前者1000倍,原子化效率高,测定的绝对检出限达10-12到10-14;而且石墨炉法中液体和固体均可直接进样,但石墨炉法的基体效应及化学干扰较大,测定的重现性比火焰原子化法差,因此在目前的农业环境监测工作中发挥着举足轻重的地位,是整个环境监测工作未来发展和优化的主要依据。
二、农业环境监测分析
目前,我国农业环境监测已经推广了很多年,环境监测系统在农业生产中的应用也逐步普及和完善,为农业生产质量和效益提供了可靠的保证基础和依据。经过多年的总结和实践,相关人士在农业生产中逐步总结出了一套适合农业生产要求的环境监测体系。
1、定义和概念
所谓的农业环境监测是基于环境监测基础上形成的一种农业生产监测体系,是以多种学科和方法手段共存的一种监测方法,是探索环境质量状况、未来发展趋势的一种综合性数据。而农业环境监测作为环境监测领域的重要组成环节,是借助于环境监测基础和方法形成的一种农业生产环境、质量现状、发展规律为一体的监测活动,也是一种较为常见的政府宏观管理行为。
2、目的与作用
我国目前的环境监测方针为“环境管理毖须依据环境监测,环境监测必须为环境管理服务。”从中可见,农业环境监测的目的同样是通过环境监测的“耳目”、“哨兵”、和“尺子”直接为农业环境管理服务,提供制定和执行有关法规标准的科学依据和技术监督,为政府的环境决策提供决策依据和技术支持。环境监测的任务是服务,除为环境管理服务,还为环境科学服务,为农业持续发展服务、为全社会服务。
三、石墨炉原子吸收法在农业环境监测中的应用
1测定干扰及消除
由于石墨炉法是在惰性气氛中发生原子化,使形成原子氧化物的问题大大减少,而该技术仍会遇到化学干扰。在分析中,试样的基体成分也会有很大影响。在遇到每种不同基体试样的分析中,必须确定并考虑到这些干扰影响。为了帮助验证没有基體或化学干扰存在,可使用逐次稀释技术。如果表明这些试样中有干扰存在,应该用下述的一种或多种方法进行处理:
(1)逐次稀释并重复分析试样,以便消除干扰。
(2)改良试样基体,以便除去干扰成分。或者稳定被分析物。例如,加入硝酸铵除去碱金属氯化物,加入磷酸铵稳定镉,将氢气和惰性气体混合,也可用于抑制化学干扰。氢能起到还原剂和帮助分子解离的作用。
2背景扣除
在原子化过程中,炉内产生的气体可能会有分子吸收带而覆盖分析波长。当发生这种情况时,用背景校正或者选择另外的波长加以解决。背景校正也能补偿非特征宽带吸收干扰。
3背景校正
连续背景校正不能校正所有类型的背景干扰。当背景校正不能补偿背景干扰时,可将被分析物进行化学分离,或者使用其他类型的背景校正方法,例如,塞曼背景校正。
4烟雾千扰及消除
来自试样基体的烟雾干扰,往往在更高温度下延长灰化时间,或者利用在空气中循环灰化加以消除,必须充分注意防止被分析物的损失。
5有机质千扰及消除
对于含有大量有机质的试样,在向炉中进样之前应该用常规酸消解氧化。这会使宽带吸收减至最小。
6共存离子干扰及消除
在除恒温以外的石墨炉条件下,研究离子干扰,首先选用了硝酸盐离子的干扰。因为任何消解试样或将试样溶液消解过程中常使用硝酸,除硝酸以外,若需使用其他酸,应该加入最少量,尤其是使用盐酸时其加入量的限制值更小。使用硫酸和磷酸也不能多加。
7有机碳干扰及消除
在石墨炉的化学环境中,曾观察到有机碳化物生成。钼可作为一个例证。当形成碳化物时,金属从生成的碳化物中释放很慢,且难以继续原子化。在信号回到机械以前,钼需要30s或更长的原子化时间。用热解涂层石墨管能大大的减少碳化物的形成,并能提高灵敏度。
8谱线干扰及消除
试样中共存的非测定元素的某吸收波长位于待测元素的吸收线的宽带时,发生光谱干扰。由于干扰元素影响,将使原子吸收信号的测定结果异常高。当灯阴极金属含有杂质,这些杂质金属或者多元素灯的其他金属产生的共振辐射,恰在选定的光谱通带的情况下也会产生光谱干扰。
9环境的污染及消除
由于石墨炉法能达到极高的灵敏度,所以交叉污染和试样污染是误差的主要来源。制备试样的工作区域应该保持彻底的清洁,所有玻璃仪器应该按测定要求清洗。进样器的滴头是一种习以为常的干扰源,如果怀疑其受到污染的话,应该用体积比为1:5的硝酸溶液浸泡,并用自来水和去离子水洗净。应该特别注意在分析过程和分析结果校正中,经常受到试剂空白的影响,由于热解石墨的持续生产过程和处理方法也会成为污染的原因,在使用之前需要用高温空烧5—10次之多,以便净化这种试样管。
四、结束语
综上所述,石墨炉法的主要优点是能提供极低的检出限,对于比较清洁的试样进行分析十分简便。由于本方法如此之灵敏,干扰是一个实际的问题。但是选择最佳的消解方法,加热时间和温度、基体改进剂几者的结合,便能对付各种不同基体组成的样品问题。