摘要：随着第三次工业革命的推进，我国科学技术也有了进一步的提升，其中在环境监测、保护方面便有着突出的体现。原子荧光光谱分析法作为当前一种新型的原子光谱法已经被广泛的应用在环境监测、医药、农业、饮用水、地质勘查、卫生防疫等方面，在新技术、新设备的支持下，该种技术的价值也得到了更大的提升。目前，原子荧光光谱仪在实际的应用过程中可以检测的元素有砷、硒、锑、锗、镉、铋、汞、碲等，将该种设备的应用在我国环境保护监测方面，能够进一步提高环保措施的有效性，对社会主要持续发展也有着重要的意义。基于此，本文围绕着原子荧光光谱仪，并以水环境检测为例，对原子荧光光谱仪在其中的应用进行研究。

关键词：原子荧光光谱仪;水环境检测;应用

引言

原子荧光光谱分析仪具有高自动化、低能耗、高灵敏度、结果准确、稳定性强、结构简单、操作简便等特点，具有原子吸收光谱和原子发射光谱两种技术的优势，能够测定易形成氢化物的元素、实现对易形成气态组分、易还原成原子蒸气的元素的测量，并克服现有分析技术的不足，是一种测量精度较高的元素测量仪器。目前常被用于环境监测、卫生防疫、食品卫生检验、地质普查、建筑、矿产、冶金、饮用水等方面。随着科学技术的不断发展，原子荧光光谱分析仪的测量精准度和测量范围也有了进一步的提升和扩展。现如今，原子荧光光谱分析仪所能测量的元素种类已经达到11种，这对于我国环保事业的稳定发展也有着重要的作用。

一、原子荧光光谱分析仪

（一）原子荧光光谱分析仪使用形式

原子荧光光谱分析仪是一种痕量分析仪器。在元素分析之前，主要是将氩气与气态氢化物和氢气相混合，之后导入到原子化装置当中进行加热。在特定的加热装置当中，氢气和氩气也会在原子化装置当中不断的受热燃烧，进而将使氢化物在高温形式下实现分解情况，而被测量的元素也会被分解为基态原子蒸汽，该种形势下，所分解出的基态原子量会远远大于常规加热所产生的基态原子数量，之后则在利用原子荧光光谱分析仪来进行元素分析，如此获得预期的结果[1]。

（二）原子荧光光谱分析仪原理

原子荧光光谱分析仪是原子荧光光谱法当中最主要的设备仪器。在原子荧光光谱法的应用过程中，首先需要对待测定的物料进行预处理，经预处理后的试液进入原子荧光光谱分析仪，在酸性条件的硼氢化钠（硼氢化钾）还原作用下，生成气态氢化物和汞原子，在载气氩气载入原子化器，在氩氢火焰中形成基态原子，其基态原子和相关元素灯发射光的激发产生原子荧光，原子荧光强度与试液中待测定元素含量在一定范围内呈正比，以此来测量相关元素。

在实际的作用下，基态原子或原子蒸汽在特定波长辐射的处理箱内将会使原子外层的电子从低能级状态中跃迁至高能级，而这一过程仅仅需要8-10s。在辐射停止后，在辐射当中所形成的高能级原子因为没有辐射的支持从而导致其能级不断的退缩，直到再恢复到原始能级。在此过程中，高能级原子伴随着能级的衰退也会将自身所吸收的辐射释放出来，进而形成“原子辐射”，而该种辐射也叫做原子荧光。不同基态原子在释放辐射时所放出的原子荧光有所不同，并且在低能级向高能级转变时，所需要吸收的辐射波长也有着巨大的不同。在高能级原子衰退时，其所产生的原子荧光强度与原子单位的体积和数量有着直接的关系，体积越大、数量越多，所产生的原子荧光强度越强。在原子荧光的发射当中，由于能量转化会产生一定的热能，因此随着时间的推移原子荧光的发射会不断的减少，直到全部消失，该种情况呗成为荧光猝灭[2]。

二、原子荧光光谱分析仪的应用

目前，原子荧光光谱分析仪已经在我国各行业当中都有广泛的应用，特别是在环境监测领域当中。因此，本文从水环境监测角度出发，对原子荧光光谱分析仪在其中的应用进行分析探讨。在探究过程中，本文也以待测水样中的砷、硒、铅元素测量为例，分析原子荧光光谱分析仪的实际应用价值。

（一）利用原子荧光光谱分析仪测定饮用水中砷含量

在人体当中，砷并不是其中所必要的元素，该种元素本身毒性较小，但其化合物却又是剧毒。在日常的生活过程中，砷元素会随着人体的皮肤、口腔、眼睛等部位进入人体，从而给人的身体健康带来严重的危害。因此，加强饮用水中砷元素的测定也是当前地表水管理者和生态环保者尤其是饮用水供给公司所必须关注的事项。目前，针对砷元素的测定有原子荧光光谱法、电感耦合法、砷斑法等等，而检测水环境当中的砷元素主要应用原子荧光光谱法。通常情况下，在原子荧光光谱法的应用过程中，相关工作人员需要利用盐酸、硝酸等强酸来进行消解，而强酸的浓度一般情况下需要控制在2%-25%之间，除此之外，还需要在其中加入硫脲+抗坏血酸，消除其他元素的影响外，该种物质主要被作为一种还原剂来使用。在实际反应过程中，As5+会经过硫脲的还原催化形成As3+，之后经过与硼氢化钾反应形成气态氢化物，之后利用原子荧光光谱分析仪来进行测量。

（二）利用原子荧光光谱分析仪测定水样当中的硒元素

在人体微量元素当中，硒元素在其中有着重要的作用，但人体对硒元素的需求量有着更为苛刻的要求。通常情况下，人体内硒元素的浓度在0.04-0.1ppm范围内，人体便处于健康状态，如果硒浓度过高或过低，都会对人体健康产生威胁。因此，相关部门和食品企业需要加强食物硒元素的含量，保障人体所摄入的硒元素在科学和安全的范围之内。目前，在我国饮用水卫生标准当中，硒元素在水中的浓度应当在0.01mg/L之内。对此，相关环保部门需要采取合理的措施来对环境当中饮用水获取地的水体进行测量，保障所使用的水资源硒含量在标准范围之内。在具体的测定过程中，首先利用硼氢化钾将硒还原为硒化氢，而此还原过程需要将盐酸作为介质，之后将氩气作为载气将硒化氢送入到原子反应器当中，进而实现原子化。原子化后的基态硒原子经过硒空心阴极灯的照射形成高能态硒原子，之后撤去阴极灯后高能态硒原子逐渐转变为基态硒原子，在此过程中也会散发出特定波长的荧光。经过多次实验研究发现，在饮用水硒元素含量的测量过程中，将原子荧光光谱分析仪应用其中，不仅抗干扰能力强，所获取的结果数据较为准确，而且在实际操作过程中简单易行，相关工作人员容易上手，因此在饮用水硒元素的测量工作当中，原子荧光光谱分析仪的应用具有较高的价值，值得在全国范围内推广[3]。

（三）利用原子荧光光谱分析仪测定水样中的铅元素

众所周知，重金属元素会对人体健康产生巨大的影响，而铅元素便是其中最主要的一种。铅元素具有较强的毒性，如果被人体吸收将会使人出现铅中毒，严重的会对人体的消化系统、造血系统、神经系统产生破坏，进而危及到人体的生命安全。因此，加强饮用水铅元素含量的测试控制也是相关部门和企业都需要关注的事项。目前，针对水中铅元素含量的测试方法较多，但很多情况下由于测试方法不当、方式不准，从而导致所得出的监测结果不够准确，进而影响到饮用水的健康使用。而原子荧光光谱分析手段是当前饮用水铅元素含量测量当中最重要，也是最精准的手段之一。在该种手段的应用过程中，首先需要在酸性介质中将硼氢化钾与铅元素发生反应，之后形成铅化氢。在铅化氢气体形成后，与上文硒元素测量手段类似，以氩气作为载气，并利用铅空心阴极灯照射，而后针对铅元素含量进行测量。经过实验研究发现，在饮用水铅元素的测量过程中，原子荧光光谱分析仪在实际的应用过程中也能够获取到准确的数据，并且相应的操作较为简单，因此在饮用水铅元素测量工作当中具有极高的应用价值[4]。

三、测量结果分析研究

（一）原子荧光光谱分析仪方面所产生的影响

1、原子荧光光谱分析仪受到室内温度和湿度的影响

通常情况下，在元素测定过程中，利用原子荧光光谱分析仪对元素荧光进行测量，需要将室温控制在18-25℃之间。并且由于需要测定的溶液都是强酸所制成的，因此仪器需要控制好湿度，避免所强酸所产生的酸雾对仪器内部的电子元件产生影响。一般情况下，原子荧光光谱分析仪所使用场所的湿度需要控制在60%以内，如果湿度过大便需要进行除湿处理，进而确保仪器使用的稳定性和可靠性[5]。

2、空心阴极灯所造成的影响

空心阴极灯是照射基态原子最重要的设备，该设备的稳定性对整个元素测量工作有着直接的影响。因此，相关人员需要加强对空心阴极灯的重视程度，如果阴极灯自身存在接口不良的情况，将会对原子荧光光谱分析仪的检测结果产生严重的影响。

3、仪器自身对结果的影响

在原子荧光光谱分析仪的使用之前，相关工作人员需要进行空启动，如果仪器本地的荧光强度出现较大的变化，则说明原子荧光光谱分析仪自身便存在问题。

4、仪器预热时间不足

原子荧光光谱分析仪在实际使用时间需要进行预热，只有预热时间足够才能确保测定结果的准确性。由于荧光阴极灯的影响，通常情况下原子荧光光谱分析仪的预热时间需要控制在30min以上。

5、气源对结果的影响

原子荧光光谱分析仪对氩气的纯度和压力也有要求，氩气不纯或氩气压力不足会引起荧光值不稳定，对检测结果产生很大影响。配置氩气纯度应大于99.99%，此外需要购置氩气分压表来控制压力。

（二）对实验数据所产生的干扰因素

1、被测溶液的酸度

酸性溶液是所测元素与还原剂反应的基本介质，而科学的控制酸度能够进一步保障反应的稳定进行。在测定过程中，适当的增加酸度，能够更好的溶解饮用水当中的金属物，进而避免金属原子对所测元素浓度的干扰。

2、还原剂

还原剂是整个原子荧光光谱分析仪应用过程中最主要的一种物品，该种物品如果用量过大，将会引起液相干扰，而浓度过低或出现还原能力差，灵敏度降低的情况。因此，相关工作人员在原子荧光光谱分析仪的应用过程中需要根据实际情况来控制还原剂的用量，避免因还原剂用量不准确对整个测定结果产生影响。

四、原子荧光光谱分析仪在应用过程中常见的问题和解决方案

（一）电源问题

在原子荧光光谱分析仪的实际应用过程中，电源也可能出现接触不良的问题。如果出现此种问题，原子荧光光谱分析仪在软件打开过程中会出现通讯失败的提示，此时相关工作人员需要对原子荧光光谱分析仪的电源插头和接线口进行详细的检查，如果发现电源线连接方式不正确需要更换连接部位，进而保障原子荧光光谱分析仪的稳定运行。

（二）原子荧光光谱分析仪开启后提示无载气

很多情况下，原子荧光光谱分析仪打开后便会自动停止，而屏幕上也会提示无载气，出现此种情况通常是由于氩气压力不足所导致的。因此，相关工作人员需要对气保开关进行检查，避免是因为气保开关设置错误或损坏对原子荧光光谱分析仪的监测结果产生影响。

（三）自动进样机故障

如果在原子荧光光谱分析仪使用过程中，自动进样机在重启后出现不复位的现象，则可能是其中机械部分或电路板出现问题，此时便需要拆除自动进样机，而后针对其中电路板进行检测，同时对自动进样机的执行机构进行检查，如果其中发生不可修复损伤则需要更换相关部件[6]。

五、结束语

随着科学技术的不断发展，我国工业领域的相关技术和设备也有了进一步的发展和创新。就现在环保事业而言，原子荧光光谱分析仪便是其中元素测量中最主要的设备，该种设备的应用相较于传统的元素测量手段具有更加高效、快捷的优点，与此同时，在原子荧光光谱分析仪的英语过程中，能够提高测量结果的准确性，对降低测量人员劳动强度也有着重要的作用。但就目前而言，在环境元素测量工作当中，原子荧光光谱分析仪的测量结果依旧会被很多因素影响。对此，相关工作人员需要通过加强对被测溶液的酸度以及还原剂浓度的关注力度，根据实际情况来选取合理的酸度和还原剂浓度范围，进而确保检测工作的顺利开展，进而为环保工作提供更为准确的数据信息。

参考文献：

[1] 李可，张勤. XGY-2020A型原子荧光光谱仪的研制[J]. 物探化探计算技术，2019，41（1）：91-95.

[2] 朱国英. AFS-3100型原子荧光光谱仪测定食品中的砷[J]. 现代农业科技，2016（10）：261-262.

[3] 胡思超. 论原子荧光光谱仪对饮用水的检测[J]. 环境与发展，2017，29（5）：125-126.

[4] 刘美晨. 原子荧光光谱仪测试地质矿物中金属元素试验结果分析[J]. 中国金属通报，2020（11）：261-262.

[5] 鲁海平. 原子荧光光谱仪对汞砷硒等测试影响因素的探讨[J]. 辽宁化工，2021，50（6）：912-913，916.

个人简介：

姚风淑，女，汉族，1985年1月出生，2007年7月毕业于烟台南山学院，2007年1月份参加工作，大专学历。2017年毕业于聊城大学，化学工程与工艺，现在在山东清风环境检测有限公司工作，从事生态环境监测工作

徐潇潇，女，汉族，1995年9月出生，2016年7月毕业于山东中医药高等专科学校，2016年9月份参加工作，大专学历。2022年毕业于临沂大学，应用化学，现在在山东清风环境检测有限公司工作，从事生态环境监测工作

姚启龙，男，汉族，1992年5月出生，2012年毕业于泰山医学院，应用化工技术，2021年毕业于青岛大学，医学检验技术，现在在山东清风环境检测有限公司工作，从事生态环境监测工作