干扰及其消除与控制

出处：按学科分类—农业科学 农业出版社《土壤农化分析手册》第77页（2290字）

原子吸收分光光度法与发射光谱分析等比较，其干扰较少并较易克服，但实际工作中仍不可忽视干扰问题。

以广泛应用的火焰原子化为例，在火焰中发生的过程如图2-17所示。

图2-17 发生在火焰光谱法中各种过程示意图

当金属盐溶液经喷雾器以气溶胶形式导入火焰，在短时期内将发生：①溶剂的蒸发；②固体盐微粒转化为气态；③气态盐裂解为金属原子、分子或原子团；④原子的电离；⑤火焰中存在的金属原子、分子或原子团形成新的气态化合物；⑥金属原子、分子甚至离子与其他分子或原子团碰撞而激发；⑦原子或分子向低能级或基态跃迁时发射光量子。

原子吸收的测量是基于基态原子吸收光源发射的同种元素的共振线，因此只有非化合、非电离和非激发的原子对吸收才有效。而在高温下，原子总是在相互矛盾的化合、电离和激发诸过程的动态平衡下存在，在原子吸收中只要改变这些平衡(主要是化合和电离)或变动影响原子化效率的因素，都可能产生对测定结果的影响。所以必须创造条件使气态试样分子裂解为基态自由原子这一过程为主要矛盾，而使其他化合、电离等过程降为次要的矛盾，这就可能抑制或减少干扰的发生。

原子吸收光谱分析中的干扰主要有光谱干扰、物理干扰和化学干扰三种类型。三者的界线不很分明，是互相联系、相互依赖和相互制约的。

(一)光谱干扰 这种干扰主要来自仪器和光源，有时也与共存元素有关，常见的有以下四种情况：

(1)在测定波长附近有单色器不能分离的被测元素的邻近线。可以用较小的光谱通带(减小狭缝)来抑制这种干扰。

(2)灯内有单色器不能分离的非被测元素的发射。这种情况主要是由于空心阴极灯内杂质元素较多所造成的，使用纯度较高的单元素灯可避免这种干扰。

(3)灯的发射中连续背景发射。这种情况来自灯内杂质气体或阴极灯上有氧化物。可以用净化灯内气体或较长时间空点的办法解决。

(4)被测元素的分析线与另一元素吸收线十分接近，以至另一元素也能吸收被测元素的辐射。如果试样中有这种元素时，会得到错误结果，可用另选测定波长或化学分离干扰元素的方法解决。

(二)分子吸收 分子吸收是一种特殊的光谱干扰，对短波区的共振线，当用高浓度盐溶液喷雾时产生吸收，通常将这种不含被测元素的溶液引起的吸收称为分子吸收，有时也把这种非特征吸收称为背景吸收，主要来自三方面：

(1)火焰气体的分子吸收，可用零点扣除的办理解决。为了尽量减少火焰气体的吸收，在远紫外区测定时，可应用空气(或氩气)－氢气火焰。

(2)试样中盐或酸在火焰中的分子吸收，这种情况一般在盐或酸的浓度较高时出现，可在标准溶液中加入相同基体后校正来解决。最好用氘灯背景校正器来校正。使用氘灯(或氢灯)的校正方法：使用被测元素的空心阴极灯，按常规操作步骤测得吸光度A(被测元素的吸收加背景吸收)。然后转动灯架，将氘灯(或氢灯)对入光路，并将单色器波长向长波长或短波长方向移动左右，注意保持原子化系统及标尺扩展倍数等测定条件不变，再吸入被测溶液，测得吸光度B(背景吸收)。A-B即为扣除背景吸收后的真实吸光度。如果测得的吸光度很小，表示几乎没有背景吸收存在，则不必作背景校正。

(3)来自火焰本身或火焰中被测元素的发射，这种干扰在交流放大系统中，只增加噪音，可适当增加灯电流以提高发射强度来改善信号——噪音比。

(三)化学干扰 被测元素同某种阴离子形成了一些稳定化合物。这些化合物不能在火焰中分解，这样就会减少参与吸收或发射的被测元素的原子数目。在火焰中容易生成难挥发氧化物的元素有铅、硅、硼、钛、钙和钡等。使用高温火焰可以减轻这种干扰。

在标准液和待测液中加入一些试剂，常常可以控制化学干扰，这些试剂(如表2-7所示)有：

表2-7 一些消除干扰的试剂

1．释放剂 释放剂与干扰的阴离子进行反应，以阻止它与被测元素共同形成稳定性化合物。

2．保护剂 由此试剂的加入，使待测元素不与干扰元素生成难挥发化合物。

3．络合剂 络合剂也起释放剂和保护剂的作用。

4．缓冲剂 即在试样与标准液中加入过量干扰元素来缓冲。

(四)物理干扰 由于溶质或溶剂特性的变化使喷雾效率或者使待测元素导入火焰中的速度发生改变而引起所谓基体效应的干扰。这会使单位时间内到达火焰中的试样量与标准溶液量不同而导致错误结果，为了防止这种干扰，一般可控制标准溶液与试样基体组成一致即可。也可用标准加入法来克服这种干扰。