原子发射光谱检测水体中重金属含量

原子发射光谱检测水体中重金属含量

水坏境污染是一个严重的环境问题，给人们的生产生活带来了巨大的影响。重金属含量是评价水环境的重要指标，大气压阴极原子发射光谱(ELCAD-AES)系统是检测水体中重金属含量的一种重要装置，光谱仪在装置中也发挥着不可或缺的作用,下面介绍一种利用原子发射光谱检测水体中重金属含量的方法，以铅为例。

一、测量原理

该装置以流动的液体作为放电阴极，以金属棒作为放电阳极，两极间的气体在高电压的作用下被击穿，产生大气辉光放电等离子体，利用光谱仪探测等离子体的光谱即可获取水体中金属元素的种类以及浓度信息。

2、 测试装置与条件

大气压液体阴极辉光放电装置如图所示，放电阳极选用一根下端为椭圆的钨棒，待测液在蠕动泵的带领下进入圆锥形玻璃毛细管，流入的液体即为放电阴极，溶液从圆锥形玻璃细管上端溢出，进入溶液槽。而溶液槽中连有一根金属辅助电极，辅助电极与连接电源负极的不锈钢电极导通。在大气环境下，光纤接收到的光信号传输到光谱仪再由计算机显示和处理。

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设备与试剂：可调高压直流电源；蠕动泵；光谱仪，推荐使用北京鉴知SR50C光谱仪，HNO3,HCL,H2SO4,Pb(NO3)2

三、光谱分析

光谱定量分析的依据来源于公式

其中Aij是跃迁几率，hυji是幅射光子的能量，g是统计权重，Ei和Ej是j能级和i能级的激发能。由此公式可知，谱线强度和激发电位成负指数关系，Pb的激发电位较高，所以谱线强度较弱。而谱线强度与基态原子成正比，基态原子数与元素浓度成正比，因此在一定条件下，谱线强度与该元素浓度成正比。

经硝酸化的硝酸铅溶液中的发射谱线包括OH与N2的分子谱线，Na,K,Hα,Hβ，O的原子谱线，Pb的原子谱线有两条，分别是368.35nm和405.78nm，由于368.35nm附近存在N2分子谱线的干扰，所以选用405.78nm作为实验分析线，得到谱线后根据数据对比即可得到水体中的铅元素含量。采用同样的方法，也可以检测铜，汞等重金属在水体中的含量。

在实验过程中使用的光谱仪推荐北京鉴知的SR5OC以下是该设备参数

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