职业病危害因素检测(化学有害因素)课件.ppt

1、1 工作场所空气中工作场所空气中 化学有害因素检测化学有害因素检测2 工作场所空气中工作场所空气中 化学有害因素检测化学有害因素检测n主要内容主要内容1 1、工作场所空气中金属、类金属及其化合物检测、工作场所空气中金属、类金属及其化合物检测2 2、工作场所空气中非金属及其化合物检测、工作场所空气中非金属及其化合物检测3 3、工作场所空气中有机化合物检测、工作场所空气中有机化合物检测3工作场所空气中化学有害因素检测工作场所空气中化学有害因素检测n检测依据检测依据：GBZ/T160.1-85 工作场所空气有毒物质测定工作场所空气有毒物质测定 共检测共检测85类化合物，检测方法类化合物，检测方法20

2、8个。个。其中：其中：金属、类金属及其化合物类金属、类金属及其化合物类32类，类，54个检测法；个检测法；非金属及其化合物非金属及其化合物8类，类，30个检测方法；个检测方法；有机化合物类有机化合物类45类，类，124个检测方法。个检测方法。41、工作场所空气中金属、类金属及其、工作场所空气中金属、类金属及其化合物检测化合物检测主要内容：主要内容：一、适用范围一、适用范围二、样品采集及预处理二、样品采集及预处理三、原子吸收光谱法三、原子吸收光谱法四、原子荧光光谱法四、原子荧光光谱法五、电感耦合等离子体原子发射光谱法五、电感耦合等离子体原子发射光谱法六、方法应用六、方法应用5 工作场所空气中金属

3、、类金属及其工作场所空气中金属、类金属及其化合物检测化合物检测一、适用范围一、适用范围 工作场所空气中常见的金属、非金属化合物主要有工作场所空气中常见的金属、非金属化合物主要有3232类，类，它们的存在形态主要有金属单质、氧化物、氢氧化物、无它们的存在形态主要有金属单质、氧化物、氢氧化物、无机盐和有机盐类等，其检测方法主要有原子吸收光谱法、机盐和有机盐类等，其检测方法主要有原子吸收光谱法、紫外可见分光光度法、原子荧光光谱法、等离子发射光谱紫外可见分光光度法、原子荧光光谱法、等离子发射光谱法、电化学分析方法等。法、电化学分析方法等。n 如何实现对作业现场空气中金属、类金属及其化合物的如何实现对作

4、业现场空气中金属、类金属及其化合物的检测？检测？n 依据依据GBZ159GBZ159、GBZ2.1GBZ2.1、GBZ160GBZ160系列标准等的规定和要求，系列标准等的规定和要求，依次完成空气中金属、类金属及其化合物的样品采集、样依次完成空气中金属、类金属及其化合物的样品采集、样品的预处理、样品的分析测定、结果计算等品的预处理、样品的分析测定、结果计算等4 4个步骤。个步骤。6序序号号元素元素种类种类代表化合物代表化合物方法标准号方法标准号GBZ/T可选方法可选方法1锑锑金属锑、氧化锑金属锑、氧化锑160.1-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法石墨炉原子吸收光石墨炉原子吸收光谱法

5、谱法2钡钡金属钡、氧化钡、金属钡、氧化钡、氢氧化钡和氯化钡氢氧化钡和氯化钡160.2-2004等离子体发射光谱法等离子体发射光谱法二溴对甲基偶氮甲二溴对甲基偶氮甲磺分光光度法磺分光光度法3铍铍金属铍、氧化铍金属铍、氧化铍160.3-2004桑色素荧光分光光度法桑色素荧光分光光度法4铋铋碲化铋碲化铋160.4-2004原子荧光光谱法原子荧光光谱法火焰原子吸收光谱火焰原子吸收光谱法法5镉镉金属镉、氧化镉金属镉、氧化镉160.5-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法6钙钙氧化钙、氰氨化钙氧化钙、氰氨化钙160.6-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法7铬铬铬酸盐、重铬酸盐、铬酸盐、重

6、铬酸盐、三氧化铬三氧化铬160.7-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法二苯碳酰二肼分光二苯碳酰二肼分光光度法光度法8钴钴金属钴、氧化钴金属钴、氧化钴160.8-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法9铜铜金属铜、氧化铜金属铜、氧化铜160.9-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法10铅铅金属铅、氧化铅、金属铅、氧化铅、硫化铅和四乙基铅硫化铅和四乙基铅160.10-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法双硫腙分光光度法双硫腙分光光度法氢化物氢化物-原子吸原子吸收光谱法收光谱法微分电位溶出法微分电位溶出法四乙基铅的石墨炉原子四乙基铅的石墨炉原子吸收光谱法吸收光谱法13

7、锰锰金属锰、二氧化锰金属锰、二氧化锰160.13-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法磷酸磷酸-高碘酸钾分高碘酸钾分光光度法光光度法14汞汞金属汞、氯化汞金属汞、氯化汞160.14-2004冷原子吸收光谱法冷原子吸收光谱法原子荧光光谱法原子荧光光谱法双硫腙分光光双硫腙分光光度法度法表表 5.1 工作场所空气中常见金属、类金属及其化合物的检测方法工作场所空气中常见金属、类金属及其化合物的检测方法7序序号号元素元素种类种类代表化合物代表化合物方法标准号方法标准号GBZ/T可选方法可选方法21铊铊金属铊、氧化铊金属铊、氧化铊160.21-2004石墨炉原子吸收光谱法石墨炉原子吸收光谱法22锡

8、锡金属锡、二氧化锡、金属锡、二氧化锡、二月桂酸二丁基锡二月桂酸二丁基锡160.22-2004火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法二氧化锡的栎精分二氧化锡的栎精分光光度法光光度法二 月 桂 酸 二 丁二 月 桂 酸 二 丁基 锡 的 双 硫 腙基 锡 的 双 硫 腙分光光度法分光光度法28砷砷三氧化二砷、五氧三氧化二砷、五氧化二砷、砷化氢化二砷、砷化氢160.31-2004氢化物氢化物-原子荧光光谱法原子荧光光谱法氢化物氢化物-原子吸收光原子吸收光谱法谱法二 乙 氨 基 二 硫二 乙 氨 基 二 硫代 甲 酸 银 分 光代 甲 酸 银 分 光光度法光度法砷化氢的二乙氨砷化氢的二乙氨基二硫代甲酸银

9、基二硫代甲酸银分光光度法分光光度法32钇钇160.84-2007电感耦合等离子体发射电感耦合等离子体发射光谱法光谱法表表 5.1 工作场所空气中常见金属、类金属及其化合物的检测方法工作场所空气中常见金属、类金属及其化合物的检测方法（续上）（续上）8n 空气中金属、类金属及其化合物主要以气溶胶的形式空气中金属、类金属及其化合物主要以气溶胶的形式存在，样品采集后应进行预处理，将含有各种形态的金属存在，样品采集后应进行预处理，将含有各种形态的金属混合物统一转化为金属单质，再进行测定，并将测定结果混合物统一转化为金属单质，再进行测定，并将测定结果与标准限值进行比较，对于以化合物形式给出限值的，一与标准

10、限值进行比较，对于以化合物形式给出限值的，一般也是先测定金属单质的含量，然后计算转换为对应化合般也是先测定金属单质的含量，然后计算转换为对应化合物的数值，再与标准限值进行比较。物的数值，再与标准限值进行比较。n 样品采集和预处理后，根据其光谱特性、与特定化学试样品采集和预处理后，根据其光谱特性、与特定化学试剂反应后的光学特性、电化学性质等物理化学特性，分别剂反应后的光学特性、电化学性质等物理化学特性，分别采用适当的分析方法进行定量分析。采用适当的分析方法进行定量分析。n 完成分析后，结合所采集的空气体积，进行空气中金属完成分析后，结合所采集的空气体积，进行空气中金属及其化合物浓度的相关计算。及

11、其化合物浓度的相关计算。9 二、样品采集及预处理二、样品采集及预处理1.采集设备与采样介质采集设备与采样介质（1）空气采样器）空气采样器 流量流量03L/min和和0 10L/min，在易燃易，在易燃易爆场所应采样相应防爆等级的空气采样器。爆场所应采样相应防爆等级的空气采样器。（2）微孔滤膜）微孔滤膜 0.8m。（含浸渍。（含浸渍微孔滤膜或碱性微孔滤膜微孔滤膜或碱性微孔滤膜）（3）大型气泡吸收管或多孔玻板吸收管。）大型气泡吸收管或多孔玻板吸收管。（4）采样夹，滤料直径）采样夹，滤料直径40mm。小型塑料采样夹，滤料直径。小型塑料采样夹，滤料直径 25mm。（5）流量校准器：泡沫流量计或干式流量

12、计，精度不低于）流量校准器：泡沫流量计或干式流量计，精度不低于1%。102.采样方法采样方法n 空气中金属、类金属及其化合物的现场采样，根据作业活动的种类、空气中金属、类金属及其化合物的现场采样，根据作业活动的种类、职业限值标准要求、检测目的等因素，考虑进行职业限值标准要求、检测目的等因素，考虑进行短时间定点采样短时间定点采样、长时长时间定点采样间定点采样和和个体采样个体采样三种。三种。n样品的现场采集方法依据样品的现场采集方法依据GBZ 159-2004执行。执行。n金属及其化合物的采集用微孔滤膜。金属及其化合物的采集用微孔滤膜。n在样品采集前，应随机抽取滤料进行流量测定。在样品采集前，应随

13、机抽取滤料进行流量测定。n用于定点短时间采样将装好微孔滤膜的采样夹，在呼吸带高度以用于定点短时间采样将装好微孔滤膜的采样夹，在呼吸带高度以5.0L/min 流量流量采集采集15min 空气样品。空气样品。n用于定点长时间采样将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹，在呼吸带高度以用于定点长时间采样将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹，在呼吸带高度以1L/min 流量采集流量采集28h 空气样品。空气样品。n用于个体采样时，将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹佩戴在监测对象的前胸上部，用于个体采样时，将装好微孔滤膜的小型塑料采样夹佩戴在监测对象的前胸上部，进气口尽量接近呼吸带，以进气口尽量接近呼吸带，以1.0L/mi

14、n 流量采集流量采集28h 空气样品。空气样品。11n3.3.样品的运输和保存样品的运输和保存n 空气中绝大多数金属、类金属及其化空气中绝大多数金属、类金属及其化合物的采样介质可用微孔滤膜。完成采样合物的采样介质可用微孔滤膜。完成采样后，应将滤膜的接尘面朝里对折后，应将滤膜的接尘面朝里对折2次，放次，放入清洁塑料袋或纸袋内，置于清洁的容器入清洁塑料袋或纸袋内，置于清洁的容器内运输和保存，样品在室温下可长期保存。内运输和保存，样品在室温下可长期保存。n 对于用液体吸收管采集的样品，完成对于用液体吸收管采集的样品，完成采样后，应立即密封样品，竖立摆放于样采样后，应立即密封样品，竖立摆放于样品箱中，

15、平稳运输避免倒置，并按要求尽品箱中，平稳运输避免倒置，并按要求尽快分析。快分析。12n4.滤料采集样品的预处理滤料采集样品的预处理n常用的处理方法有洗脱法和消解法。常用的处理方法有洗脱法和消解法。A:洗脱法洗脱法：是用溶剂或溶液将滤料：是用溶剂或溶液将滤料上的待测物溶洗下来的方法。上的待测物溶洗下来的方法。例如：微孔滤膜采集铅烟或铅尘后，例如：微孔滤膜采集铅烟或铅尘后，用硝酸溶液浸泡滤膜，将铅溶洗入硝酸溶液用硝酸溶液浸泡滤膜，将铅溶洗入硝酸溶液中，然后用中，然后用AAS或分光光度法测定。或分光光度法测定。浸渍滤料采集某些气态和蒸汽态化合物浸渍滤料采集某些气态和蒸汽态化合物后也常用洗脱法处理。后

16、也常用洗脱法处理。13n洗脱法的评价指标为洗脱效率。洗脱法的评价指标为洗脱效率。n洗脱效率指能从滤料上洗脱下来的待测物量占滤料洗脱效率指能从滤料上洗脱下来的待测物量占滤料上阻留的待测物总量的百分比，一般要求洗脱效率上阻留的待测物总量的百分比，一般要求洗脱效率应应90%。被洗脱的待测物量被洗脱的待测物量n洗脱效率洗脱效率 100%n 滤料上的待测物总量滤料上的待测物总量n洗脱效率的测试方法洗脱效率的测试方法 取取18份滤料，分为份滤料，分为3组，每组组，每组6份，分别加入份，分别加入3个剂量的标个剂量的标准溶液，加入量一般为准溶液，加入量一般为0.5、1、2倍容许浓度下，检测方法规倍容许浓度下，

17、检测方法规定的采样体积所采集的量。加入待测物标准溶液的体积应不大定的采样体积所采集的量。加入待测物标准溶液的体积应不大于于100L。放置过夜，。放置过夜，洗脱并测定每份滤料的待测物量，同时洗脱并测定每份滤料的待测物量，同时做试剂空白和滤料空白，计算前减去空白值。做试剂空白和滤料空白，计算前减去空白值。14n影响洗脱效率的因素影响洗脱效率的因素（1）洗脱液的性质，包括极性、对待测物的溶解）洗脱液的性质，包括极性、对待测物的溶解度和化学活性等理化性质。度和化学活性等理化性质。例如，极性待测物要选择极性洗脱液；对待测物溶解度例如，极性待测物要选择极性洗脱液；对待测物溶解度越大，洗脱效率越高；能与待测

18、物起化学反应，生成物易越大，洗脱效率越高；能与待测物起化学反应，生成物易溶于洗脱液的，洗脱效率就高。溶于洗脱液的，洗脱效率就高。（2）随着洗脱时间的增加，洗脱效率提高，一定的）随着洗脱时间的增加，洗脱效率提高，一定的洗脱时间后，达到高而稳定的洗脱效率。洗脱时间后，达到高而稳定的洗脱效率。（3）加热、振摇或超声等方法可以加快洗脱和提高）加热、振摇或超声等方法可以加快洗脱和提高洗脱效率。洗脱效率。15nB:消解法消解法 消解法是利用高温和（或）氧化作用将滤料及消解法是利用高温和（或）氧化作用将滤料及样品基质破坏，制成便于测定的样品溶液。样品基质破坏，制成便于测定的样品溶液。n 在工作场所空气检测中

19、，主要使用酸消解法。常用的消在工作场所空气检测中，主要使用酸消解法。常用的消解液有氧化性酸。如硝酸、高氯酸、过氧化氢等。为了提高解液有氧化性酸。如硝酸、高氯酸、过氧化氢等。为了提高消解效率和加快消解速度，经常使用混合消解液，如消解效率和加快消解速度，经常使用混合消解液，如1:9的高的高氯酸和硝酸的混合消解液常用于微孔滤膜样品的消解。加热氯酸和硝酸的混合消解液常用于微孔滤膜样品的消解。加热是提高消解效率和加快消解速度的方法，加热温度一般控制是提高消解效率和加快消解速度的方法，加热温度一般控制在在200左右。左右。n 对于容易挥发的待测物样品处理，加热温度一般不超过对于容易挥发的待测物样品处理，加

20、热温度一般不超过200。消解过程中不要将消解液蒸发干，保留少量消解液，。消解过程中不要将消解液蒸发干，保留少量消解液，有利于样品的溶解和测定。如果消解液蒸干，在较高温度下有利于样品的溶解和测定。如果消解液蒸干，在较高温度下加热，有可能生成难溶的金属氧化物，影响测定。加热，有可能生成难溶的金属氧化物，影响测定。16n 评价消解法的指标是消解效率，又叫消评价消解法的指标是消解效率，又叫消解回收率，表示消解方法的消解能力。解回收率，表示消解方法的消解能力。指滤料经消解处理后能够测得的待测物量占滤指滤料经消解处理后能够测得的待测物量占滤料上阻留的待测物总量的百分比。要求消解回收料上阻留的待测物总量的百

21、分比。要求消解回收率应在率应在90%105%范围内。范围内。n 测得待测物量测得待测物量n 消解回收率消解回收率 100%n 滤料上的待测物总量滤料上的待测物总量17n影响消解效率的因素影响消解效率的因素（1）消解方法常用电热消解法和微波消解法等，）消解方法常用电热消解法和微波消解法等，对不同的待测物要选择不同的消解方法，例如测对不同的待测物要选择不同的消解方法，例如测定易挥发性金属化合物，最好采用微波消解法，定易挥发性金属化合物，最好采用微波消解法，可以防止待测物因挥发而损失。可以防止待测物因挥发而损失。（2）消解的温度和时间。通常加热可以促进消解，）消解的温度和时间。通常加热可以促进消解，

22、缩短消解时间，但是要控制好消解的温度和时间，缩短消解时间，但是要控制好消解的温度和时间，温度过高或时间过长，会造成易挥发性金属化合温度过高或时间过长，会造成易挥发性金属化合物的损失，降低消解回收率。物的损失，降低消解回收率。18滤料采集样品的预处理滤料采集样品的预处理预处理预处理方法方法影响洗脱效率的影响洗脱效率的因素因素优点优点局限性及注意局限性及注意事项事项洗脱法洗脱法洗脱液的性质、洗脱液的性质、洗脱时间、加热、洗脱时间、加热、振摇或超声振摇或超声1.不使用浓酸，操作不使用浓酸，操作简单、省时、安全、简单、省时、安全、经济；经济；2.洗脱液可以直接用洗脱液可以直接用于测定，无需过滤或于测定

23、，无需过滤或离心操作离心操作不适用于难溶于不适用于难溶于水和稀酸溶液的水和稀酸溶液的金属及其化合物金属及其化合物消解法消解法消解方法的选择、消解方法的选择、消解的温度和时消解的温度和时间间应用范围广，适用于应用范围广，适用于各种待测物样品的处各种待测物样品的处理理需要使用浓酸和需要使用浓酸和加热，必需注意加热，必需注意操作安全，防止操作安全，防止烫伤、腐蚀皮肤烫伤、腐蚀皮肤粘膜和衣服，特粘膜和衣服，特别在使用高氯酸别在使用高氯酸时，要防止爆炸时，要防止爆炸表表5.2 洗脱法和消解法比较洗脱法和消解法比较19三、三、原子吸收光谱法原子吸收光谱法n 金属及其化合物的分析方法主要包括金属及其化合物的

24、分析方法主要包括原子吸原子吸收光谱分析法、分光光度法、原子荧光光度分析收光谱分析法、分光光度法、原子荧光光度分析法、等离子体发射光谱法以及电化学分析方法法、等离子体发射光谱法以及电化学分析方法等。等。具体到某种金属及其化合物，可根据其特性采用具体到某种金属及其化合物，可根据其特性采用适宜的分析方法。适宜的分析方法。n 原子吸收光谱法由于设备普及程度较高，测试原子吸收光谱法由于设备普及程度较高，测试灵敏度高，使用方便，测试快捷等原因，在当前灵敏度高，使用方便，测试快捷等原因，在当前职业卫生金属样品检测中应用最为广泛。下面重职业卫生金属样品检测中应用最为广泛。下面重点介绍原子吸收光谱法。点介绍原子

25、吸收光谱法。201.原子吸收光谱法的特点原子吸收光谱法的特点n原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子蒸气状原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子蒸气状态时对其原子共振辐射的吸收作用来进行元素定态时对其原子共振辐射的吸收作用来进行元素定量分析的方法。量分析的方法。n原子吸收光谱法具有如下优点：原子吸收光谱法具有如下优点：（1）检出限低，灵敏度高检出限低，灵敏度高。火焰原子吸收法检出限可达。火焰原子吸收法检出限可达到到10-9g/mL，石墨炉，石墨炉原子吸收法检出限可达到原子吸收法检出限可达到10-9 10-14 g。（2）分析精度好分析精度好，火焰原子吸收法测定中等和高含量元，火焰原子吸收法测定中等

26、和高含量元素的相对标准差小于素的相对标准差小于1%，准确度接近经典化学方法。，准确度接近经典化学方法。石墨炉石墨炉原子吸收法的分析精度一般为原子吸收法的分析精度一般为3%5%.21（3）选择性好选择性好。在大多数情况下，共存元素对被测元素。在大多数情况下，共存元素对被测元素不产生干扰。不产生干扰。（4）应用范围广应用范围广。可测定。可测定70多个元素。多个元素。（5）分析速度快，操作方便分析速度快，操作方便。（6）仪器比较简单仪器比较简单，一般实验室可配备。，一般实验室可配备。n 原子吸收光谱法的缺点：原子吸收光谱法的缺点：（1）对于一些难熔元素、非金属元素测定效果不好。）对于一些难熔元素、非

27、金属元素测定效果不好。（2）一种元素对应一个空心阴极灯，多元素的同时分析）一种元素对应一个空心阴极灯，多元素的同时分析测定受到限制。测定受到限制。22 2.定量依据定量依据n 原子吸收分光光度法是根据物质产生的原子蒸气对特定波长原子吸收分光光度法是根据物质产生的原子蒸气对特定波长光的吸收作用来进行定量分析的。光的吸收作用来进行定量分析的。n 对于原子吸收值的测量，在实际工作中，是以一定光强的单色对于原子吸收值的测量，在实际工作中，是以一定光强的单色光光I I0 0通过原子蒸气，然后测出被吸收后的光强通过原子蒸气，然后测出被吸收后的光强I,I,吸收过程符合朗吸收过程符合朗伯伯-比尔定律，即：比尔

28、定律，即：n I I=I I0e-KNLn式中：式中：n I0入射辐射强度；入射辐射强度；n I透过原子蒸气吸收层的透射辐射强度；透过原子蒸气吸收层的透射辐射强度；n K吸收系数；吸收系数；n L原子吸收层的厚度。原子吸收层的厚度。n N 自由原子总数（近似于基态原子数自由原子总数（近似于基态原子数N0）n I I0n 吸光度吸光度 A=IgIg =0.4343KN =0.4343KN0 0L Ln I I 23n试样中待测元素的浓度与火焰中基态原试样中待测元素的浓度与火焰中基态原子的浓度成正比。所以在一定浓度范围子的浓度成正比。所以在一定浓度范围内和一定的火焰宽度下，吸光度内和一定的火焰宽度

29、下，吸光度A与试样与试样中待测元素的浓度中待测元素的浓度C的关系式可表示为：的关系式可表示为：n A=KCn 该式就是原子吸收光谱法定量分析的该式就是原子吸收光谱法定量分析的依据。依据。24 3.仪器组成仪器组成n仪器25PE系列原子吸收光谱仪PinAAcle 90026TAS-990系列原子吸收分光光度计AA-7001型火焰/石墨炉原子吸收分光光度计27原子吸收光谱分析的仪器包括四大部分原子吸收光谱分析的仪器包括四大部分 光源光源 原子化器原子化器 分光器分光器 检测器检测器 28n被测元素溶液经被测元素溶液经雾化雾化进入燃烧火焰，在高温下待测元素化合物进入燃烧火焰，在高温下待测元素化合物蒸

30、发、解离成蒸发、解离成原子蒸气原子蒸气，由空心阴极灯辐射出待测元素的，由空心阴极灯辐射出待测元素的特征特征谱线谱线的光通过原子蒸气时，被基态原子吸收减弱，通过单色器的光通过原子蒸气时，被基态原子吸收减弱，通过单色器分光后，由检测器检出分光后，由检测器检出特征谱线特征谱线光的减弱程度，求得试样中被光的减弱程度，求得试样中被测元素的含量。测元素的含量。293.1光源光源 光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射对光源的基本要求是：对光源的基本要求是：锐线锐线 发射线的半宽要明显小于吸收线的半宽发射线的半宽要明显小于吸收线的半宽辐射强度大、背景低，低于特征共振辐射

31、强度的辐射强度大、背景低，低于特征共振辐射强度的1%。稳定性好稳定性好 30分钟漂移不超过分钟漂移不超过1%，噪声小于，噪声小于0.1%使用寿命长于使用寿命长于5000mAh 灯电流是空心阴极灯的主要控制因素太小：信号弱太大：产生自吸303.2 原子化器原子化器 原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。试样中被测元素的原子化试样中被测元素的原子化是分析过程的关键环节。是分析过程的关键环节。实现原子化的方法，最常实现原子化的方法，最常用的有火焰原子化法和石墨炉用的有火焰原子化法和石墨炉原子化法。原子化法。1.火焰原子化火焰原子化 由

32、火焰提供能量，在火焰原由火焰提供能量，在火焰原子化器中实现被测元素原子化。子化器中实现被测元素原子化。对火焰的的基本要求是：温度对火焰的的基本要求是：温度高、稳定、背景发射噪声低、高、稳定、背景发射噪声低、燃烧安全燃烧安全31n火焰原子化器由火焰原子化器由雾化器、雾化室和燃烧器雾化器、雾化室和燃烧器三个三个部分组成。部分组成。n雾化器雾化器通过毛细管将溶液吸入，液流通过文丘里管撞在撞击通过毛细管将溶液吸入，液流通过文丘里管撞在撞击球上，将溶液打碎，成为不同大小的雾滴。球上，将溶液打碎，成为不同大小的雾滴。雾化室雾化室将大的雾将大的雾滴滤除，剩下的小雾滴与火焰气体混合。滴滤除，剩下的小雾滴与火焰

33、气体混合。n雾化室雾化室对于雾化气与燃气混合起到十分关键的作用。然后，对于雾化气与燃气混合起到十分关键的作用。然后，混合气到达燃烧器。混合气到达燃烧器。n燃烧器燃烧器的作用是形成火焰，使进入火焰的待测元素的化合物的作用是形成火焰，使进入火焰的待测元素的化合物经过干燥、熔化、蒸发、解离及原子化过程转变成基态原子经过干燥、熔化、蒸发、解离及原子化过程转变成基态原子蒸气，要求燃烧器的原子化程度高，火焰稳定，吸收光程长，蒸气，要求燃烧器的原子化程度高，火焰稳定，吸收光程长，噪声小。噪声小。322.石墨炉原子化器石墨炉原子化器33n石墨炉原子化器由石墨炉原子化器由加热电源、保护气控加热电源、保护气控制系

34、统和石墨炉制系统和石墨炉组成。组成。n 加热电源供给原子化能量，电流通过石墨加热电源供给原子化能量，电流通过石墨管产生高热高温，最高温度可达到管产生高热高温，最高温度可达到30003000。n 保护气控制系统是控制保护气的，保护气保护气控制系统是控制保护气的，保护气是氩气，外气保护石墨炉不被烧蚀。内气除是氩气，外气保护石墨炉不被烧蚀。内气除去在干燥和灰化过程中产生的基体蒸气，同去在干燥和灰化过程中产生的基体蒸气，同时保护已经原子化了的原子不被氧化。时保护已经原子化了的原子不被氧化。34 石墨炉电热原子化石墨炉电热原子化结构结构，如图所示：外气路中外气路中Ar气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管

35、；气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中内气路中Ar气体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来气体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸气。保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸气。35n石墨炉原子化器的特点石墨炉原子化器的特点：n可以控制温度，原子化效率高达可以控制温度，原子化效率高达90%90%，n自由原子在吸收区停留时间长，达火焰的自由原子在吸收区停留时间长，达火焰的10103 3倍倍n样品消耗量小，液体样品样品消耗量小，液体样品1-50uL1-50uL，固体样品，固体样品0.1-1mg0.1-1mg。n绝对灵敏度比火

36、焰法高绝对灵敏度比火焰法高100-1000100-1000倍，可达倍，可达1010-9-91010-12-12g g。n适用于难挥发、难原子化元素和微量样品的分析适用于难挥发、难原子化元素和微量样品的分析n缺点：测量精密度比火焰法差，基体影响大，干扰较复缺点：测量精密度比火焰法差，基体影响大，干扰较复杂，操作不如火焰法简便。杂，操作不如火焰法简便。36n3.低温原子化器低温原子化器n 低温原子化是利用某些元素（低温原子化是利用某些元素（Hg）本身或）本身或元素的氢化物（如元素的氢化物（如ASH3）在低温下的易挥发性，）在低温下的易挥发性，将其导入气体流动吸收池内进行原子化。将其导入气体流动吸收

37、池内进行原子化。n（1）冷原子吸收法冷原子吸收法。n特点：设备简单，干扰少，灵敏度高。特点：设备简单，干扰少，灵敏度高。n（2）氢化物氢化物-原子吸收法原子吸收法。n特点：基体干扰和化学干扰较少，具有较高的特点：基体干扰和化学干扰较少，具有较高的灵敏度。灵敏度。37 低温原子化是利用某些元素自身或其氢化物在低温原子化是利用某些元素自身或其氢化物在低温下的易挥发性实现原子化的。例如低温下的易挥发性实现原子化的。例如AsO33-+BH4-+H+AsH3 AsH3+_38 3.3 分光器分光器n分光器由入射狭缝、反射镜、色散元件组成，其分光器由入射狭缝、反射镜、色散元件组成，其作用是将所需要的共振吸

38、收线分离出来。采用分作用是将所需要的共振吸收线分离出来。采用分辨辨Mn279.5nm和和Mn279.8nm来检定仪器分辨率。来检定仪器分辨率。狭缝光栅反射镜检测元件39 3.4 检测系统检测系统n原子吸收光谱仪中广泛使用的检测器是原子吸收光谱仪中广泛使用的检测器是光电倍增管光电倍增管（PMTPMT），最近一些仪器也采用电荷耦合器件作为检测器。），最近一些仪器也采用电荷耦合器件作为检测器。如美国如美国PEPE公司的原子吸收光谱仪采样公司的原子吸收光谱仪采样固体检测器固体检测器 CCDCCD。n固体检测器固体检测器在紫外区和在紫外区和 可见区都能得到最大的灵可见区都能得到最大的灵 敏度和最高的量子

39、效率，敏度和最高的量子效率，没有负高压电源的影响，没有负高压电源的影响，没有暗电流，提高了仪器的没有暗电流，提高了仪器的 信噪比。灵敏度高信噪比。灵敏度高，检出限好。，检出限好。光光电电倍倍增增管管40 4.分析方法分析方法n仪器条件的选择仪器条件的选择n（1）分析线）分析线n 通常选用待测元素的共振吸收线作为分析线，因为这通常选用待测元素的共振吸收线作为分析线，因为这样可使测定具有较高的灵敏度。测定高含量元素时，可以样可使测定具有较高的灵敏度。测定高含量元素时，可以选用灵敏度较低的非共振吸收线作为分析线。选用灵敏度较低的非共振吸收线作为分析线。n（2）空心阴极灯的工作电流）空心阴极灯的工作电

40、流n 空心阴极灯一般预热空心阴极灯一般预热10-30min才能达到稳定输出。灯才能达到稳定输出。灯电流过小，放电不稳定，所以光谱输出不稳定，强度小。电流过小，放电不稳定，所以光谱输出不稳定，强度小。灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降。灯寿命缩灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降。灯寿命缩短。短。n 选用灯电流的一般原则是：在保证有足够且稳定的光选用灯电流的一般原则是：在保证有足够且稳定的光强输出条件下，尽量使用较低的工作电流，通常以空心阴强输出条件下，尽量使用较低的工作电流，通常以空心阴极灯上标明的极灯上标明的最大电流的最大电流的1/21/3作为工作电流作为工作电流；在具体；在具体分

41、析场合，最适宜的工作电流由实验确定分析场合，最适宜的工作电流由实验确定。41n（3 3）火焰类型和特性）火焰类型和特性n 在火焰原子化法中，火焰类型和特性是影响原子化效在火焰原子化法中，火焰类型和特性是影响原子化效率的主要原因，对低、中温元素，使用率的主要原因，对低、中温元素，使用空气空气-乙炔火焰。乙炔火焰。对高温元素，宜采用对高温元素，宜采用氧化亚氮氧化亚氮-乙炔火焰乙炔火焰。氢氢-空气火焰空气火焰是是氧化性火焰，但是温度较低（氧化性火焰，但是温度较低（2050 2050 ），应用较少。），应用较少。n乙炔乙炔-空气火焰空气火焰：燃烧稳定，重现性好，噪声低，燃烧速：燃烧稳定，重现性好，噪声

42、低，燃烧速度适中，温度足够高（约度适中，温度足够高（约23002300），），对大多数元素有足对大多数元素有足够的灵敏度。够的灵敏度。n氧化亚氮氧化亚氮-乙炔火焰乙炔火焰的特点是火焰温度高，（约的特点是火焰温度高，（约29552955），），燃烧速度并不快，适用于高温元素的检测。燃烧速度并不快，适用于高温元素的检测。42n火焰的氧化火焰的氧化-还原性还原性n火焰的氧化火焰的氧化-还原性与火焰组成有关还原性与火焰组成有关 化学计量火焰化学计量火焰 贫燃火焰贫燃火焰 富燃火焰富燃火焰 燃气燃气:助燃气助燃气 燃气燃气:助燃气助燃气 燃气燃气:助燃气助燃气 1:4 1:6 1:41:4 1:6 1:

43、90%90%以上的以上的GCGC样品样品n1 1支弱极性支弱极性 (例例,DB-1,DB-1或或 DB-5)DB-5)n1 1支中等极性支中等极性(例例,DB-17,DB-17或或 DB-624)DB-624)n1 1支强极性支强极性(例例 DB-WaxDB-Wax或或 FFAP)FFAP)另加：另加：1 1支支PLOTPLOT 色谱柱（分析永久气体和轻烃）色谱柱（分析永久气体和轻烃）四支四支色谱柱色谱柱可分析可分析几乎所有几乎所有GC样品样品196各公司常用毛细柱商品名及固定液对照表各公司常用毛细柱商品名及固定液对照表197n（7）进样条件的选择）进样条件的选择n进样时间：进样速度必须快，一

44、般用注射器或进样阀进样进样时间：进样速度必须快，一般用注射器或进样阀进样时，进样时间都在时，进样时间都在1s以内。若进样时间过长，试样原始宽度以内。若进样时间过长，试样原始宽度变大，致使峰变形。变大，致使峰变形。n进样量：进样量太大，会使几个峰叠在一起，分离效果不进样量：进样量太大，会使几个峰叠在一起，分离效果不好；进样量太少，会影响检出和增大误差。总的来说，在实好；进样量太少，会影响检出和增大误差。总的来说，在实际分析过程中进样量一般是比较少的，液体试样进样量一般际分析过程中进样量一般是比较少的，液体试样进样量一般为为1L,气体试样为气体试样为1mL。n汽化温度：进样后要有足够的汽化温度，使

45、样品瞬间汽化汽化温度：进样后要有足够的汽化温度，使样品瞬间汽化被载气带入柱中，在保证试样不分解的情况下，适当的提高被载气带入柱中，在保证试样不分解的情况下，适当的提高汽化温度对分离和定量有利，尤其是当进样量大时更是如此。汽化温度对分离和定量有利，尤其是当进样量大时更是如此。一般选择的汽化温度比柱温高一般选择的汽化温度比柱温高3070。198n四、色谱定性、定量分析四、色谱定性、定量分析n1.1.色谱定性分析色谱定性分析n 色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。当前色谱定色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。当前色谱定性分析常用的方法有以下三种。性分析常用的方法有以下三种。n（1

46、）根据色谱保留值进行定性分析）根据色谱保留值进行定性分析n 这是气相色谱定性分析中最方便的方法。这个方法基于在一定操这是气相色谱定性分析中最方便的方法。这个方法基于在一定操作条件下，各组分的保留时间是一定值的原理。因此将已知纯物质在作条件下，各组分的保留时间是一定值的原理。因此将已知纯物质在相同的色谱条件下的保留时间与未知物的保留时间进行比较，就可以相同的色谱条件下的保留时间与未知物的保留时间进行比较，就可以定性鉴定未知物。若二者相同，则未知物可能是已知的纯物质；若不定性鉴定未知物。若二者相同，则未知物可能是已知的纯物质；若不同，则未知物就不是该纯物质，纯物质对照法定性只适用于组分性质同，则未

47、知物就不是该纯物质，纯物质对照法定性只适用于组分性质已有所了解，组成比较简单。为了提高定性分析的可靠性，还可进一已有所了解，组成比较简单。为了提高定性分析的可靠性，还可进一步改变色谱条件或在样品中添加标准物质，如果被测物的保留时间仍步改变色谱条件或在样品中添加标准物质，如果被测物的保留时间仍与标准物质一致，则可认为它们为同一物质。如果未知样品较复杂，与标准物质一致，则可认为它们为同一物质。如果未知样品较复杂，则采用在未知样中加入已知物，通过未知物中哪个峰增大，来确定未则采用在未知样中加入已知物，通过未知物中哪个峰增大，来确定未知物中成分。知物中成分。199n（2）利用检测器的选择性进行定性分析

48、）利用检测器的选择性进行定性分析n 同一样品可以采用多种检测方法检测，如果待测组分和标同一样品可以采用多种检测方法检测，如果待测组分和标准物在不同的检测器上有相同的响应行为，则可初步判断两准物在不同的检测器上有相同的响应行为，则可初步判断两者是同一种物质。者是同一种物质。n（3）与其他方法结合的定性分析）与其他方法结合的定性分析n 与其他仪器联用定性与其他仪器联用定性n 将具有定性能力的分析仪器如质谱（将具有定性能力的分析仪器如质谱（MS）、红外（）、红外（IR）、）、原子吸收光谱（原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（）、原子发射光谱（AES和和ICP-MS）等）等仪器作为色谱仪的检测器即可

49、获得比较准确的定性信息。仪器作为色谱仪的检测器即可获得比较准确的定性信息。200n 目前应用最广泛的气相色谱与其他目前应用最广泛的气相色谱与其他仪器联用的定性方式是气相色谱与质谱仪器联用的定性方式是气相色谱与质谱联用法联用法 n 气相色谱与质谱联用，这样既充分气相色谱与质谱联用，这样既充分利用了气相色谱的高效分离能力，又利利用了气相色谱的高效分离能力，又利用了质谱的高鉴定能力，并结合计算机用了质谱的高鉴定能力，并结合计算机对数据的快速处理及检索，为未知物的对数据的快速处理及检索，为未知物的定性分析提供了重要技术手段。定性分析提供了重要技术手段。201n气相色谱气相色谱-质谱仪质谱仪202数据分

50、析窗口调用数据调用数据放大缩小图放大缩小图获得质谱图获得质谱图背景扣除背景扣除峰纯度峰纯度谱库检索谱库检索203总离子流单一色谱峰及提取离子保留时间峰形、纯度、信噪比、特征峰等质谱图(包括自然图和重叠性）204通过化合物名称、CAS号、分子式等信息检索205检索结果206n2.色谱定量分析色谱定量分析n 色谱定量分析的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面色谱定量分析的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面积（或峰高）成正比。通常情况是采用峰面积进行定量分析。积（或峰高）成正比。通常情况是采用峰面积进行定量分析。n职业病危害因素检测检验定量分析一般采用标准曲线法。标准曲职业病危害因素检测检验定