ICP-AES的应用及发展

ICP-AES这项技术具有速度较快且十分准确灵敏的优点，在环境和地矿以及冶金以及生物等多个领域多元素分析当中得到了十分广泛的应用，这项技术和设备已经比较成熟。本文主要对ICP-AES及其应用进行进一步的研究论述，分别从方法原理以及具体的应用方式等环节入手，提出ICP-AES的应用方式，旨在给ICP-AES技术应用方面提供一定的参考和帮助。

一般在岩石和矿物以及土壤还有冶金这些行业中应用的较多，其定性分析范围较广，但是因为样式基体和激发光源以及电流这些条件的限制，在定量分析中适用长时间受到极大的约束，在上世纪五十年代，原子发射光谱发展面临瓶颈，相关学者将其运用到发射光谱分析，建立了diyi台电感耦合等离子体发射光谱设备，自从七十年开始，原子发射光谱才再次获得发展和应用。因此，下面将进一步研究论述ICP-AES及其应用。

ICP-AES方法的原理

等离子体发射光谱这种方法能够一起检测样品当中多个元素的含量，在氩气经过等离子体火炬的过程中，通过射频发生器发射的交变电磁场让它电离提高速度并且和别的氩原子进行碰撞，这种连锁反应让许多氩原子电离，组成原子和离子以及电子的粒子混合气体，也就是等离子体。

不一样元素的原子其激发或者是电离的过程中能够发射出特征光谱，因此，等离子体发射光谱可以用做检测样品当中存在的元素。特征光谱的强和弱与样品当中等待检测元素的浓度有着较大的关系，和规范系列溶液作比较，就能够测量出样品当中每个元素的含量。

ICP-AES的应用

1、在大气颗粒物分析中的应用

其主要使用的仪器包括电感耦合等离子体发射光谱仪、超声波清洗剂等，使用的试剂有硝酸、高氯酸盐酸。

实验过程是处理样品，配置标准溶液，检测样本并得出结果。

①试验人员会把滤膜剪成细小的长条状，并把它们放到烧杯中，再放入新的滤膜作为空白使用，做成检测样本。

②配置溶液，遵循每个元素互不干扰的原则，把不同的化学元素用超纯水稀释，包括Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni、Co等八种元素，配置成不同的多元素混合标准溶液。

③把样本放到溶液中，随后先后放入硝酸、高氯酸进行消解，液体近干后放入1mlHCl，加入10ml水静置0.5h后浸湿，等其冷却后放入离心管，等待检测，Z后得出结果。

实验结果：经过颗粒物的检测后，可以得出，不同的元素能够归为一类，即Cu、Pb、Zn、Cd、Cr是一类，Mn、Ni、Co是一类，从中分析出来的结果是，每个元素之间有很大的相似性，且样品是以室内空气为主，受外界的影响较小，检测到的金属元素很少，所以得出金属元素主要存在于外部空气中的土壤扬尘颗粒中。

2、ICP-AES在环境样品中的应用

ICP-AES在环境水样品分析时，溶液通过雾化成为气溶胶之后被放到ICP当中检测，天然水中存在微小的悬浮物，水样因为悬浮物下沉而不是十分稳定。若溶液当中固体物含量过高，就会导致雾化器与矩管里面管口出现堵塞的情况，因此，通常必须要对水样进行过滤。环境沉积物样品zhong点是以有机物与硅质成分构成的，ICP-AES对其进行分析，操作十分简单，并且速度较快，拥有极高的精确度。

3、ICP-AES在冶金和地质分析中的应用

ICP-AES运用到冶金分析当中的diyi次报道，应该是在1975年BUTLER等人使用ICP-AES这种方法测量钢铁和它的高合金刚中的十二个元素。在上世纪90年代以来，因为ICP设备功能不断提升，设备性价比不断的改进，不仅能够储存更多的等待检测的成分，还可以使溶样处理更加简便，并且在很大程度上减少引进酸盐类的量。

微波溶样更能够发挥出ICP-AES分析的工作效率，氢化物发生ICP-AES法能够很大程度上降低检测限，而HG-ICP-AES这种方法属于集中分离和富集于一身，由奇台氢化物金阳这种方法检测痕量As和Pb以及Bi和Sb，还有Sn和Se等十分有效的分析方式。当前发生一起已经当作ICP设备的定型配件，能够自动操作，许多氢化元素一起测量。

在地质实验zhong心建立由ICP-AES当作核心的分析方式地分析系统，直接或者是经过分离富集之后分析测量75个左右元素，它们的含量范围由10-9到标准值。

4、ICP-AES在生物样品分析中的应用

在对生物样品进行分析的过程中，多个元素一起检测十分重要，样品当中标准含量的元素检测起来比较简单，而大部分元素必要溶剂萃取预富集或者是是使用氢化物发生这种方式代替运用启动雾化器的直接雾化方式。

植物当中重金属含量属于生态环境检测当中zhong点检测项目，Z近几年，ICP-AES这项技术逐渐成为多种生物样品当中重金属含量分析经常使用的技术，ICP-AES这项技术能够对于样品试液进行较为直接的分析，并且具有极高的精确程度，可以完全满足生物分析方面所提出的要求。

5、在水环境分析中的应用

其在水环境检测中的应用，需先采集样品，并对样品进行分析，使用不同方法分析样本。

分析过程与结果：水环境是环境监测必需的内容之一，而ICP-AES与ICP-MS有很高的灵敏度，可分析水环境中的超痕量。其对样品的处理方式是，利用前期处理，把样品酸化或进行过滤，随后即可分析样本中各元素的含量，用不同的检测指标衡量。

经过检测后，得出地表水中，Cu、Pb、Zn、Cd、As、Ag等一共二十种《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中所列金属元素，每个元素的含量的多少，通过干扰校正，可以实现快速确定元素含量的目标。同时，其也会分析地下水中的稀土元素。其过程是，用氢氧化铁处理样品，防止Ca、K等元素对结果的干扰，随后使用干扰系数、干扰方程法或者稀释技术，避免光谱干扰或非光谱干扰。

6、在土壤分析中的应用

其分析步骤包括采集样品，处理样品，分析样品结果。

首先，以某山村作为样品采集地点，用梅花形采集的方式，收集与地表相距15cm的土壤，并采用四分法适当取舍，确保样品数量为1kg。其次，把适量的土壤样本放到50ml的聚四氟乙稀消解管内，再加入适量的水与和HCl溶液，把温度加热到140℃，分解样本。然后，继续提高温度，从140℃变为180℃，让管内的黑色物质完全消失，停止加热，用余温烘干。消解过程全部结束后，用清水冲洗消解管，把洗涤的液体转移到离心管中，进行检测。

Z后，检测结果是，土壤中有二十多个元素，包括Al、Fe、Ca、Mg、Ba、Mn，而这些元素中有很强的关联性，即很多元素之间呈现出来是负相关，其中其包含的元素中，Fe、V属于过渡金属元素，属于第四周期，化学性质基本相同，而Mg、Li是短周期，且是互为对角的元素，这表示的是元素长短周期的特点可影响元素的性质。

同时，土壤与水的检测有很强的相关性，两者互为渗透，但两者的相关性经过分析后得出，土壤样品与水体样品呈负相关，也就表示，水环境中的金属元素，是由深层土壤中过滤而来，由深层土壤决定。而为了进一步深化研究，本文又采用了聚类分析的方式。即研究人员会把金属分成三类或六类不等，与土壤的分类基本相同，但水只有一个种类，随着不同水体的加入，可建立数个分支，说明土壤与水体来源有很大的差异，两者的金属关系关联较差。

对土壤内各元素以及土壤与水体相关性进行分析后，可总结出土壤的金属污染程度，而国家为了保护土壤，提高土壤的质量，保持生态平衡，颁布了有关的法律法规，设定土壤重金属含量的标准。即国家会根据土壤的不同用途，把污染程度分成三类，本篇文章的样本采集区为农业用地，符合第二级标准的要求，其分析结果显示，这片区域的重金属污染类型是As污染，它是很常见的元素之一，如果其超标，会严重危害人的身体健康，特别是砷化合物，它融于空气，通过人的呼吸进入呼吸系统，破坏身体组织与机能。所以，对于农业用地，要求农民种植作物时优化对As的处理，降低土壤中重金属的污染程度。

通过本文对ICP-AES及其应用论述，使我们了解到ICP-AES属于分析化学当中比较常用的分析方法之一，现在发展逐渐成熟，站在分析检测需求方面思考，新的设施研究与发展必须要满足和拥有更多特点，分析检测必须要不断提升其精确和灵活程度，不断提升分析的速度，只有这样才能有效满足其化学分析方面提出的要求。在对生物样品进行分析的过程中，多个元素一起检测十分重要，样品当中标准含量的元素检测起来比较简单，但是在实际工作过程中却经常出现各种影响工作质量的问题需要人们去解决。

上文首先阐述了ICP-AES方法的原理，分别从多个角度，总结了前些年相关工作人员的研究成果，提出了全面的方法原理，之后对ICP-AES在环境样品中的应用方式进行了阐述，提出不同环境下ICP-AES的应用方式。以ICP-AES在冶金和地质分析中的运用、ICP-AES在生物样品分析中的应用论述了上文提出的观点。希望通过本文的阐述，能够给ICP-AES及其应用方面提供一定的帮助和参考，使其能够更加完善，进而加快ICP-AES技术发展的速度。