气相分子吸收光谱法介绍

2018.07.22 点击2298次

　　1、方法原理

　　气相分子吸收法（Gas-Phase Molecular Absorption Spectrometry，以下简称GPMAS）的理论基础是朗伯－比尔定律。待测气体的浓度一定范围内与其吸光度呈现线性关系。通过的特定的化学反应，将被测成份转化为气体，然后对生成的气体进行定量分析，从而计算出被测成分的含量。

　　例如：分析硫化物可将被测物转化为H₂S测定；分析亚硝酸盐可将被测物转化为NO₂测定；分析总氮可将被测物转化为NO测定；分析汞含量时可将被测物还原为汞蒸气测定。

　　另外也可直接测定气体含量，就是在一定的压力下，将测定成份直接进入测量系统测定吸光度（可测定大气中NO₂、SO₂以及H₂S等气体），然后与测得己知浓度的标准溶液和标准气体的吸光度进行比较而得到样品的分析结果。

　　2、方法溯源

　　气相分子吸收法测定亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮、凯氏氮、总氮、硫化物得到了国家环保部的认可，多年以前就被纳入“水和废水监测分析方法”（笫四版）中。同时，此6个方法于2005年11月15日通过国家环保部组织的方法验证、专家审定，并作为国家环保标准方法发布实施。因此，专业实验室采用本方法时，符合ISO17025管理体系对方法来源的要求

　　3、方法对比

　　气相分子吸收法与离子色谱、流动注射分析法对比

	气相分子吸收法	流动注射法	离子色谱法	传统方法
对测定水体的要求	高色度、混浊水体均可直接分析	有悬浮物、色度明显水体需预先过滤或脱色，很难做全分析	有悬浮物混浊水体需预先过滤	有悬浮物，高色度水体需过滤或脱色等其它预处理
抗干扰能力	抗干扰能力非常强	源于传统方法，受影响因素多	相邻离子浓度高时，对测定影响很大。比如海水中亚硝酸盐氮分折	受影响因素多
单个样品分析速度	1min以内	1min左右	时间15～20min	20～50min
操作性能	易操作	难掌握，管路复杂，容易出故障	容易	操作步骤多，过程烦琐
测定范围	宽	类似传统方法	高浓度不适合，容易损害柱子	测定范围有限
灵敏度	高	高	相对次之	次之
检出限	低	低	中	中
性价比高	售价不高，但可分析8个项目	售价高昂	售价高	短期消耗、廉价
维护	维护简单，维护费用低廉	维护复杂，管路繁多	维护复杂，柱子需定期更换	无
研发前景	研发前景宽阔，可拓展应用范围，方便用户方法研发	不太合适做方法研究，投入太大，通常涉及模块改变等	方法成熟，可以苴接应用
运行成本	低廉	高	中高	低廉

　　4、气相分子吸收法分析項目和国家标准方法对比

分析项目	方法	方法适用范围及检出限	原理	干扰	备注
硫化物	碘量法	适用含硫化物在lmg/L以上的水体，当试样体积为200ml，用O.Olmol/L硫代硫酸钠滴定时可用于含硫化物0.40ppm以上水体	硫化物在酸性条件下，与过量的碘作用，剩余的碘用硫代硫酸钠滴定。由硫代硫酸钠所消耗的量，间接求出硫化物的含量。	1、还原性物质硫代硫酸盐，亚硫酸盐等与碘反应产生正干扰。2、ss，色度，浊度
	间接火焰原子吸收法		水样酸化转化为硫化氢，用氮气带出，被含有定量且过量的铜离子吸收液吸收，分离沉淀后，通过测定上清液中剩余铜离子，对硫间接定量。	几乎无基体干扰
	亚甲基蓝法	最低检出浓度0.02ppm，测定上限为0.8ppm测定浓度可达4ppm。	在含有高铁的酸性溶液中，硫离子与对氨基二甲基苯胺作用，生成亚甲基蓝，颜色深度与水中硫离子浓度成正比。	亚硫酸盐，硫代硫酸盐超过l0ppm影响；亚硝酸盐达到0.5ppm干扰；其它氧化剂或还原剂影哬显色；亚铁氰化物可生成蓝色，产生正干扰。
	气相分子吸收法	最低检出浓度0.005ppm，测定上限10ppm。	酸化水样，直接分析生成的硫化氢，202.6nm波长	加过氧化氢可消除NO₂^-,SO₃^2-，S₂O₃^2-，加沉淀剂可消除有机物干扰。
总氮	过硫酸钾氧化紫外分光光度法	最低检出浓度0.05ppm，测定上限4ppm。	碱性条件下，过硫酸钾将氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，大部分有机氮化物氧化为硝酸盐，波长220，275nm。	Cr⁶⁺、Fe³⁺、I^-、Br^-、碳酸盐、碳酸氢盐对测定都有影响；硫酸盐及氯化物无影响
总氮	气相分子吸收法	最低检出浓度0.01ppm，测定上限10ppm。	碱性条件下，过硫酸钾将氨、铵盐和亚硝酸盐以及大部分有机氮化合物氧化成硝酸盐。	几乎无基体干扰
硝酸盐氮	酚二磺酸光度法	最低检出浓度0.02ppm，测定上限2ppm。	硝酸盐在无水情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，在碱性溶液中生成黄色化合物。	几乎无基体干扰
	离子色谱法	电导检测器量程为10uS，进样量为25ul，检出限0.08ppm	利用离子交换原理，连续对多阴离子进行定性和定量分析。	保留时间相近的两种离子，因浓度相差太大而影响低浓阴离子的测定，用加标测定低浓阴离子。
	离子选择电极流动注射法	检出限0.2ppm，线性测量范围1.00〜1000ppm。	离子选择电极与参比电极产生电动势，与试液中硝酸盐氮浓度变化遵循能斯特方程。	S^-、I^-明显干扰，Br^-大于57倍，NO₂^-大于32倍，Cl^-大于250倍时有干扰。
	紫外分光光度法	最低检出浓度0.08ppm，测定上限4ppm。	在220nm波长测定硝酸根离子，溶解的有机物在220nm处也有吸收，硝酸根离子在275nm处无吸收，在275nm处再次测量，校正硝酸盐氮值	溶解的有机物、表面活性剂、浊度、亚硝酸盐、六价铬、三价铁、溴化物、碳酸氢盐和碳酸盐等需进行适当预处理。
	气相分子吸收法	最低检出浓度0.005ppm，测定上限10ppm。	盐酸介质中，用还原剂将硝酸盐快速还原分解，生成一氧化氮气体，用镉空心阴极灯，波长214.4nm。	NO₂^-(10% 氨基磺酸可去干扰)、SO₃^2-及S₂O₃^2-(高锰酸钾可去干扰)对测定产生干扰，含挥发性的有机物可用活性炭吸附去除
亚硝酸盐氮	离子色谱法	检测下限为0.1ppm	利用离子交换原理，根据保留时间定性、峰高或峰面积定量	任何与待测阴离子保留时间相同的物质均干扰测定，高浓度的有机酸对测定有干扰。
	N-(l-萘基)-乙二胺光度法	最低检出浓度0.003ppm，测定上限0.2ppm。	磷酸介质中，pH值为1.8VI
	气相分子吸收法	最低检出浓度为0.005ppm	柠檬酸介质中，加入无水乙醇将水样中亚硝酸盐氮分解成二氧化氮气体，213.9波长下测量	有机物干扰，加活性炭吸附去除
凯氏氮	光度法或者滴定法		凯式法处理后按照氨氮测定方法分析		凯氏氮包括氨氮和在凯式法下可被转化为铵盐的有机氮化合物
凯氏氮	气相分子吸收法	可测定0.1mg/L以上的凯氏氮	凯式法处理后按照气相分子吸收法测定氨氮的方法分析
氨氮	纳氏试剂光度法	最低检出浓度为0.025ppm，测定上限为2ppm	碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红色胶态化合物，410-425波长测定。	色度；浊度；Fe，Mn，Mg，和硫等无机离子，因产生异色或浑浊引起干扰。还原性物质
	水杨酸-次氯酸盐光度法	最低检出浓度0.01ppm，测定上限为1mg/L。适用于饮用水、生活污水和大部分工业废水。	在亚硝基铁氰化钠存在下，铵与水杨酸和次氯酸离子反应生成蓝色化合物，在波长697nm具有最大吸收。		放置1h后比色；亚硝基铁氰化钠临用前配制。
	气相分子吸收法	最低检出浓度为0.005ppm，测定上限100ppm，用于地表水地下水，饮用水、海水，工业污水等	水样中加入次溴酸钠氧化剂，将氨及铵盐氧化成亚硝酸盐。然后按亚硝酸氮的气体分子吸收法测定水样中氨含量。	测定氨氮易受环境影响，保持实验室空气新鲜、流通。含有亚硝酸盐氮可加入适量乙醇吹出
汞	冷原子吸收	试样体积为200时，最低检出浓度0.01ppb	253.7nm下，汞蒸气冷原子吸收符合郎伯-比尔定律。