1．方法原理
等離子體發射光譜法可以同時測定樣品中多元素的含量。當氬氣通過等離子體火炬時，經射頻發生器所產生的交變電磁場使其電離、加速并與其他氬原子碰撞。這種連鎖反應使更多的氬原子電離，形成原子、離子、電子的粒子混合氣體，即等離子體。等離子體火炬可達6000～8000K的高溫。過濾或消解處理過的樣品經進樣器中的霧化器被霧化并由氬載氣帶入等離子體火炬中，氣化的樣品分子在等離子體火炬的高溫下被原子化、電離、激發。不同元素的原子在激發或電離時可發射出特征光譜，所以等離子體發射光譜可用來定性測定樣品中存在的元素。特征光譜的強弱與樣品中原子濃度有關，與標準溶液進行比較，即可定量測定樣品中各元素的含量。
2．干擾及消除
ICP-AES法通常存在的干擾大致可分為兩類：一類是光譜干擾，主要包括了連續背景和譜線重疊干擾，另一類是非光譜干擾，主要包括了化學干擾、電離干擾、物理干擾以及去溶劑干擾等，在實際分析過程中各類干擾很難截然分開。在一般情況下，必須予以補償和校正。
此外，物理干擾一般由樣品的粘滯程度及表面張力變化而致；尤其是當樣品中含有大量可溶鹽或樣品酸度過高，都會對測定產生干擾。消除此類干擾的最簡單方法是將樣品稀釋。
①基體元素的干擾：優化實驗條件選擇出最佳工作參數，無疑可減少ICP-AES法的干擾效應，但由于廢水成分復雜，大量元素與微量元素間含量差別很大，因此來自大量元素的干擾不容忽視。表B2-1列出了待測元素在建議的分析波長下的主要光譜干擾。
表B2-1元素間干擾
②干擾的校正：校正元素間干擾的方法很多，化學富集分離的方法效果明顯并可提高元素的檢出能力，但操作手續繁冗且易引入試劑空白；基體匹配法（配制與待測樣品基體成分相似的標準溶液）效果十分令人滿意。此種方法對于測定基體成分固定的樣品，是理想的消除干擾的方法，但存在高純試劑難于解決的問題，而且廢水的基體成分變化莫測，在實際分析中，標準溶液的配制工作將是十分麻煩的；比較簡單并且目前經常采用的方法是背景扣除法（憑實驗，確定扣除背景的位置及方式）及干擾系數法。當存在單元素干擾時，可按公式=求得干擾系數。式中是干擾系數；是干擾元素加分析元素的含量；是分析元素的含量；是干擾元素的含量。通過配制一系列已知干擾元素含量的溶液在分析元素波長的位置測定其，根據上述公式求出,然后進行人工扣除或計算機自動扣除。鑒于水的主要成分為K、Na、Ca、Mg、Fe及Al等元素。因此，可依據所用儀器的性能及待測廢水的成分選擇適當的元素譜線和適當的修正干擾的方法予以消除。 3．方法的適用范圍
本方法適用于地表水和污水中Al元素溶解態及元素總量的測定。
①溶解態元素：未經酸化的樣品中，能通過0.45μm濾膜的元素成分。
②元素總量：未經過濾的樣品，經消解后測得的元素濃度。即樣品中溶解態和懸浮態兩部分元素濃度的總和。
ICP-AES法一般地把元素檢出限的5倍作為方法定量濃度的下限，其校準曲線有較大的線性范圍，在多數情況下可達3～4個數量級，這就可以用同一條校準曲線同時分析樣品中從痕量到較高濃度的各種元素。表B3-1給出了一般儀器宜采用的元素特征譜線波長及檢出限。
4.儀器及主要工作參數
①儀器：電感耦合等離子發射光譜儀和一般實驗室儀器以及相應的輔助設備。常用的電感耦合等離子發射光譜儀通常分為多道式及順序掃描式兩種。
②主要工作參數：影響ICP-AES法分析特性的因素很多，但主要工作參數有三個，即：高頻功率、載氣流量及觀測高度。對于不同的分析項目及分析要求，上述三項參數存在一定差異。表B4-1列出了一般儀器采用通用的氣動霧化器時，同時測定多種元素的工作參數折衷值范圍，供使用時參考。
表B3-1測定元素推薦波長及檢出限
表B4-1工作參數折衷值范圍
5．試劑
除非另有說明，分析時均使用符合國家標準或專業標準的分析純試劑、去離子水或同等純度的水。所用試劑對被測元素濃度的影響應小至忽略不計。
1）硝酸（HNO3）：ρ=1.42g/ml，優級純。
2）鹽酸（HCl）：ρ=1.19g/ml，優級純。
3）（1＋1）硝酸溶液。
4）氬氣：鋼瓶氣，純度不低于99.9%。
5）標準溶液：
①單元素標準貯備液的配制：ICP-AES法所用的標準溶液，一般采用高純金屬（＞99.99%）或組成一定的鹽類（基準物質）溶解配制成1.00mg/ml的標準貯備液。市售的金屬有板狀、線狀、粒狀、海綿狀或粉末狀等。為了稱量方便，需將其切屑（粉末狀除外），切屑時應防止由于剪切或車床切削帶來的沾污，一般先用稀HCl或稀HNO3迅速洗滌金屬以除去表面的氧化物及附著的污物，然后用水洗凈。為干燥迅速，可用丙酮等揮發性強的溶劑進一步洗滌，以除去水分，最后用純氬或氮氣吹干。貯備溶液配制酸度保持在0.1mol/L以上（見表B5-1）。
②單元素中間標準溶液的配制：取表中單元素標準貯備液，稀釋成0.1mg/mL。
表B5-1單元素標準貯備液配制方法
6．步驟
（1）樣品預處理
①測定溶解態元素：樣品采集后立即通過0.45μm濾膜過濾，棄去初始的50～100ml溶液，收集所需體積的濾液并用（1＋1）硝酸把溶液調節至pH＜2。廢水試樣加入硝酸至含量達到1%。
②測定元素總量：取一定體積的均勻樣品（污水取含懸浮物的均勻水樣，地表水自然沉降30min取上層非沉降部分），加入（1＋1）硝酸若干毫升（視取樣體積而定，通常每100ml樣品加5.0ml硝酸）置于電熱板上加熱消解，確保溶液不沸騰，緩慢加熱至近干（注意：防止把溶液蒸至干涸）取下冷卻，反復進行這一過程，直到試樣溶液顏色變淺或穩定不變。冷卻后，加入硝酸若干毫升，再加入少量水，置電熱板上繼續加熱使殘渣溶解。冷卻后用水定容至原取樣體積，使溶液保持5%的硝酸酸度。
③空白溶液：取與樣品相同體積的水按相同的步驟制備試劑空白溶液。
（2）樣品測定
將預處理好的樣品及空白溶液，在儀器最佳工作參數條件下，按照儀器使用說明書的有關規定，兩點標準化后，做樣品及空白測定�？鄢尘盎蛞愿蓴_系數法修正干擾。
7．計算
①扣除空白值后的元素測定值即為樣品中該元素的濃度。
②如果試樣在測定之前進行了富集或稀釋，應將測定結果除以或乘以一個相應的倍數。
③測定結果最多保留三位有效數字，單位以mg/L計。
8．精密度和準確度
①三個實驗室對同一個質控樣各進行11次重復測定。測定結果的室內相對標準偏差為5.5％，室間相對標準偏差低于10.2％（見表B8-1）。
B8-1三個實驗室對質控標樣測定結果統計
②三個實驗室對同一種實際廢水進行11次重復測定，測定結果的室內相對標準偏差均7.9％，室間相對標準偏差低于15.8％；回收率在103％之間。結果列于表B8-2。
表B8-2三個實驗室對同一個實際廢水重復11次測定結果統計
③三個實驗室分別對冶金、化工、焦化、食品加工、木材加工、石化、化肥、制藥、造紙、日化、含磷農藥、電鍍、有機染色、荊馬河及奎河等15種實際水樣進行了多次重復測定，各元素的室內相對標準偏差＜20％。
9．注意事項
①儀器要預熱1h，以防波長漂移。
②測定所使用的所有容器需清洗干凈后，用10％的熱硝酸蕩洗后，再用自來水沖洗、去離子水反復沖洗，以盡量降低空白背景。
③若所測定樣品中某些元素含量過高，應立即停止分析，并用2％硝酸＋0.05％TritonX-100溶液來沖洗進樣系統。將樣品稀釋后，繼續分析。
④含量太低的元素，可濃縮后測定。
⑤如測定非溶解態元素，可把未通過0.45μm濾膜的元素殘存物，經HNO3＋HCl混酸消解后，按本方法測定，亦可由元素總量減去可溶態元素含量而得。
⑥成批量測定樣品時，每10個樣品為一組，加測一個待測元素的質控樣品，用以檢查儀器的漂移程度。當質控樣品測定值超出允許范圍時，需用標準溶液對儀器重新調整，然后在繼續測定。 |
