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1、ICP-AES 分析技术应用研究进展 摘要：电感耦合等离子体原子发射光谱法（ ICP - AES）以其快速、准确、灵敏等特点， 广泛应用于环境、地矿、冶金、生物、食品、石油、医学检验等领域中的多元素分析, 文 章概述了 ICP-AES 技术在上述领域的的应用进展，并对其发展前景做了展望。 关键词：ICP - AES；应用；进展 电感耦合等离子体原子发射光谱法（Inductive Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry，ICP - AES）是 20世纪 60年代早期提出并发展起来的新型先进的分析技术， 是现代分析化学领域中不可缺少的检测仪器，它的兴
2、起从根本上改变了普通发射光谱的应 用前景。由于此法具有简便、快速、检出限低、测量动态线性范围宽、可多种元素同时分 析、无需化学分离、被测元素无明显干扰、基体效应小、精密度高、准确性好等优点，在 环保、食品、中药、地质、矿物、农业、生物医学等诸多领域中得到越来越广泛的应用。 1. ICP-AES 技术原理及其特点 1.1 方法原理 当氩气通过等离子体火炬时，经射频发生器所产生的交变电磁场使其电离、加速并与 其它氩原子碰撞，从而使更多的氩原子电离，形成原子、离子和电子的粒子混合气体，即 等离子体。利用氩等离子体产生的高温使样品完全分解，形成激发态的原子和离子，由于 激发态的原子和离子不稳定，外层电
3、子会从激发态向低能级跃迁，不同元素的原子在跃迁 过程中以辐射形式放出其激发能而产生特征光谱，可以用来定性测定样品中存在的元素。 特征光谱的强弱与样品中该元素的浓度有关，与标准溶液进行比较即可定量测定样品中元 素的含量。 1.2 性能特点 （1）分析精度高。ICP-AES的检出限通常在0.1-100 g/L，当试样浓度大于100倍检出 限时，相对标准偏差小于1%。（2）样品范围广。ICP-AES可以对固态、液态及气态样品直接进行分析, 尤其是溶液 雾化法通常能取得很好的稳定性和准确性。在分析测试中，采取各种化学预处理手段, 通 常都能将不同状态的样品转化为液体状态, 进而采用溶液雾化法完成测定。
4、 （3）动态线性范围宽。ICP-AES的动态线性范围大于10 6 ，远高于一般的精密分析仪 器（小于10 3 ） ，这样就避免了稀释或富集的操作过程，既提高了反应速度, 又减少了繁琐 的处理过程不可避免产生的误差。 （4）同时测定多种元素。ICP- AES可以进行70多种元素的测定，在同一试样中可以同 时测定多种元素，不但可测金属元素，而且对很多样品中必测的非金属元素硫、磷、氯等 非金属元素也可同时进行测定。（5）定性及半定量分析。对于未知的样品，ICP- AES可利用丰富的标准谱线库进行 元素的谱线比对，快速得到定性分析结果，再进一步可得到半定量的分析结果。这对于事 故的快速初步的判断、某种
5、处理过程中的中间产物的分析等情形非常快速和实用。 2 ICP-AES 技术的应用领域 2.1 环境分析领域 纪桂芬等 1 制定了用 ICP-AES 法直接测定生活饮用水中铅、钡、铝等种微量元素的 企业标准方法，并且利用国家标准物质验证了该方法的准确度该方法具有快速准确、较低的检出限、多种元素同时测定、样品处理简单且不被破坏等优点，是目前元素检测分析 方面较为理想的方法。陈蓉等 2 采用 ICP-AES 检测工业废水中 Cd、Ni、Cu、Zn、Cr 和 Pb 等重金属素的含量，6种元素的相对标准偏差为 2.12%-8.90%，回收率为 80%-103%，能满 足工业废水检测的要求，对工业废水中的
6、重金属元素进行及时、准确的监测和控制具有重 要意义。 2.2 地矿分析领域 李强 3 采用高压密闭消化法或敞开式湿法溶解锰矿样品，采用 ICP-AES 法测定其中的 钙、锌、铝、铁、铜、镁、磷、钛及镍等次量元素的含量，对其溶样方法、共存元素干扰 及基体干扰等进行了考查，建立了相应的分析测定方法。刘向东 4 对钼精矿中的金元素采 用氨水分离、王水溶解、泡沫塑料富集后利用 ICP-AES 测定，并与经典的分析测定方法进 行了对比，获得了较好的灵敏度、精密度和检出限，得到了准确、可靠的检测结果。 2.3 冶金分析领域李帆等 5 测定了镍基高温合金中 16种元素的含量，系统研究了基体元素和共存元素如
7、对分析元素光谱干扰的情况，进行了准确度试验和精密度试验，表明该方法具有较好的准 确性和稳定性。刘婷等 6 采用 ICP-AES 同时测定钛合金中 Ta、Nb、W 元素的含量，并考 察了仪器的最佳工作参数，该方法准确可靠，加标回收率及精密度高，可很好地满足实际 分析的需求，填补了 Ta 元素和 W 元素分析方法的空白。 2.4 农产品分析领域吕毅等 7 提出了采用 ICP-AES 对通辽地区产黄禾和谷子中的 15种金属元素含量同时 进行测定的方法，并对各元素作了加标回收实验，各元素的平均回收率为 96.67%- 104.00%，相对标准偏差均小于 5%，方法简便、快速，测定结果准确。张国郁等 8
8、 采用 ICP-AES 同时测定黑豆和红小豆中 15种元素含量，并对各元素进行了加标回收实验，黑豆 和红小豆中各元素的平均回收率在 93.11%-102.15%，相对标准偏差在 0.83%-2.8%，检出限 介于 0.11-14.09 g/L，建立了简便、快速、准确和稳定的测定黑豆和红小豆中元素的测定 方法。 2.5 中草药分析领域薛泽春等 9 利用 ICP-AES 测定中药三七中的 14种金属元素，分析了 ICP-AES 校准曲 线及各元素平均回收率和相对标准偏差，该法回收率在 92.7%-105.1%之间，相对标准偏差 3.58%，方法灵敏度高，结果准确，并且可同时测定多种元素，可用于中药
9、分析研究中。 石岩 10 采用微波消解和 ICP-AES 法同时测定 11批市售鹿角胶中铅、镉、砷、汞、铜和铬 元素的含量，方法准确、快捷，精密度、重复性均符合检测要求，适用于胶类药材中有害 元素的测定。 2.6 食品分析领域杨理等 11 微波消解-ICP 检测不同等级的新疆吐鲁番葡萄干中 Cu、Fe、Zn、Mn、Na、K、Ca、Mg、P 等 9种元素的含量，检测结果表明各元素的相对 标准偏差为 0.01%4.90%，回收率在 98.15%-102.13%，测定结果快速、准确。王水锋等 12 采用微波消解 HNO 3 -H 2 O 2 湿法消化法消解食品样品，用 ICP-AES 对食品中的 A
10、l、As、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Na、P、Pb 和 Zn 等多种元素进行测定，方法 快速、简便、准确，线性较好，平行测定相对标准偏差5.0%，适用于面质食品中多种元 素的测定。 3 结语 作为一种常规的分析方法，ICP-AES已成功地应用于多个领域内元素分析与检测，从 目前发展的趋势来看，研究合适的样品前处理技术，提高分析结果的准确度将是今后研究的重点。此外，与色谱、质谱等技术进行联用也给其提供了一个新的应用前景。 参考文献 1纪桂芬，赵晓晨ICP-AES法测定生活饮用水中铅，钡，钼等八种微量元素J现代科 学仪器，2000（6）：34-35 2陈蓉，黄玉清用ICP-AES技
11、术测定废水中重金属元素含量J企业科技与发展， 2013（11）：42-44 3 李强ICP-AES 法测定锰矿中次量元素含量的研究J安徽化工，2014，4（2）：76- 78 4 刘向东ICP-AES 法测定钼精矿中的金J黄金，2013,31（11）：71-73 5 李帆，叶晓英ICP-AES 法测定镍基高温合金中 16个元素的方法研究J光谱学与光 谱分析，2003，23（6）：1174-1175 6 刘婷，黄永红，白焕焕ICP-AES 法同时测定钛合金中钽、铌、钨元素含量J钛工 业进展，2013，30（6）：38-41 7 吕毅，宝力道，赵玉英电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）
12、测定黄禾和谷 子中 15种元素J中国无机分析化学，2013，3（4）：62-64 8 张国郁，赵玉英，郑庆福，等电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定黑 豆和红小豆中 15种元素J中国无机分析化学，2013，3（3）：47-49 9 薛泽春，梁铭利，李连之，等ICP-AES 测定中草药三七中的金属元素J光谱实验 室，2013，30（4）：1629-1632 10 石岩，肖新月，魏锋，等基于微波消解和 ICP-AES 技术的鹿角胶中有害元素测定 J中国实验方剂学杂志，2013，19（16）：151-153 11 杨理，闫清华ICP-AES 法测定葡萄干中常微量元素含量J食品与发酵， 2009，35（4）：163-165 12 王水锋，郭敬华，陈汉晓，等ICP-AES 法测定面质食品中的多元素J中国现代教 育装备，2007（10）：21-22
