1.原子荧光发展史

原子荧光作为一种仪器分析方法被提出是在20世纪60年代中期，真正得到实际应用是在1964年以后。我国对原子荧光的研究虽然比国外晚，但国内的原子荧光技术比较有优势。

原子荧光光谱法是一种光谱分析方法。蒸气相中待测元素的基态原子吸收光源辐射之后，再激发出具有荧光的特征谱线，其吸收和再激发的辐射波长可以相同(共振荧光)，也可以不同(非共振荧光)，根据特征谱线辐射的强度可确定该元素的含量。

2.方法原理

基态原子吸收一定波长的辐射而被激发至高能态，而后激发态原子在去激发的过程中，以光辐射的形式发射出特征波长的荧光，并根据所产生特征荧光的强度进行分析。在分析条件固定不变的情况下：I_f=I₀Kc，即荧光辐射强度与试样中目标元素的浓度在一定条件下呈线性关系。

3.原子荧光的类型

原子荧光是激发态的原子以光辐射的形式放出能量的过程，根据荧光产生机理的不同，原子荧光的类型达到十余种，但在实际分析中主要采用以下几种。

(1)共振荧光：处于基态或低能态的原子，吸收光源中的共振辐射跃迁到高能态，处于高能态的原子在返回基态或相同低能态的过程中，发射出与激发光源辐射相同波长的荧光，这种荧光称为共振荧光。

(2)直跃线荧光：处于基态的价电子受激跃迁至高能态(E₂)，处于高能态的激发态电子再跃迁到低能态(E₁)(但不是基态)所发射出的荧光被称为直跃线荧光。

(3)阶跃线荧光：当价电子从基态跃迁至高能态(E₂)后，由于受激碰撞损失部分能量而降至较低的能态(E₁)。从较低能态(E1)回到基态(E0)时所发出的荧光称为阶跃线荧光。

(4)热助阶跃线荧光：基态原子通过吸收光辐射跃迁至高能态(E₂)，处于高能态的价电子在热能的作用下进一步激发，电子跃迁至与能级E₂相近的更高能态E₃。当去激发至低能态(E₁)(不是基态)时所发出的次级光被称为热助阶跃线荧光。

(5)敏化荧光：当受激的第一种原子与第二种原子发生非弹性碰撞时，可能把能量传给第二种原了，从而使第二个原子被激发，受激的第二种原子去激发过程中所产生的荧光叫敏化荧光。

4.原子荧光光谱仪的结构

主要包括：激发光源、原子化器、分光系统、检测系统和数据处理系统等。激发光源一般为空心阴极灯、高性能(双阴极)空心阴极灯、无极放电灯、激光等。

原子化器分为火焰原子化器和无火焰原子化器。氩氢火焰原子化器，可以直接利用硼氢化钾(钠)与酸性溶液反应产生的蒸气和氢气，由载气氩(Ar)导入开口式的石英炉原子化器，点燃形成氩氢火焰。石英管原子化器是利用盘绕在石英原子化炉芯口上的细电热丝点燃氢气和氢化物的混合物，形成炬状火焰。其特点是结构简单、记忆效应小、使用寿命长、原子化效率高。

分光系统：原子荧光仪分为色散型和无色散型两种，其中无色散型更常用。检测系统：包括光电信号的转换及电信号的测量。光电信号转化器件有光电倍增管等。电信号测量器件包括前置放大器、主放大器、积分器和A/D转换电路等。

5.原子荧光光谱技术的特点

(1)检出限低。原子荧光的辐射强度与激发光源成正比，而且非色散，光能量损失少。

(2)选择性好。原子光谱是元素固有特征，具有较好选择性。

(3)精密度好。测定精度可以达到1%左右。

(4)干扰少。原子荧光谱线比较简单，一般不存在光谱重叠干扰，蒸气发生使待测元素与基体分离，可以消除基体干扰。

(5)仪器结构简单。非色散仪器无须分光系统，价格便宜，便于推广应用。

(6)分析曲线的线性范围宽。可达3～5个数量级。

(7)可实现多元素同时测定。原子荧光向空间各个方向发射，比较容易制作多道仪器。

(8)样品溶液用量小。进样量一般1～5mL。

(9)分析速度快。一般10～15s完成一个样品的测定。

(10)缺点：能测量的元素数量较少。

6.影响原子荧光光谱分析的因素

荧光猝灭效应：在原子荧光光谱分析中，高温原子蒸气在受激发出次级荧光的同时，激发态原子的能量也会以其他形式释放，例如与周围环境中的原子或分子发生非弹性碰撞失去能量，另外也可与原子化器碰撞发生无辐射去活化现象，使原子荧光效率降低。这种在原子化器中发生的物理化学变化过程是十分复杂的，并且随着分析条件以及试样组分的不同而不同。

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文章来源：《危险废物鉴别及土壤监测技术》

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