原子吸收原理
当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。
基于样品中的基态原子对该元素的特征谱线的吸收程度来测定待测元素的含量。
一般情况下原子都是处于基态的。当特征辐射通过原子蒸气时，基态原子从辐射中吸收能量，最外层电子由基态跃迁到激发态。
原子对光的吸收程度取决于光程内基态原子的浓度。在一般情况下，可以近似的认为所有的原子都是处于基态。
因此，根据光线被吸收后的减弱程度就可以判断样品中待测元素的含量。
这就是原子吸收光谱法定量分析的理论基础。
吸收特点
原子吸收光谱法是依椐处于气态的被测元素基态原子对该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。该法具有检出限低准确度高，选择性好,分析速度快等优点。
在温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，样品产生的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元素的空心阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样品中该元素的浓度（C）成正比。即 A=KC 式中，K为常数。据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度，又巳知标准溶液浓度，可作标准曲线，求得未知液中待测元素浓度。
该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。
原子吸收光谱仪在结构上可以分为单光束型光谱仪和双光束型光谱仪
原子吸收的原理和组成部分
原理简单的说就是,在原子化状态下的金属元素极易被纯能量“光”碰撞,并被原子吸收,同时金属元素自身的电子发生跃迁,发出自己的光（检测的是被吸收掉的光,不是金属元素发出的光）
A=lg(1/T)=Kbc
A为吸光度,T为透射比,是透射光强度比上入射光强度 K为摩尔吸收系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关.
c为吸光物质的浓度 b为吸收层厚度
简单来说就是由两部分组成,一是光源发射及光源检测系统,空心阴极灯发射特定的波段的光（根据每个金属元素的吸收波长确定,举个例子就是,红色只能检测铁,蓝色只能检测铜,每个颜色只能检测一个元素）,在光栅进一步清除杂光后射向原子化器,光被在原子化器中被原子化的金属元素吸收,同时金属元素被激发,在未被吸收的光照到感光检测器上,利用差量来计算被吸收了多少光,吸收了多少光就可以计算有多杀金属元素；
第二部分是原子化器（分石墨炉和火焰原子化器,都是利用高温将液体样品气化,激发成为原子化状态,一个是利用真空高温,一个是利用火焰燃烧）,液体样品通过蠕动泵进入雾化器成为气态,然后进入原子化器被汽化,然后吸收光源发出的光
所以组成部分就是,光源（空心阴极灯）,光栅（单色器）,进样系统（蠕动泵）,雾化器,原子化器,检测器
原子吸收分析法的原理是什么？
原子吸收的是从空心阴极灯打来的光，一个灯对应一种元素。所以原子吸收只能一次测一种元素，换个灯再测另一种。
之所以要这么干，只是因为现在的科技，做不出连续光谱的强光源。现在的连续光源一般是钨灯（可见光谱）和氘灯（紫外光谱），用于分子吸收是足够了。这些连续光源远远达不到把足够的气化后的原子激发到激发态的能量——也就是说，升级的原子浓度不够。
空心阴极灯（hollow cathode lamp,HCL）是一种特殊形式的低压气体放电光源，放电集中于阴极空腔内。当在两极之间施加200V-500V电压时[3] ，便产生辉光放电。在电场作用下，电子在飞向阳极的途中，与载气原子碰撞并使之电离，放出二次电子，使电子与正离子数目增加，以维持放电。正离子从电场获得动能。如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能，当其撞击在阴极表面时，就可以将原子从晶格中溅射出来。除溅射作用之外，阴极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内，再与电子、原子、离子等发生第二类碰撞而受到激发，发射出相应元素的特征的共振辐射。与此同时，HCL所发射的谱线中还包含了内充气、阴极材料和杂质元素等谱线。
因为灯内填充气体压力低，压力变宽很小；阴极温度较低，热变宽也很小；同时，因为气体密度低，自吸变宽也不存在。[3] HCL基本满足发射谱线的半宽度窄、谱线强度大且稳定、谱线背景小、操作方便和经久耐用等锐线光源的基本要求。并且，当采用较大的灯电流时，HCL所发射谱线半宽度变宽和谱线强度增高，此时检测器的负高压降低，吸光度读数稳定。
由Lamber-Beer 定律：
I0和I分别表示在Δνa，入射光和透射光的强度，
将I=I0e-Kvb代入 上式于是
采用锐线光源进行测量，则Δνe<Δνa ，由图可见，
在辐射线宽度范围内，Kν可近似认为不变，并近似
等于峰值时的吸收系数K0，则
在原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影响，
则：代入上式，得式表明：当使用锐线光源时，吸光度 A 与单位体
积原子蒸气中待测元素的基态原子数 N0 成正比。
上式的前提条件：
（1） Δνe<Δνa ；
（2） 辐射线与吸收线的中心频率一致。这就是为
什么要使用一个与待测元素同种元素制成空心阴极
灯的原因。
原子吸收
AA7003A原子吸收分光光度计操作规程
实验前处理:露酒需要蒸馏一下。
做实验 所有玻璃器皿都需要用10%的硝酸浸泡24小时。
样品的配制：称取4.716g露酒，定容为5mL。空白为纯水。用5ml吸管取样。
0.5mol/L硝酸配制: 500ml烧杯一个，1000ml棕色容量瓶一个，50ml量筒一个。用量筒取32ml优级纯硝酸，慢慢倒入500毫升的纯水中，再定容到1000ml容量瓶中。
铅标液配制：100ml容量瓶6个，一个需要棕色。1ml吸管2个，0.5ml刻度吸管一个，0.2ml刻度吸管一个，0.1ml刻度吸管一个。150ml烧杯一个，玻璃棒一个。 用1000ug/ml的储备液配制中间使用液：吸取1ml储备液定容到100ml棕色容量瓶（可保存两个月）浓度10ug/ml。再分别吸取0.1，0.2，0.4，0.6，0.8ml分别定容到100ml的容量瓶中，浓度分别为10，20，40，60，80ng/ml。空白为0.5mol/L的硝酸。
上机操作：100ul移液枪和架子。石墨炉法测。
开机前准备：安装需要的元素灯铅灯。安装到一号位置。石墨管使用500次以后需要更换，更换方法：向右拉开石墨管的开关，取出旧的石墨管，衡面的小孔朝上放入新的石墨管，向左关上开关。
开机：
先打开电脑，进入电脑系统。再打开主机电源开关
打开工作站：双击桌面上AA7000原子吸收分析系统图标，在原子吸收数据处理工作站显示框内单击鼠标左键，进入工作站界面。
[分析方法:] 石墨炉分析
1、 在工作站窗口点击【方法】， 在元素列表中，根据分析的需要添加元素灯、波长、分析方法及对应的六转灯塔上的灯号一号，点击［确定］。如做铅元素，先单击一号栏，再双击铅元素，再在一号栏上选择石墨炉，波长283.33纳米，一号位置。再按“确定”。（如果有保存好的方法可以点击“打开方法”，打开使用）
2、 打开【分析设置】菜单，选择〖仪器初始化〗， 在元素设置界面， 选择要分析的元素灯，并根据《分析方法》设置相应的基本仪器参数各项，〔高压〕输入值为200~300V间一数值，如测铅进入“元素设置”界面选择一号铅，电流3 mA，电压200，宽带0.2，波长283.33，不用点击“设定”〔背景扣除方式〕选“无”，再点击［自动设定］。
3、再进入“自动设定”界面，点击［启动］进行波长的自动扫描,扫描完毕拉出石墨炉体，直到拉不出为止，向上锁住不动，对应在光路位置上，点击［调整灯位置］
6、再进入“元素设置”界面，〔背景扣除方式〕选“氘灯”，〔背景电流〕设60~100mA间一值，如80mA。点击［设定］，同时按下去半透反射镜，灯亮。。
7、在工作站窗口进入“自动设定”界面，点击【平衡】，使屏幕下侧的“样品”和“背景”能量都在100%左右。
8、点击【参数】中的［分析参数］，〔采样速度〕选“1”，〔计算方法〕选“峰高”，并设定好〔浓度单位〕及〔稀释倍数〕值。
9、点击［石墨炉温度参数］，参照《分析方法》设定温度参数各项值，点击［显示曲线］，［确定］。
10、打开循环水（3L/min左右），保护气（高纯Ar或N2 ，Ar最好。气瓶输出压力为0.2MPa（28psi），内气路流量为200ml/min左右，外气路流量为1.5~2.0L/min间一值），合上石墨炉空开开关。
11、点击【新建】，〔检测方法〕选“校正曲线法”，〔曲线方程〕选“一次曲线（不过零点）”，并在列表中添加标液和样品的相关信息，点击［开始］。如果要调用已经做好的曲线，则打开标准曲线原始数据，选择曲线，点击“载入”即可从进样开始做起。
12、点击【空烧】：使用石墨炉前，先使石墨炉空烧一到二次：在工具条上点击【空烧】图标按钮使石墨炉开始空烧，等炉体冷却下来以后才可再一次空烧。
13、进标液，点击［开始］，一次升温结束后进下一标液，点击［样品］或键盘［空格］键。
14. 点击“”结束”，实验数据做完。选择“报告设置”，对报告题目，编号，样品，检验人，字体设置。选择“打印报告”，打印出所需报告。保存：方法保存，有方法按保存键，或者方法另存为，则方法存入选择的文件夹。报告保存，点击“打印报告”，进入报告界面，选择”报告另存为”，则可保存报告到指定文件夹，选择“打开”，则从选择保存的文件夹打开保存过的报告。原始数
据保存，选择“结果”，选择“原始数据储存”，选择需要储存的位置。退出系统界面。（下次调出保存的标准曲线可以继续使）
15、分析完毕，退出工作站前先进入【分析设置】菜单、 〖仪器初始化〗、［选择元素灯］，〔背景扣除方式〕选“无”，点击［设定］，［确定］；退出系统，断开石墨炉空开开关。
16、关闭循环水、气源，关闭主机，计算机。
17.原始记录和报告一并存档。
二、火焰法分析
1、在工作站窗口点击【方法】， 在元素列表中，根据分析的需要添加元素灯、波长、分析方法及对应的六转灯塔上的灯号，安装元素灯时，如果不能将六个灯座全部装上元素灯，也要尽量对称安装，
以保证转轴受力均衡。［确定］。
3、打开【分析设置】菜单，选择〖仪器初始化〗， 选择要分析的元素灯，并根据《分析方法》设置相应的基本仪器参数各项，〔燃气流量〕设为1.2~1.5L/min间一值，〔高压〕输入值为200~300V间一数值，〔背景扣除方式〕选“无”，再点击［自动设定］。
5、点击［启动］进行波长的自动扫描，点击［调整灯位置］，点击［能量平衡］，使屏幕下侧的“样品”能量在100%左右，［确定］。
6、预热30min仪器后，点击【参数】，［分析参数］，〔采样速度〕选“2”，〔积分时间〕设“2”，〔延迟时间〕设“0”，并设定好〔浓度单位〕及〔稀释倍数〕值；再点击［仪器参数］，设定相关信息。
7、调整燃烧头位置：
a、调节燃烧头高度：旋转火焰原子化器下的升降台旋钮，用一白色挡板立在燃烧头的右侧边缘，观察挡板上元素灯射出的圆形光斑，使之位于与燃烧头平面相切位置，调好后旋转升降台侧面的旋钮，锁定升降台。
b、在狭缝中间位置上放入对光板，观察工作站屏幕下侧的样品能量，使之显示在50%左右，滑动对光板在两端分别对光，如果光能量都显示在40%～60%间一值，说明狭缝与光轴平行，否则，继续调节燃烧头的位置（用手转动燃烧头的角度及向里或外旋转石墨炉平台下的两个微调螺钮，使燃烧头进入光路。），直到调整好为止。压下平台锁定杆使平台锁定。
8、打开空气压缩机：调节空气压缩机上的调压阀（用于压力调节），使空气压缩机的输出压力为0.3MPa（42psi），那么主机内的
空气压力表应为0.2MPa（28psi）。
[注意]：空气压缩机一般每使用四个小时排一次水（按住空气压缩机侧面的两个金属按钮几秒钟即可）。
9、打开排风扇向外排气，打开乙炔气：先打开主阀，再调节减压阀并使之保持在0.07MPa（10psi）左右。
排液管水封：
本仪器带有水封瓶，在点火以前必须要往里注满自来水，防止乙炔气外泄。
10、点火：先打开【分析设置】菜单，选择〖仪器初始化〗，［选择元素灯］，〔燃气流量〕设为1.2~1.5L/min间一值，点击［设定］。再将仪器上的红色点火按钮按住不放，直到点燃为止（绿色按钮为关火按钮）。点火后，根据分析元素可再调节燃气流量，以达到分析需要。点击［确定］。
11、点击【新建】，〔检测方法〕选“校正曲线法”，〔曲线方程〕选“一次曲线（过零点）”，〔扣除空白〕选“不”（注：此两选项根据分析要求而定），并在列表中按从小到大的顺序依次添加标液的各浓度值，标液及样品的测量次数等相关信息。
12、点击【开始】按钮，将火焰进样管插入蒸馏水中，预热10分钟（这是必须的，否则测试数据的误差会很大），以使仪器达到稳定状态。
13、进一系列标液前，先将进样管插入浓度为1mg/L的标液中，观察屏幕上侧的吸光值，应大于0.12，否则调节雾化器。
注：【灵敏度修正】
火焰法和石墨炉法在分析一段时间的样品后，基线的漂移或火焰雾化器灵敏度的下降，引起吸光值的降低，需要修正标液的吸光值。此时，点击【灵敏度修正】
输入要修正的某一点的标液浓度（曲线中的中间一点的浓度值或接近所分析的样品浓度的曲线中一点的浓度值），〔测量次数〕，点击［确定］，先把进样管插入空白溶液中，点击【空白】，再将进样管插入所设浓度的标液中，点击【样品】，则程序会根据所测吸光值重新绘制曲线。修正完毕后，将进样管插入被测样品，点击【样品】接着分析。
关机：
先将进样管插入蒸馏水中冲洗5min，关闭C2H2气源，灭火后，
按压一下绿色关火键，再空气泵放水，关闭Air气源，退出工作站，关机。
注意事项
1、 石墨炉使用前确保内气路流量（左侧流量计）在200ml/min左右，外气路流量（右侧流量计）在1.5～2.0L/min之间，流量不合适时，用“一”字螺丝刀调节流量计。
2、 石墨炉冷却水流量不得低于2L/min，水压不应低于0.03MPa（4psi），也不应高于0.05MPa（7psi），冷却水若不是十分清洁时建议接一过滤器，以免水中固体物阻塞管路。
⒊石墨炉保护气钢瓶（Ar或N2）主压力必须在0.5MPa（70psi）以上，
否则应及时换上新钢瓶。
⒋仪器处于波长扫描工作状态时，操作人员不得离开，否则电机始终转动会超出单色器的波长范围，可能会造成仪器损坏。
⒌火焰法点火前必须在水封瓶中注满自来水，并检查气路接口，确保无漏气。
⒍关火时，先关闭乙炔（C2H2）气源，灭火后关空气（Air），并按压
一下绿色关火键。
⒎打开石墨炉更换或检查石墨管之前一定要关闭石墨炉电源！
aa7003a原子吸收分光光度计。
原子吸收光谱法
一、内容概述
原子吸收光谱法（AAS）又称为原子吸收分光光度法，基本原理是每种元素都有其特征的光谱线，当光源发射的某一特征波长的光通过待测样品的原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使光源发出的入射光减弱，可以将特征谱线因吸收而减弱的程度用吸光度表示，吸光度与被测样品中的待测元素含量成正比；即基态原子的浓度越大，吸收的光量越多，通过测定吸收的光量就可以求出样品中待测的金属及类金属物质的含量，对于大多数金属元素而言，共振线是该元素所有谱线中最灵敏的谱线，这就是该法之所以有较好的选择性，可以测定微量元素的根本原因。
原子吸收光谱仪可测定多种元素，火焰原子吸收光谱法可测到10 -9 g/mL数量级，石墨炉原子吸收法可测到10 -13 g/mL数量级。其氢化物发生器可对8种挥发性元素汞、砷、铅、硒、锡、碲、锑、锗等进行微痕量测定。在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。
二、应用范围及应用实例
（一）石墨炉原子吸收法检测化探样品中Au的不确定度
2013年最新推出的Z-3000系列原子吸收光谱仪，它应用两个完全匹配的光电倍增管做检测器，分别接受光源中偏振面平行于磁场和垂直于磁场的偏振方向的辐射，测量原子吸收线的π成分及σ±成分，实现背景校正。这是一个理想的方案，可以保证在同一波长、同一测量空间、同一时间（实时）进行背景校正。
Z-3000 AAS的稳定性极好，因为普通原子吸收石墨炉上石墨管的电阻极小，需要使用低压大电流，通常要使石墨管升至3000℃需要400～600 A的电流。Z-3000 AAS 石墨炉使用的是高阻值石墨管，石墨的阻值在30～33 mΩ。使用高阻值石墨管就可以在小的加热电流下工作，要将石墨炉加热到3000℃温度时，在市电电源上所用的电流仅为15 A。由于加热电流值低，内置变压器与石墨炉连接使用了实心电缆，各接触点和电缆中的损耗极小。石墨炉体最大功率升温时，升温速率达到2600℃/s，提高灵敏度的同时给出极佳的检测稳定性和重现性，降低了基体干扰，极大地提高了石墨管的使用寿命，从80～400次/只增加到2000～4800次/只。
它具有语音自动导航、全信息分析软件、多媒体操作教程、视频维护保养程序，几乎无须任何使用说明书即可操作仪器。在地矿系统实验室有着广泛的用户基础和地球化探样品的测试方法。
（二）电热原子吸收光谱法（ET-AAS）同时测定沉积物中的 As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Ti
María A（2012）使用ET AAS同时测定了沉积物中重金属As、Cd、Cu、Cr、Ni、Pb和Ti的总量及其分布情况。该方法使用3×3的Box-Behnken 设计矩阵。对修改后的BCR连续萃取方案和总分布分析矩阵的条件进行了优化，以确定适当的雾化温度和群众钯（NO3）2和Mg（NO3）2。考虑对所有矩阵中的元素进行同时测定，在不使用的化学改性剂的情况下，在1700℃下对Cd和Ti进行雾化，2100℃下雾化砷、铜、铬、镍和铅，使用一个标准的校准曲线校准。得到的砷、镉、铬、铜、镍、铅和铊的检测限分别为36.5pg、1.8pg、6.5pg、28pg、34pg、46.5pg、48pg和0.11μg/g、0.001μg/g、0.022μg/g、0.04μg/g、0.2μg/g、0.03μg/g、0.003μg/g。通过分析3个泥沙质标准参考物质（CRM直流73315和LKSD的NCS-4的总含量和BCR 701可用的分数），对该方法进行了验证，得到良好的精度（P＝0.05，并显示出每个矩阵中的每个元素的高回收率），除了总砷的分布矩阵，其中被分析物的损失可以归因于样品处理过程中用的HNO3。该方法的精度在0.6%和6%之间。
（三）冷原子吸收测定废水中的As、Se和Hg
Aaron等使用PinAAcle 900T光谱仪和FIAS 400流动注射系统，应用Winlab 32TM数据平台分析测试了废水中的As、Se和Hg的含量，结果如表1所示。
表1 系统灵敏度指标
分析结果表明，该方法的检出限可以满足美国EPA生活饮用水卫生规范的要求，As和Se的检出限还可以满足加拿大环境委员会（CCME）的标准，该方法对Hg的检出能力可以达到加拿大土壤分析的检出限标准。但如果要达到CCME针对海洋保护提出的汞标准，该方法还需要配备流动注射系统（FIMS）或者更大的进样回路。
（四）contrAA® 700 火焰原子吸收光谱法测定长石中Fe、Ca、K、Na 和Mg的含量
2006年，德国耶拿公司推出了高分辨火焰/石墨炉一体连续光源原子吸收光谱仪contrAA® 700，该仪器使用高聚焦短弧氙灯、中阶梯光栅光谱仪（光学分辨率0.002nm，波长范围189～900nm）、CCD线阵检测器，可测量元素周期表中67个金属元素，同时还可能获得更多的光谱信息。
Song等（2010）使用contrAA®700测定了长石中的Fe、Ca、K、Na和Mg的含量（图1～图10）。
图1 铁的特征吸收峰图
图2 铁三维测试峰图
图3 钙的特征吸收峰图
图4 钙的特征吸收峰图
图5 钾的特征吸收峰图
图6 钾三维测试峰图
图7 钠的特征吸收峰图
图8 钠三维测试峰图
图9 镁的特征吸收峰图
图10 镁三维测试峰图
结果表明，采用连续光源原子吸收法可以快速、准确地测定长石中痕量金属元素Fe、Ca、K、Na、Mg的含量，即使样品消解液中待测元素含量超低，可以增加像素点数来提高灵敏度，这是连续光源原子吸收优于传统原子吸收的独一无二的特点之一；另外，某些元素含量超高（百分含量），如果选择次灵敏线，传统原子吸收往往由于分辨率和光源强度有限，存在光谱干扰以及灯能量不足的问题，无法避免稀释带来的误差。由于连续光源具有极高的分辨率（2pm）和足够高的发光强度，可以任意选择不同灵敏度的谱线，并且有效避免光谱干扰，与此同时，完全消除了稀释误差。
（五）火焰原子吸收光谱法测定铁矿石原料中K、Na、As、Sn、Pb、Zn的含量
Song等（2010）使用连续光源ContrAA® 700准确快速地测定了铁矿石原料中多种金属元素的含量，与传统原子吸收相比分辨率有了两个数量级的提升。高浓度金属钠的测定可以选择次灵敏线准确实现分析测定，从而有效地避免了稀释带来的误差。
样品经过酸前处理后，按一定比例稀释，用ContrAA® 700 火焰原子吸收光谱法进行测量。测量条件分别为：
国外地质矿产科技成果
其中Sn的标准曲线为：
国外地质矿产科技成果
三、资料来源
张华，王开奇.2008.石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中进的不确定度评定.矿床地质，27：91～95
www.analytik-jena.com.cn/ 宋春明等.德国耶拿分析仪器股份公司，2010
Aaron Hineman.Determination of As，Se and Hg in Waters by Hydride Generation/Cold Vapor Atomic Absorption Spectroscopy
María A.Álvarez，Génesis Carrillo.2012.Simultaneous determination of arnic，cadmium，copper，chromium，nickel，lead and thallium in total digested diment samples and available fractions by electrothermal atomization atomic absorption spectroscopy（ET AAS）.Talanta，97（15）：505～512
