实用原子光谱分析（第二版）

原子光谱包括原子发射光谱(AES)、原子吸收光光谱(AAS)和原子荧光光谱(AFS)广泛应用于地质（矿）、材料、化工、轻工、商检、环境、食品、生物、医药等各个领域。都已在自然科学技术的各领域得到了广泛的应用，AES、AAS 和 AFS 仪器已是各类现代化检测和分析实验室必备的测试仪器。随着这三种原子光谱分析仪器性能不断改善和自动化，新分析技术的研发和出现，分析方法的完善和发展，应用领域还将进一步扩大，分析的精密度和准确度还将进一步改善与提高。 原子光谱分析在我国发展迅速，每年有大批的新人加入到原子光谱分析队伍，需要进行培训，已在岗的分析人员亦需不断提高自身的技术水平，对相关的学习和参考资料需求量非常大。

原子光谱包括原子发射光谱（AES）、原子吸收光谱（AAS）和原子荧光光谱（AFS）。三种原子光谱的共同点都是原子外层电子在能级之间跃迁的结果，但跃迁方式不同，AES 属于自发发射跃迁，AAS 属于受激吸收跃迁，AFS的激发同于AAS，属于受激吸收跃迁，其发射同于AES，是自发发射跃迁。 由于三种原子光谱产生的机理不同，据此建立的三种原子光谱分析方法各有特点、优势与适用范围，但都已在科学技术的各领域得到了广泛的应用，AES、AAS 和 AFS 仪器已是各类现代化检测和分析实验室必备的测试仪器。随着这三种原子光谱分析仪器性能不断改善和自动化，新分析技术的研发和出现，分析方法的完善和发展，应用领域还将进一步扩大，分析的精密度和准确度还将进一步改善与提高。
原子光谱分析在我国发展迅速，每年有大批新人加入到原子光谱分析队伍需要进行培训，已在岗的分析人员亦需不断提高自身的技术水平，对相关的学习和参考资料需求量非常大。多年来，国内出版过多种AES、AAS和AFS方面的专著或译著，基本上都是偏重于其中某一种原子光谱分析技术，同时兼顾这三种技术的专著尚属少见。2013年，化学工业出版社根据市场需求情况，邀请我们编写兼顾这三种原子光谱分析技术、适合于自学参考、实用性较强的原子光谱分析图书。编者也认为，能尽己之力为读者提供一本合适的自学、进修提高的参考书是非常有意义的社会公益事业，决定应化学工业出版社之约，合作编写了《实用原子光谱分析》（第一版）一书。该书发行后，市场销售情况良好，这从一个侧面反映了社会对这类图书的需求。该书出版后第二年，2014年获得了中国石油和化学工业优秀出版物奖·图书奖二等奖。
自本书第一版问世以来，无论原子光谱仪器、分析技术、分析方法都有了新的进展，应用领域亦在不断扩展，本着与时俱进的精神，有必要将近年来原子光谱分析的新进展反映到本书中来，决定对《实用原子光谱分析》（第一版）进行修订与补充，作为本书的第二版，以飨读者。本书以工厂、研究所、学校以及相关部门实验室中从事实际检验工作的分析人员为基本对象，也兼顾从事分析检测的科技人员的需要。
本书共分为17章。各章撰稿人员如下：第1章绪论（邓勃、李玉珍），第2章原子发射光谱分析的基本原理和技术（郑国经），第3章原子吸收光谱分析的基本原理和技术（孙宏伟、李梅），第4章原子荧光光谱分析的基本原理和技术（刘霁欣、冯先进，刘明钟），第5章原子光谱联用技术（刘霁欣、毛雪飞），第6章原子光谱分析样品前处理（丁明玉），第7章原子光谱分析的质量控制与数据统计处理（邓勃），第8章原子光谱分析在地质领域中的应用（许俊玉），第9章原子光谱在材料分析中的应用（施洪钧、高苹），第10章原子光谱在精细化工产品分析中的应用（刘鑫、李国英），第11章原子光谱在轻工产品分析与商检中的应用（高峰、谭茜），第12章原子光谱在化工产品分析中的应用（尹洧、竺朝山），第13章原子光谱分析在环境领域中的应用（郑清林、王红梅），第14章原子光谱在食品分析中的应用（何洪巨、高苹），第15章原子光谱分析在生物领域中的应用（刘丽萍），第16章原子光谱分析在医药领域中的应用（韩南银），第17章原子光谱在元素形态分析中的应用（赵萍、祖文川、刘海涛）。书稿初稿拟就之后，由主编与副主编进行初审，编委之间交叉互审。最终由主编邓勃教授统稿和定稿。
参加本书编写工作的人员来自高等院校、科研院所与分析仪器生产厂家。多是在本领域工作多年有经验的老同志，少数是正在原子光谱分析第一线从事实际工作的中青年分析工作者。 由于我们学识和能力有限，书中不足和不妥之处在所难免，衷心欢迎各位专家与读者批评指正。
在本书的编写过程中，引用了国内外大量公开发表的资料，也沿用了第一版书的一些资料，在此谨向文献的原编著者表示感谢。本书能顺利出版，要感谢化学工业出版社的支持和各位编辑为本书的出版所付出的辛勤劳动。
在本书撰稿和出版过程中，北京普析通用仪器有限责任公司、北京海光仪器有限公司等为本书撰稿、审稿提供了宝贵的支持和热情的帮助，在本书出版之际，谨向他们表示衷心的感谢。

编者
2020年3月于北京

邓勃，清华大学化学系教授，中国分析测试协会基金委员会和技术开发委员会副主任，1934年12月出生，湖南祁阳县人。历任清华大学研究生培养指导委员会委员，专业技术职务校级化学学科评议组成员，化学系学术委员会委员，清华大学分析中心主任，环境工程研究所环境化学与仪器分析研究室主任。兼任中国分析仪器学会第1—3届理事会理事，北京市仪器仪表学会物理光学仪器专业委员会主任委员，中国光谱分析专业委员会委员，北京市化学会理事会理事和分析化学专业学组组长，中国物理光学仪器专业委员会常委，全国标准化委员会无机盐化工技术标准委员会委员，中国计量测试学会化学计量测试专业委员会委员，全国标准化委员会环境标准物质技术委员会委员，全国物理化学测量计量技术委员会委员，中国分析测试协会基金委员会和技术开发委员会副主任等。《光谱学与光谱分析》、《分析仪器》、《大学化学》、《分析试验室》、《分析科学学报》、《现代仪器使用与维修》等杂志编委、《干旱环境监测》杂志顾问。1957年毕业于北京大学化学系。长期从事仪器分析、化学计算学方面的教学与研究工作。获得国家科学技术研究成果10项。先后获得国家科学技术进步三等奖一次，北京市科学技术进步三等奖两次，中国分析测试协会cA1A奖一等奖四次和二等奖二次。

原子光谱分析技术已广泛地应用于各类样品的元素分析，原子光谱分析仪器已成为现代分析检测实验室必备的测试工具。《实用原子光谱分析》（第二版）由基础与应用两部分组成。在基础部分系统地介绍了原子光谱分析的原理、仪器、分析技术(包括各类样品的前处理技术、测试数据的统计处理、分析结果的评价方法等)，概要地介绍了原子光谱分析近年来的进展。在应用部分，分章介绍了原子发射光谱、原子吸收光谱和原子荧光光谱分析在地质（矿）、材料、化工、轻工、精细化工、商检、环境、食品、生物、医药等各个领域分析样品的一般特点,对分析检测的要求，样品制备和测定技术，并列举典型实例详加介绍，以供读者参考与借鉴。
《实用原子光谱分析》（第二版）理论与实际紧密结合,内容丰富,实用性强,文字表述流畅,可读性好。本书可供在相关领域从事分析检测的科技人员和实验人员、高等院校相关专业的师生参考,也可作为分析检验人员职业培训的教学参考书。

第1章 绪论1
1.1原子光谱分析法建立简述1
1.1.1原子发射光谱分析法的建立1
1.1.2原子吸收光谱分析法的建立2
1.1.3原子荧光光谱分析法的建立2
1.2原子光谱法发展历程的简要回顾2
1.2.1原子发射光谱法发展历程2
1.2.2原子吸收光谱法发展历程4
1.2.3原子荧光光谱法发展历程6
1.3原子光谱分析法的进展概述7
1.3.1原子发射光谱分析法的进展7
1.3.2原子吸收光谱分析法的进展13
1.3.3原子荧光光谱分析法的进展16
1.4非色谱形态分析技术20
1.5“绿色”样品处理技术的兴起21
1.5.1固相微萃取21
1.5.2浊点萃取22
1.5.3分散液-液微萃取22
1.5.4单滴微萃取23
1.6展望24
参考文献25

第2章 原子发射光谱分析的基本原理和技术36
2.1概述36
2.2原子发射光谱的产生和特性36
2.2.1原子发射光谱的产生36
2.2.2原子发射光谱的基本特性37
2.2.3谱线的强度及影响因素40
2.2.4原子发射光谱分析42
2.2.5发射光谱分析的干扰43
2.3原子发射光谱仪器45
2.3.1激发光源46
2.3.2单色器52
2.3.3检测系统57
2.3.4信号处理和控制系统58
2.4原子发射光谱分析方法59
2.4.1火花/电弧原子发射光谱分析法59
2.4.2微波等离子体原子发射光谱分析64
2.4.3辉光放电原子发射光谱分析66
2.4.4激光原子光谱分析68
2.5电感耦合等离子体原子发射光谱分析70
2.5.1等离子体光源概述70
2.5.2ICP光源的物理化学特性71
2.5.3ICP光谱仪的结构与操作75
2.5.4几种典型的ICP发射光谱仪83
2.5.5ICP分析的干扰与克服84
2.5.6ICP-AES分析技术的进展85
参考文献86

第3章 原子吸收光谱分析的基本原理和技术89
3.1原子吸收光谱分析89
3.1.1原子吸收光谱分析的特点89
3.1.2原子吸收光谱的产生和特性90
3.1.3原子吸收光谱分析的定量关系92
3.1.4原子吸收光谱分析的定量方法96
3.2原子吸收光谱仪器97
3.2.1概述97
3.2.2原子吸收光谱仪结构原理100
3.2.3辐射光源101
3.2.4光学系统103
3.2.5检测系统109
3.2.6背景校正装置113
3.2.7自动进样装置123
3.2.8软件124
3.3仪器的安装及检验维护127
3.3.1安装条件127
3.3.2仪器的检验标准和方法129
3.3.3仪器的日常维护和保养132
3.4原子化技术134
3.4.1火焰原子化134
3.4.2电热石墨炉原子化138
3.4.3石英管原子化142
3.4.4低温原子化143
3.5原子吸收光谱分析技术144
3.5.1化学改进技术144
3.5.2蒸气发生技术146
3.5.3缝管原子捕集技术148
3.5.4制样和进样技术148
3.6原子吸收光谱应用简述150
3.6.1直接原子吸收光谱分析151
3.6.2元素形态分析152
3.6.3间接原子吸收光谱分析153
参考文献154

第4章 原子荧光光谱分析的基本原理和技术158
4.1原子荧光光谱的产生和特性158
4.1.1原子荧光的产生158
4.1.2原子荧光的类型158
4.1.3各类原子荧光的应用160
4.2原子荧光光谱分析的定量关系162
4.2.1荧光强度与被测物浓度之间的关系162
4.2.2荧光猝灭与荧光量子效率163
4.2.3原子荧光的饱和效应164
4.3原子荧光光谱仪器164
4.3.1原子荧光光谱仪器中的专用部件164
4.3.2典型原子荧光光谱仪器结构166
4.4蒸气发生样品导入技术167
4.4.1蒸气发生概述167
4.4.2蒸气发生方法168
4.4.3蒸气发生在线富集技术173
4.5蒸气发生-原子荧光光谱分析技术176
4.5.1蒸气发生-原子荧光光谱分析的实现176
4.5.2典型原子荧光光谱仪器180
4.6蒸气发生-原子荧光光谱分析的干扰180
4.6.1干扰的分类181
4.6.2干扰的判别181
4.6.3液相干扰182
4.6.4气相干扰186
4.6.5光谱干扰190
4.6.6荧光猝灭干扰190
4.7蒸气发生-原子荧光测量要点192
4.7.1测量通则192
4.7.2形态、价态歧视的解决192
4.7.3酸度的调控193
4.7.4污染、损失的控制193
4.7.5增敏与掩蔽194
4.7.6冷蒸气和热蒸气发生194
4.8非蒸气发生原子荧光光谱分析技术195
4.8.1雾化-小火焰原子荧光法195
4.8.2燃烧-原子荧光法测汞195
4.8.3电热蒸发-原子荧光分析技术196
4.8.4连续光源原子荧光光谱分析技术197
4.8.5其他原子荧光分析技术198
4.9原子荧光光谱分析技术的展望199
4.9.1原子荧光技术的发展方向199
4.9.2具体技术改进199
参考文献201

第5章 原子光谱联用技术206
5.1概述206
5.2原子光谱与流动注射联用207
5.2.1改进和提高原子光谱分析性能的样品前处理技术209
5.2.2原子光谱分析的样品分离富集212
5.2.3改善原子光谱分析的其他功能217
5.3原子光谱与色谱联用218
5.3.1原子发射光谱与色谱联用218
5.3.2原子吸收光谱与色谱联用221
5.3.3原子荧光光谱与色谱联用226
5.4其他联用技术236
5.4.1冷阱与原子光谱联用技术236
5.4.2原子光谱与超临界流体色谱联用238
5.4.3在线富集技术与色谱-原子光谱联用239
5.4.4原子光谱与微流控联用技术240
参考文献242

第6章 原子光谱分析样品前处理249
6.1概述249
6.1.1样品类型与前处理的一般要求249
6.1.2采样与样品保存250
6.1.3样品前处理过程中的损失与玷污251
6.1.4样品前处理技术发展趋势253
6.2样品分解254
6.2.1溶解与提取254
6.2.2湿法消解254
6.2.3灰化分解257
6.2.4熔融分解258
6.2.5烧结分解260
6.3样品净化与富集技术260
6.3.1沉淀与浮选260
6.3.2挥发分离262
6.3.3液相萃取262
6.3.4固相萃取270
6.3.5超临界流体萃取274
6.3.6电化学分离法275
6.3.7在线富集与原位富集279
6.4进样技术281
6.4.1进样技术简述281
6.4.2氢化物发生进样282
6.4.3悬浮液进样283
6.4.4电热蒸发进样283
6.4.5激光烧蚀进样284
6.5形态分析样品处理284
6.5.1物质形态类型285
6.5.2形态分析样品前处理285
6.5.3形态分离286
参考文献286

第7章 原子光谱分析的质量控制与数据统计处理289
7.1原子光谱分析及其分析数据的特点289
7.1.1原子光谱分析的特点289
7.1.2原子光谱分析数据的统计分布特性290
7.1.3分析数据的统计处理291
7.2原子光谱分析方法的建立291
7.2.1均匀设计安排试验快速确定优化条件291
7.2.2正交试验设计考察因素的主效应与交互效应293
7.2.3校正曲线的建立300
7.2.4校正曲线的属性304
7.3原子光谱分析方法评价参数307
7.3.1检出限和定量限308
7.3.2灵敏度、特征质量和特征浓度309
7.3.3精密度310
7.3.4准确度311
7.3.5适用性312
7.3.6对分析方法与结果的综合评价313
7.4分析质量控制314
7.4.1离群值判断与处理314
7.4.2精密度评定317
7.4.3准确度评定320
7.5分析结果的表示323
7.5.1分析测定结果的不确定度323
7.5.2表征分析结果的基本参数325
7.5.3表征分析结果的方式326
7.5.4表示分析结果的有效数字327
参考文献328

第8章 原子光谱分析在地质领域中的应用329
8.1概述329
8.2地质样品的特点与检测要求329
8.3地质样品分析330
8.3.1岩石、土壤、沉积物样品的分析330
8.3.2金属矿石矿物分析335
8.3.3三稀元素、贵金属元素矿物分析346
8.3.4非金属矿分析351
8.3.5岩盐类样品（卤水）分析355
8.3.6海洋地质调查样品分析357
参考文献359

第9章 原子光谱在材料分析领域中的应用362
9.1概述362
9.2金属及合金分析的特点和要求362
9.2.1样品消解方式363
9.2.2常用样品消解溶剂363
9.3金属材料检测要求364
9.3.1钢铁分析364
9.3.2有色金属分析374
9.3.3功能材料中金属成分分析383
参考文献394

第10章 原子光谱在精细化工产品分析中的应用397
10.1概述397
10.2精细化工产品的特点及检测取样要求398
10.2.1烟用香精香料的取样398
10.2.2日化产品的取样398
10.2.3涂料样品的取样399
10.3香料香精分析399
10.3.1食用香精香料中重金属测定400
10.3.2日化产品中重金属测定405
10.4染料和涂料分析413
10.4.1染料和涂料的标准及检测要求413
10.4.2染料和涂料分析方法414
10.5食品/饲料添加剂分析419
10.5.1食品/饲料添加剂的标准及检测要求419
10.5.2食品/饲料添加剂分析方法419
10.6其他精细化工产品分析424
10.6.1其他精细化工产品的检测要求424
10.6.2其他精细化工产品分析方法424
参考文献431

第11章 原子光谱分析在轻工产品领域中的应用433
11.1概述433
11.2轻工产品检测的特点和要求434
11.3玩具检测435
11.3.1玩具检测的要求435
11.3.2玩具检测取样要求及原则435
11.3.3玩具检测分析方法436
11.4纺织品检测440
11.4.1纺织品检测的要求440
11.4.2纺织品检测取样要求及原则441
11.4.3纺织品检测分析方法441
11.5食品接触材料检测446
11.5.1食品接触材料检测的要求446
11.5.2食品接触材料检测取样要求及原则448
11.5.3食品接触材料检测分析方法449
11.6化妆品检测455
11.6.1化妆品检测的要求455
11.6.2化妆品检测取样要求及原则456
11.6.3化妆品检测分析方法456
11.7仿真饰品检测461
11.7.1仿真饰品检测取样要求及原则463
11.7.2仿真饰品检测分析方法463
参考文献466

第12章 原子光谱分析在化工领域中的应用468
12.1化工行业及化工分析的特点468
12.1.1概述468
12.1.2化工行业分类468
12.1.3化工分析特点和要求469
12.2化工分析的采样与前处理469
12.2.1化工分析的采样原则及要求469
12.2.2样品前处理472
12.3无机化工分析474
12.3.1无机化工概述474
12.3.2无机化工的检测要求474
12.3.3无机化工分析应用实例475
12.4有机化工分析484
12.4.1有机化工概述484
12.4.2有机化工的检测要求485
12.4.3有机化工分析应用实例486
参考文献500

第13章 原子光谱分析在环境领域中的应用503
13.1概述503
13.2环境监测中应用的原子光谱标准分析方法504
13.3环境监测特点及分析要求504
13.3.1环境监测的特点504
13.3.2环境监测的类别505
13.3.3环境监测的分析要求505
13.4水环境样品分析506
13.4.1水样的采集与保存506
13.4.2水环境监测方法507
13.4.3水环境样品分析应用实例508
13.5大气环境样品分析511
13.5.1大气环境511
13.5.2大气环境样品分析应用实例511
13.6固体废物样品分析516
13.6.1固体废物及其监测516
13.6.2固体废物样品分析应用实例518
13.7土壤及沉积物样品分析523
13.7.1土壤环境及沉积物523
13.7.2土壤及沉积物样品分析应用实例525
参考文献532

第14章 原子光谱在食品分析中的应用535
14.1概述535
14.2食品分析536
14.2.1食品分析特点与要求536
14.2.2食品样品采集536
14.2.3食品样品的保存538
14.2.4食品样品的制备539
14.2.5食品样品预处理539
14.2.6食品原子光谱分析标准方法539
14.3食品分析应用实例540
14.3.1谷类、薯类、淀粉及其制品分析540
14.3.2豆类及其制品分析549
14.3.3蔬菜、水果类及其制品分析551
14.3.4畜禽肉类及其制品分析553
14.3.5乳、蛋类及其制品分析555
14.3.6菌藻与水产类样品分析558
14.3.7坚果、种子类样品分析561
14.3.8调味品类样品分析562
14.3.9酒、茶、饮料类样品分析565
14.3.10糖、果脯、蜜饯、蜂蜜分析567
14.3.11保健食品及其他食品分析569
参考文献571

第15章 原子光谱分析在生物领域中的应用574
15.1概述574
15.2生物样品分析576
15.2.1生物样品的种类及特点576
15.2.2生物样品的采集与储存577
15.2.3生物样品分析的取样原则579
15.2.4生物样品前处理579
15.3生物样品分析标准方法580
15.3.1血液测定方法580
15.3.2尿样测定方法580
15.4生物样品分析实例581
15.4.1血样分析581
15.4.2尿样分析588
15.4.3发样分析592
15.4.4生物组织样品分析596
参考文献599

第16章 原子光谱分析在医药领域中的应用602
16.1概述602
16.2药物分析602
16.2.1药品质量标准603
16.2.2药物的分类603
16.2.3药物分析方法的验证603
16.3中药材分析603
16.3.1中药材有效成分分析的基本要求604
16.3.2中药材分析的样品前处理方法604
16.3.3中药材分析的应用实例605
16.4中成药分析613
16.4.1中成药有效成分分析的基本要求613
16.4.2中成药分析的样品处理方式613
16.4.3中成药分析的应用实例614
16.5化学合成药分析618
16.5.1化学合成药的质量要求619
16.5.2化学合成药分析的样品处理方式619
16.5.3化学合成药分析的应用实例619
16.6生物制品分析626
16.6.1生物制品的有效成分分析的基本要求626
16.6.2生物制品分析的样品处理方式626
16.6.3生物制品分析的应用实例627
参考文献631

第17章 原子光谱在元素形态分析中的应用633
17.1概述633
17.2形态分析的特点与方法635
17.2.1形态分析的特点635
17.2.2形态分析的方法635
17.3样品前处理636
17.3.1元素价态分析样品前处理636
17.3.2化学形态分析样品前处理637
17.3.3赋存状态分析样品前处理637
17.4元素形态分析的实例638
17.4.1元素价态分析638
17.4.2化学形态分析645
17.4.3赋存状态分析655
参考文献658