Hệ thống phổ nguyên tử hấp thu (AAS)
Hệ thống máy AAS của hãng Perkin Elmer với 2 phương pháp nguyên tử hóa: ngọn lửa và không ngọn lửa (Lò Graphic) kết hợp hệ thống hóa hơi lạnh có khả năng phân tích hầu hết các kim loại nặng trong các môi trường khác nhau.
1. Khái niệm phương pháp phổ hấp thu nguyên tử
Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử (Atomic Absorbtion Spectrometric – AAS) là phương pháp dựa trên nguyên lý hấp thu của hơi nguyên tử. Người ta cho chiếu vào đám hơi nguyên tử một năng lượng bức xạ đặc trưng của riêng nguyên tử đó. Sau đó đo cường độ còn lại của bức xạ đặc trưng này sau khi đã bị đám hơi nguyên tử hấp thụ, sẽ tính ra được nồng độ nguyên tố có trong mẫu đem phân tích.
2. Nguyên tắc phương pháp phổ hấp thu nguyên tử
Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử của một nguyên tố cần phải thực hiện các quá trình sau đây:
- Chọn các điều kiện và loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do. Đó là quá trình hóa hơi và nguyên tử hóa mẫu.
- Chiếu chùm tia sáng bức xạ đặc trưng của nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử vừa sinh ra. Các nguyên tử ở trạng thái hơi sẽ hấp thụ những tia bức xạ nhất định và tạo ra phổ hấp thụ của nó. Ở đây phần cường độ của chùm tia sáng đã bị một loại nguyên tử hấp thụ là phụ thuộc vào nồng độ của nó trong môi trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ của nguyên tố cần nghiên cứu được gọi là nguồn bức xạ đơn sắc hay bức xạ cộng hưởng.
- Nhờ một hệ thống máy quang phổ, người ta thu toàn bộ chùm sáng, phân ly và chọn 1 vạch hấp thụ của nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ của nó. Cường độ đó chính là tín hiệu hấp thụ của vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Trong một thời gian nhất định của nồng độ C, giá trị cường độ này là phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nguyên tố trong mẫu phân tích.
3. Thành phần hệ thống thiết bị của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
Hệ thống thiết bị của phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử bao gồm các phần cơ bản sau:
- Nguồn phát tia cộng hưởng : là các đèn catôt rỗng (HCL), các đèn phóng điện không điện cực hay nguồn phát bức xạ liên tục đã được biến điện.
- Hệ thống nguyên tử hóa mẫu: được chế tạo theo 2 loại kỹ thuật, đó là kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu bằng ngọn lửa đèn khí và kỹ thuật nguyên tử hóa không ngọn lửa (Lò Graphic).
- Máy quang phổ : là bộ phận đơn sắc, có nhiệm vụ thu, phân ly và chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát hiện tín hiệu hấp thụ AAS của vạch phổ.
- Hệ thống chỉ thị tín hiệu hấp thụ của vạch phổ (tức là cường độ của vạch phổ hấp thụ hay nồng độ nguyên tố phân tích.
4. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp phổ hấp thu nguyên tử
4.1. Ưu điểm của máy AAS :
- Độ chính xác của máy AAS cao: RSD < 2%.
- Độ lặp lại rất tốt: RSD < 1%.
- Độ nhạy: rất nhạy, đo được hàm lượng tới ppb (microgam/ kg).
- Phân tích được rất nhiều nguyên tố và thời gian phân tích nhanh.
4.2. Nhược điểm của Phương pháp AAS :
- Chi phí đầu tư hệ thống thiết bị cao.
- Phương pháp và máy móc phức tạp, đòi hỏi người phân tích có chuyên môn cao.
- Quá trình nhiễm bẩn có thể xảy ra khi phân tích hàm lượng vết.
Ứng dụng của Hệ thống máy AAS
Hệ thống máy AAS được ứng dụng để phân tích hầu hết các kim loại nặng trong các nền mẫu khác nhau bao gồm: mẫu nước, mẫu không khí và khí thải, mẫu đất, mẫu bùn thải và trầm tích theo các Quy chuẩn hiện hành đối với các thành phần môi trường này.