等离子发射光谱法测定地热水中的各种元素【文献综述】.doc

1、文献综述化学等离子发射光谱法测定地热水中的各种元素摘要文章陈述了我国地热水的开发利用现状，讨论了测定地热水中的各种元素的必要性。将等离子发射光谱法与其他分析方法进行优缺点比较，从而确定本次实验采用的分析方法为电感耦合等离子发射光谱法（ICPAES）。最后文章分析了对地热水的测定的现状。关键词电感耦合等离子发射光谱法、地热水、微量元素地热水是温度显著高于当地年平均气温，或者高于观测深度的围岩温度的地下水。如今，地热水作为一种能源已被大量开发利用，一类是地热发电；另一类是热能直接利用,包括地热水的直接利用（如地热采暖、洗浴、养殖等）和地源热泵供热、制冷。1地热水有很大的区域性。有的地热源可产生30

2、0以上热水，有的则产生沸点100以下的水。通常情况下，高温的地热水被用于地热能发电；中低温地热水直接利用；低层的地热能用于热泵供热、制冷。在我国，中低温地热水直接利用方式中，供热采暖占180，医疗洗浴与娱乐健身占652，种植与养殖占91，其他占77。1其中温泉也是地热水的一个重要应用。地热水中含有大量的微量元素钠、镁、钾、钙、铁、铜、硼、铝、硅、铬、砷、硒、镉等。微量元素与人类的健康息息相关，它们虽然在人体中含量很少，但却对人的生命起着不可忽视的作用，对人体健康具有重要影响。例如铁是人体含量最多的微量元素，它是制造血红蛋白不可缺少的元素。缺铁会影响血红蛋白的产生造成缺铁性贫血，并影响智力和心理

3、健康；3铬能增加细胞膜的稳定性，保护动脉不受损伤，缺铬会产生低密度脂蛋白增多，引发冠心病；3适量的硒可以防病治病、延缓衰老、增强机体免疫能力,可以抵抗多种重金属对机体造成的损害。4硒还具有抗毒作用，能对抗汞、镉等环境污染物的毒性，并可以刺激环腺甘酸的积累，抑制癌细胞中DNA的合成，组织癌细胞分裂与生长。镉元素和铝元素是对人体有害的微量元素。34镉分布在人体的肝、肾、胆囊、肺和骨骼中。当人体内镉含量增高时，会引起缺铁性贫血，并且雪中镉含量的升高与血红蛋白的降低呈相关性。镉中毒还会引起肾损伤、骨质疏松；3铝元素的毒性主要是铝的神经毒性。目前普遍认为，铝主要是对中枢神经的损害，老年性痴呆症的发生就与

4、铝在体内的积累有关。5温泉对治疗风湿病和皮肤病等病具有一定的疗效。温泉的这种功能与水中存在大量的微量元素有直接关系，对这些微量元素的测定可为探讨温泉水治病机理提供依据，而且水质状况会直接或间接地对环境和人体健康造成影响。2目前，水样中各种元素的测定多采用火焰原子吸收法FAAS，原子荧光光谱法（AFS），电感耦合等离子体原子发射光谱分析法（ICPAES）和电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）等。FAAS相对于其他方法来说，主要缺点是一份试样溶液不能同时测定多种元素，8线性范围窄，操作繁杂且费时，存在很大的局限性9。AFS法虽然具有谱线简单，低检出线，可以同时测定多种元素等特点，67但仅可测定那些

5、能生成氢化物或挥发性物种的元素（AS、HG、BI、SB、SE、TE、GE、PB、SN、CD、ZN），它的分析元素相对较少，灵敏度对大部分元素都太小，而且易产生荧光的碎灭现象，所以在分析领域受到一定的限制。7ICPMS法虽然具有多元素同时测定，灵敏度高，检出限低，动态线性范围宽，干扰少，分析精密度高等特点，17但是仪器昂贵，难以推广。因此ICPAES法更具有明显优势。ICPAES法不仅可以做到在一份试样溶液中同时对其所含的全部元素一次性测出，8而且具有操作简单、检出限低、分析速度快、线性范围宽、灵敏度高及结果准确可靠等特点，1112几乎没有化学干扰离子干扰等问题，10因此在国外已迅速发展成为一种

6、广泛而普遍采用的常规的分析方法，它与其他技术如原子吸收光谱法相比较，显示出了较强的竞争力，因此本实验选用电感耦合等离子体质谱法来测定地热水中的各种元素。原子发射光谱法ATOMICEMISSIONSPECTROMETRY,AES是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。它是光学分析法中产生和发展最早的一种光谱分析方法。13从1859年德国学者基尔霍夫GRKIRCHHOFF等制造出第一台用于光谱分析的分光镜,到1930年构建光谱定量分析法以来,原子发射光谱法对科学的发展发挥了实质性的作用。20世纪60年代电感耦合等离子体光源、电荷耦合等器件的引入,特别是新型光

7、源的更新与电子技术的联用,能同时对多元素进行定性和定量分析,使原子发射光谱分析获得了新的发展,已在仪器分析中占有重要地位。目前已有一些有关对地热水的分析测试的相关文献。罗文桥等人14用火焰原子吸收光谱法测定粤东第一温泉源头水中的钾、钠、钙、锰和锌。测定结果为钾2554MG/L、钠2420MG/L、钙7440MG/L、锰1078MG/L、锌09600MG/L，RSD121256，回收率9831011。为分析温泉水中的钾、钠、钙、锰和锌元素对医疗作用提供了基础数据。烟伟15用火焰原子吸收光法仅对乌鲁木齐市水磨沟区温泉矿泉水中的铜、钾、锌、钙、镁等微量元素进行了分析测定，并探讨T酸度、干扰离子对测定

8、的影响。同时用吸光光度法浏定了矿泉水中铁，用容量分析法测定了矿泉水中硫化氢，取得较好的结果。赵中一等人16在增效试剂溴化十六烷基三甲胺存在下，以8羟基喹啉5磺酸为荧光试剂，用荧光光度法测定地热水中的镁，取得了良好效果。术付晴美等人10陈述了与原子吸光分析法AAA相比，电感耦合等离子体发光分析法多具有的优点，并用ICPAES法对中性食盐型地热水中的铝进行定量分析。谢小凤等人8采用顺序扫描式ICP光谱仪，直接测定了地热温泉水样中的7种元素，并对最佳测试条件的选择进行了探讨。他们采用计算机自动扣除背景、光谱干扰校正及稀释一定倍数相结合的方法，清除各种干扰。将测定值与推荐值相对照，结果其绝对误差、相对

9、误差都很小，令人满意。实验证明该方法能分析多种类型样品，具有多元素同时测定、线性范围宽、精密度和准确度高、速度快等优点,是目前地理、地质、环境类样品常量和微量元素分析的一个较理想和实用的分析方法。本实验采用ICPAES法测定地热水中各种元素的含量。针对测定结果分析这几种元素对人体的影响。参考文献1马立新,田舍我国地热能开发利用现状与前景J资源产业经济,2006,92杨明金,杨明华,杨帆,王谋凤,陈建明地热水水质及其对环境与农作物及健康影响的研究J海峡预防医学杂志,2006,12215173杨东湘论微量元素对人体健康的重要作用J科协论坛,2010,61031044路慧哲,杜凤沛,李向东氟、碘、硒

10、与人体健康J大学化学,2010,2590935伍娟娟镁、铝与人体健康J世界今日医学杂志,2002,365066陈忠原子荧光光谱法在测定水中微量元素上的应用J科技信息,2007,22507少斌,费学宁,赵秀杰原子荧光光谱法及其在水分析中的应用J环境技术,2005,28谢小风,罗明标,施媛媛ICPAES法直接测定地热温泉水样中的钾、钠、钙、镁、硅、锂、硼的研究J光谱实验室,2000,1767017069黄开胜,李思源,何小青,赵彦,陈建明,李伟恒电感耦合等离子发射光谱ICPAES和原子吸收光谱AAS测定涂料中多种元素的比较研究J现代涂料与涂装,2010,252495110术付晴美,清水晨,横山拓石

11、,今泉幸男,中衬善弘,樽备俊和采用电感耦合等离子体发光分析法对地热水中的铝进行定量分析J中南石油地质科技情报,1991,1303511LUISAESCUDERO,LUISDMARTINEZ,JOSASALONIA,JOSAGASQUEZDETERMINATIONOFZNIIINNATURALWATERSBYICPOESWITHONLINEPRECONCENTRATIONUSINGASIMPLESOLIDPHASEEXTRACTIONSYSTEMJMICROCHEMICALJOURNAL,2010,9516416812MANTONIAMURCIA,ANAVERA,MAGDALENAMART1NE

12、ZTOME,ANTONIOMUNOZ,MANUELHERNANDEZCORDOBA,ROQUEORTIZGONZALEZFASTDETERMINATIONOFTHECA,MG,K,NAANDZNCONTENTSINMILKANDNONDAIRYIMITATIONMILKUSINGICPAESWITHOUTMINERALIZATIONSTAGEJLEBENSMWISSUTECHNOL,1999,32317517913王辉浅析电感耦合等离子体发射光谱仪J煤质技术,2009,1262914罗文桥,李文辉,蔡坤联,储召华火焰原子吸收光谱法测定粤东第一温泉中钾、钠、钙、锰和锌J光谱实验室,2005,22234334615烟伟火焰原子吸收光谱法测定温泉矿泉水中微量元素J理化检验一化学分册,1999,351151351416赵中一,石新华,何应律荧光光度法测定地热水中的镁J地质实验室,1998,14314915117闵广全,邵文军,王瑞敏,徐艳秋电感耦合等离子体质谱法ICPMS同时测定水中多种元素J检测与分析,2006,983133