1、引言
电厂中二回路给水水质为蒸汽发生器传热管的结构完整性提供有力的保证。主系统和补水系统Al含量很低，一般情况处于1μg/L左右，甚至更低。因此准确的测量二回路水汽中微量的铝，控制电厂水质，是提高核电厂蒸汽发生器使用寿命的重要手段之一。本文介绍了原子吸收光谱法用于电厂汽水系统铝的含量测定方法，目前检测铝含量的方法主要有原子荧光法、火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收光谱法等，其中石墨炉原子吸收光谱法具有消耗电能少、设备精简和便于操作的优势。在石墨炉法的研究基础上，提出了测定的优化条件，在当前环境下，针对电厂水样Al含量分析得出了重要的经验反馈。
2、实验部分
2.1 检测仪器和试剂
2.1.1 检测仪器
仪器：PerkinElmer AAnalyst800石墨炉原子吸收分光光度检测。
灯：PerkinElmer铝空式心阴极灯。
规格齐全pp材质试剂瓶：清洗配制标准和水样测试中使用的所有试剂瓶，先用优级纯MERK硝酸5%浓度浸泡24h以上，再用高纯水清洗3次以上至干净。
2.1.2 仪器的参数
仪表的工作参数条件详见表1.
2.1.3 试剂
1) 试剂水：除盐水再经过MILLIPORE高纯水仪处理，比阻抗值>18.2 MΩ·cm 。
2) 硝酸溶液，(1+1)：用默克Merck优级纯（GR）浓度65%2.5L硝酸配制。
3) 硝酸溶液，(1+199)：用上述1+1硝酸溶液配制。
4) Al标准溶液，1000mg/L：默克Merck100mLAl标准溶液。
5) Al标准中间液，1000μg/L：准确移取Al标准溶液0.5ml于500mL试剂瓶中，用1+199硝酸溶液稀释至500ml。此标准中间液用于分析时配制标准工作溶液。
6) Al标准工作液，30μg/L：准确移取Al标准中间液15ml于500mL试剂瓶，用1+199硝酸溶液稀释至500ml。此标准工作液应在绘制工作曲线前现配现用。
7) 氩气：纯度99.999%以上。
2.2 方法
将PerkinElmer AAnalyst800调用设定的分析方法，在工作界面新建校准，用侧面窥视镜观察仪器进样针在石墨管中心下壁2mm上方，通常定义为1/3处，同时进行1-2次石墨管空烧，使其信号值保证在0.005以下，观察仪器的灯能量在中间刻度保持稳定，确保仪器处于到最佳状态。用质量分数为0.35%的硝酸溶液作为空白试剂。保持质量浓度为30μg/L标准配置的溶液和水样酸度一致。
通过以下问题改善，在样品优质处理完毕后，用进样杯移取样品，将其放进原子进样盘指定位置，通过自动进样器吸取20μL，含有铝离子样品会在原子吸收仪器设定的程序石中进行原子化。铝元素中的基态原子主要吸收铝空心阴极灯发射出的共振线，在某种质量浓度条件下，基态原子所吸收的光强与铝的质量浓度成正比。
2.3 问题分析
通过近三个月内同一个水汽系统石墨炉法测量铝的分析数据进行了收集并且展开分析，发现石墨炉测量Al稳定性、重复性较差，因此分析数据在准确率也就较低。但是进一步分析发现用石墨炉AA800分析其他元素（Mg、Cu、Fe）时，分析稳定性、重复性较好，排查Al空心阴极灯问题，灯能量稳定，并且瞬时信号也较为稳定。在配制铝标准溶液时，采用与铁分析前处理的硝酸浓度，为保证实验分析的准确性，采用现配现用原则。这就排除了仪器性能和硝酸问题问题对测量数据造成干扰的可能性。为了进一步分析造成石墨炉法测铝准确率低的原因，对石墨炉原子吸收测量Al元素可能引起的变量开展以下分析：
表2 引起石墨炉原子吸收法测量铝含量准确性的原因分析
2.3.1进样针问题
石墨炉分析中要求自动进样针距石墨管底部1/3处，为最佳位置。此时样品液滴不会接触到进样管外壁，而且能接触到石墨管，通过表面张力完全脱离进样针，即为进样针在石墨管中的最佳位置。
表3 进样针位置对分析结果的影响
2.3.2仪器测定程序问题
灰化温度和原子化温度是分析过程中的关键，适合的灰化温度可以保证被测组分没有明显损失的前提下，最大化消除基体干扰。适合的原子化温度可以使元素的原子化转化率高，且能延长石墨管使用寿命。一般情况下，石墨炉升温程序默认为仪器说明书推荐值，考虑到分析样品的Al含量低，石墨炉升温程序存在改进的可能。石墨炉升温程序中对测量结果影响最大的是灰化和原子化两个阶段。
（1）灰化温度
灰化程序是为了除去基体组分，减少溶液中共存元素的干扰。现在核电厂热力系统水汽样品纯度一般很高，所以灰化温度和时间可适当减少，不会对测定结果产生明显影响，温度过高反而造成Al元素的损失，降低测定灵敏度。
（2）原子化温度
因为样品浓度低，吸光值小，原子化温度要尽量选择与最大吸光值对应的温度，比较2000℃、2100℃、2200℃15μg/L铝标准溶液瞬时信号峰发现2100℃时原子化峰没有拖尾现象，峰对称，2100℃以后，吸收信号不再增强，并且下降很快，故选择2100℃为最佳原子化温度。
（3）原子化时间
以15μg/L Al标准溶液，分别选择原子化时间3s和5s做对比试验，发现5s原子化时间的吸光度更大，并且3s的原子化时间会引起拖尾现象，因此选择原子化时间为5s。
2.4实验结果
2.1 线性检测限量
仪器稀释的标准配置质量浓度分别为0.0μg/L、5.0μg/L、12.0μg/L、18.0μg/L、25.0μg/L、30.0μg/L 的标准铝溶液，并将其和检测所得的吸光度值共同形成线性回归方程，其相关系数是0.9999，质控为14.85μg/L，满足实验室测量要求，具体结果详见表4
3、结束语
本文以通过对影响石墨炉法测量痕量Al的各因素展开分析实验，分别从实验室仪器硬件、软件深入研究，探讨了提高石墨炉原子吸收光谱法测定电厂主系统和补水系统水汽中痕量的铝元素含量的准确性的方法、条件、注意事项，最终确定的方法重复性好、准确度高、标准曲线相关系数R2能到达0.999以上，对于核电厂测量主系统和补水系统水汽中的Al含量测量准确性有了较高的参考价值。
