فلزات سنگین

در اندازه گیری فلزات سنگین به روش جذب اتمی، نمونه به شعله یا کوره انتقال داده می شود (در این روش استفاده از کوره موجب افزایش دقت اندازه گیری نسبت به استفاده از شعله میشود)  و در آنجا به مجموعه ای از اتمها تبدیل می گردد. باریکه ی نور پس از عبور از مونوکروماتور با آشکارساز برخورد کرده و  مقدار نور جذب شده توسط عنصر تبدیل شده به اتم در شعله، اندازه گیری می شود.در بعضی از فلزات جذب اتمی حساسیت بیشتری از نشر دارد. به دلیل اینکه هر فلز  طول موج جذبی مخصوص به خود را داشته و منبع یا لامپ نیز از همان فلز تشکیل شده است. این واقعیت، روش را از مزاحمت های طیفی یا تابشی رها می سازد. در یک گستره­ی محدود غلظتی، مقدار انرژی جذب شده در شعله در یک طول موج خاص متناسب با غلظت عنصر در نمونه است.بیشتر دستگاه های جذب اتمی مجهز به مود نشر نیز می باشند که برای برخی عناصر،گستره ی خطی بهتری را ایجاد می نمایند.

حساسیت اسپکترومتری جذب اتمی شعله به میزانی است که غلظتی از فلز مورد نظر، جذبی حدود ۰۰۴۴/۰ (۱%) داشته باشد.حد تشخیص دستگاه غلظتی است که جذبی معادل با دوبرابر بزرگی نوسانات زمینه ایجاد کند. حساسیت و حد تشخیص در دستگاه های مختلف، عناصر مختلف، پیچیدگی ماتریس نمونه و تکنیک انتخاب شده متفاوت می باشد.گستره ی غلظت بهینه معمولا از غلظتی معادل با چندین برابر حدتشخیص شروع شده و تا غلظتی که در آن منحنی کالیبراسیون شروع به نزول می کند گسترش می یابد. برای رسیدن به نتایج بهتر، غلظت نمونه ها و استاندارد ها را از بین گستره ی غلظتی بهینه اسپکترومتر انتخاب کنید. این محدوده را می توان با رقیق سازی، استفاده از طول موج با حساسیت کمتر، چرخاندن سر مشعل، یا استفاده از میکروپردازنده برای خطی کردن منحنی کالیبراسیون در غلظت های بالا، گسترش داد.

مزاحمت های شیمیایی

بسیاری از فلزات می توانند با هدایت مستقیم به سمت شعله هوا-استیلن اندازه گیری شوند.مشکل ساز ترین نوع مزاحمت، مربوط به تداخلات شیمیایی بوده و از عدم جذب نور توسط اتم ها در شعله در ترکیبات ملکولی ناشی می شود.این اتفاق زمانی خواهد افتاد که شعله به اندازه ی کافی برای تفکیک ملکول ها داغ نباشد یا اتم های تفکیک شده به سرعت به ترکیبی که در دمای شعله تفکیک نمی شود، تبدیل شوند.این تداخلات با افزودن عناصر یا ترکیباتی خاص به نمونه کاهش یافته یا حذف می شوند.

تصحیح زمینه: جذب ملکولی و پراکندگی نور توسط ذرات جامد در شعله می تواند سبب مقادیر بالای جذب و خطای مثبت شود.هنگامی که این پدیده ها اتفاق می افتد، برای به دست آوردن مقادیر صحیح از جذب زمینه استفاده کنید.می توانید از هرکدام از ۳ نوع تصحیح استفاده نمایید.

۱)تصحیح زمینه با منبع پیوسته: در این تصحیح هالو کاتد لامپی که با هیدروژن پر شده باشد یا لامپ دوتریوم استفاده می شود.هنگامی که منبع تابش پیوسته و هالووکاتد لامپ در جایگاه نوری یکسانی قرار داده شوند، جذب زمینه ی از جذب سیگنال عنصر به صورت الکترونیکی کم می شود و در سیگنال نهایی، جذب زمینه جبران شده است.

۲)تصحیح زمینه زیمان: این تصحیح براساس این اصل صورت می گیرد: میدان مغناطیسی، خط طیفی را به دو باریکه ی نوری خطی و موازی قطبیده می شکافد که عمود بر میدان مغناطیسی می باشند.یکی از این خطوط جزء pi(π)، و دیگری جرء سیگما (σ) می باشد.این دو باریکه ی نور طول موج دقیقا یکسانی دارند و فقط در صفحه ی قطبش با یکدیگر متفاوتند. خط پای توسط اتم های عنصر مورد و نظر تابش زمینه که باعث پهن شدگی جذبی و پراکندگی نور توسط ماتریس نمونه می شود، جذب خواهد شد.خط سیگما تنها توسط تابش زمینه جذب می شود.تصحیح زمینه ی زیمان، در سطوح جذبی بالا، از سیستم تصحیح جذب زمینه دقیق تر می باشد.

۳)تصحیح زمینه Smith-Hieftje : در این تصحیح، جذب اندازه گیری شده برای عنصری مشخص، با افزایش جریان در هالوکاتد لامپ کاهش می یابد. درحالیکه جذب دیگر اجزای نمونه در جریان های مختلق ثابت باقی می ماند.وقتی این تکنیک به کار گرفته شود، اختلاف جذب در حالت جریان بالا از جذب در حالت جریان پایین به دست می آید.در این شرایط، جذب های دیگر اجزای نمونه تفریق شده و تصحیح می شود. این تصحیح، مزایای بسیاری بر تصحیح با منبع پیوسته خواهد داشت

آلودگی فلزات سنگین

جانداران برای ادامه حیات خود نه تنها به فلزاتی چون کادمیم، سرب و جیوه نیاز ندارند. بلکه به علت سمی بودن آنها لازم است از آنها احتراز شود. شوربختانه  فلزات سنگین پس از آنکه وارد جسم یک جاندار میشوند دیگراز آن خارج نمی­شوند.آنها در بافتهایی همچون چربی یا استخوان رسوب میکنند. چنین رفتاری باعث میشود به مرور زمان بر میزان فلزات انباشته شده در این بافتها افزوده شود. تجمع فلزات سنگین در بدن جاندارن موجب بروز بیماری در آنها میشود. در انسان فلزات سنگین باعث بروز برخی اختلالات عصبی و بعضی از انواع سرطان میشوند. نکته نگران کننده در مورد فلزات سنگین آن است که به علت امکان انباشتگی فلزات سنگین در گیاهان احتمال وارد شدن آنها به زنجیره غذایی موجودات زنده زیاد است. به بیان دیگرآلودگی خاک یا آب مورد استفاده در تولید فراورده های کشاورزی به فلزات سنگین موجب می­شود این عناصر توسط مواد غذایی به بدن انسان وارد شوند یا غیر مستقیم ابتدا وارد  بدن حیواناتی مانند انواع ماکیان یا گوسفند و گاو شوند و سپس به بدن انسانها وارد شوند. فلزات دیگری چون آهن و نیکل مانند جیوه و سرب سمی نیستند. بااینحال این عناصر نیز نباید بیش از حد مجاز وارد بدن جانداران شوند.

فلزات سنگین در آب

حضور فلزات سنگین در آب خاک الزاماً بخاطر فعالیت بشر نیست. مناطق زیادی در جهان وجود دارد که بصورت طبیعی دارای مقادیر زیادی فلزات سنگین هستند. با اینحال آنچه معمولا باعث آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی شده، ناشی از فعالیتهای صنعتی بوده است. برای مثال لامپهای فلورسنت (مهتابی) دارای جیوه هستند. وقتی این لامپها پس از استفاده به شکل صحیحی دفع نشوند،جیوه موجود در آنها بر اثر بارندگی وارد آبهای سطحی یا زیر زمینی میشود. به همین ترتیب ماده آمالگام که در دندانپزشکی ها مورد استفاده دارد و حاوی جیوه است و پس از استفاده روانه فاضلاب میشود. با توجه به اهمیت تاثیرات فلزات سنگین بر سلامتی در استاندارد ملی ۱۰۵۳ حد مجازی برای این عناصر در آب تعریف شده است.

جدول حد مجاز فلزات در آب آشامیدنی مطابق با استاندارد ملی (۱۰۵۳) mg/lit

آرسنیک۰٫۰۱آلومینیوم۰٫۱

سرب۰٫۰۱بر۰٫۵

کرم۰٫۰۵باریم۰٫۷

سلنیم۰٫۰۱منگنز۰٫۴

کادمیم۰٫۰۰۳مس۲

جیوه۰٫۰۰۶نیکل۰٫۰۷

مولیبدن۰٫۰۷وانادیم۰٫۱

آنتیموان۰٫۰۲روی۳(حداکثر مطلوب)

آزمایشگاه معتمد محیط زیست آرین فن آزما قادر است در نمونه های آب و خاک عناصر زیر را اندازه گیری نماید:
نیکل، منگنز، روی، کرم، سلنیم، آنتیموان، برلیوم، آلومینیوم، مس، سرب، کادمیوم، کبالت، آهن، جیوه، مولیبدن، قلع، آرسنیک، وانادیم

آزمایشگاه همکار استاندارد آرین فن آزما مطابق گواهی صادره قادر است در گیاهان شامل میوه و سبزیجات (ریشه ای و برگی) زیر فلزات سنگین را اندازه گیری نماید:
انگور، آلبالو، بادمجان، بامیه، پیاز، پیازچه، تربچه، توت فرنگی، خربزه، خرمالو، ریحان، زردآلو، سیب، سیب زمینی، سیر، شلیل، فلفل دلمه، گردو، گلابی، گوجه درختی، گیلاس، نارنج، نارنگی، هندوانه، هویج