Spettrometria di assorbimento atomico

Principio fisico-chimico

L'AAS si basa sulla legge di Lambert-Beer applicata ad atomi in fase gas. Una lampada a catodo cavo emette luce alla lunghezza d'onda di risonanza dell'elemento (es. 253,7 nm per Hg, 283,3 nm per Pb). Gli atomi neutri prodotti per atomizzazione termica del campione assorbono la luce in misura proporzionale alla loro concentrazione.

Le tre tecniche principali sono: FAAS (atomizzazione in fiamma aria-acetilene), GFAAS (atomizzatore in fornetto di grafite con riscaldamento programmato fino a 2.700 °C), e tecniche di generazione di idruri/vapori freddi (HG-AAS per As, Sb, Se; CV-AAS per Hg).

Strumentazione

Lampada a catodo cavo o EDL specifica per elemento, atomizzatore (bruciatore o fornetto), monocromatore con reticolo, fotomoltiplicatore. Per CV-AAS si aggiunge un sistema di generazione di vapore con SnCl₂ o NaBH₄ e una cella di assorbimento riscaldata. Sistema di correzione del fondo (lampada deuterio o effetto Zeeman).

Preparazione del campione

Per le acque acidificate (HNO₃ 1-2%) la preparazione è minima. Per matrici complesse o per campioni con contenuto organico elevato si effettua mineralizzazione acida in microonde con HNO₃/H₂O₂. Per il mercurio è cruciale evitare contenitori in plastica non specifici.

Calibrazione e validazione

Calibrazione esterna a 5 livelli con standard certificati. Verifica con CRM (es. SLRS-6, NIST 1643). Stima dell'incertezza estesa secondo EURACHEM/CITAC.

Limiti di quantificazione e rilevabilità

CV-AAS per il mercurio raggiunge LOQ di 0,01 µg/L, due ordini di grandezza sotto il limite di legge di 1 µg/L. GFAAS per il piombo offre LOQ di 0,5 µg/L (limite 5 µg/L). HG-AAS per l'arsenico ha LOQ di 0,1 µg/L (limite 10 µg/L).

Norme di riferimento

UNI EN ISO 15586:2004 per la determinazione di elementi in tracce mediante GFAAS; UNI EN ISO 12846:2012 per il mercurio mediante CV-AAS; UNI EN ISO 11969:1997 per l'arsenico in HG-AAS. Negli USA: EPA 7470A (Hg in acque) ed EPA 7471B.

Quando si usa

AAS è indicato per analisi single-element ad alta sensibilità (Hg, As, Pb), in laboratori che non dispongono di ICP-MS, e come metodo di riferimento per Hg dove CV-AAS resta lo standard.

Quando NON si usa

Non è efficiente per pannelli multi-metallo (preferire ICP-MS o ICP-OES) e ha sensibilità limitata per elementi come uranio o terre rare, dove ICP-MS è obbligatorio.

Confronto con metodi alternativi

Rispetto a ICP-MS, AAS è mono-elemento e più lento per pannelli, ma per Hg in CV-AAS rimane il metodo più sensibile e robusto. Rispetto a ICP-OES, GFAAS offre LOQ migliori a parità di costo strumento.