原子吸收光譜儀現已廣泛用于各個分析領域，主要有四個方面：理論研究;元素分析;有機物分析;金屬化學形態分析。
1. 理論研究中的應用：
原子吸收可作為物理和物理化學的一種實驗手段，對物質的一些基本性能進行測定和研究。電熱原子化器容易做到控制蒸發過程和原子化過程，所以用它測定一些基本參數有很多優點。用電熱原子化器所測定的一些有元素離開機體的活化能、氣態原子擴散系數、解離能、振子強度、光譜線輪廓的變寬、溶解度、蒸氣壓等。
2. 元素分析中的應用：
原子吸收光譜儀由于其靈敏度高、干擾少、分析方法簡單快速，現巳廣泛地應用于工業、農業、生化、地質、冶金、食品、環保等各個領域，目前原子吸收巳成為金屬元素分析的強有力工具之一，而且在許多領域巳作為標準分析方法。 其特點決定了它在地質和冶金分析中的重要地位，它不僅取代了許多一般的濕法化學分析，而且還與X- 射線熒光分析，甚至與中子活化分析有著同等的地位。
目前原子吸收法巳用來測定地質樣品中70多種元素，并且大部分能夠達到足夠的靈敏度和很好的精密度。鋼鐵、合金和高純金屬中多種痕量元素的分析現在也多用原子吸收法。 原子吸收在食品分析中越來越廣泛。食品和飲料中的20多種元素巳有滿意的原子吸收分析方法。生化和臨床樣品中必需元素和有害元素的分析現巳采用原子吸收法。有關石油產品、陶瓷、農業樣品、藥物和涂料中金屬元素的原子吸收分析的文獻報道近些年來越來越多。水體和大氣等環境樣品的微量金屬元素分析巳成為原子吸收分析的重要領域之一。 利用間接原子吸收法尚可測定某些非金屬元素。
3. 有機物分析中的應用：
利用間接法可以測定多種有機物。8- 羥基喹啉(Cu)、醇類(Cr)、醛類(Ag)、酯類(Fe)、酚類(Fe)、聯乙酰(Ni)、酞酸(Cu)、脂肪胺(co)、氨基酸(Cu)、維生素C(Ni)、氨茴酸(Co)、雷米封(Cu)、甲酸奎寧(Zn)、有機酸酐(Fe)、苯甲基青霉素(Cu)、葡萄糖(Ca)、環氧化物水解酶(PbO、含鹵素的有機化合物(Ag)等多種有機物，均通過與相應的金屬元素之間的化學計量反應而間接測定。
4. 金屬化學形態分析中的應用：
通過氣相色譜和液體色譜分離然后以原子吸收光譜加以測定，可以分析同種金屬元素的不同有機化合物。例如汽油中5種烷基鉛，大氣中的5種烷基鉛、烷基硒、烷基胂、烷基錫，水體中的烷基胂、烷基鉛、烷基揭、烷基汞、有機鉻，生物中的烷基鉛、烷基汞、有機鋅、有機銅等多種金屬有機化合物，均可通過不同類型的光譜原子吸收聯用方式加以鑒別和測定。
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