重金属检测:汞、砷、硒、铋、锑的精准分析与管控
在环境保护、食品安全、职业健康、矿产资源和工业产品质量控制等领域,汞(Hg)、砷(As)、硒(Se)、铋(Bi)和锑(Sb)等重金属及类金属元素的检测至关重要。这些元素在自然界中广泛存在,但过量摄入或接触会对人体健康和生态系统造成严重危害,如汞和砷具有强烈的神经毒性和致癌性,硒在适量时为必需微量元素但过量则有毒,铋和锑的化合物也具有一定的生理毒性。因此,建立准确、灵敏、高效的检测方法,对这些目标元素进行定量分析与监控,是风险评估、污染治理和合规性保障的基础。
核心检测项目
针对汞、砷、硒、铋、锑的检测,核心项目通常包括:
1. 总含量测定: 样品中目标元素(Hg, As, Se, Bi, Sb)的总量分析,反映整体污染水平或含量,是基本检测要求。
2. 形态/价态分析(尤其对As和Se): 不同化学形态(如As(III), As(V), 甲基汞, 无机硒, 有机硒等)的毒性差异巨大。形态分析能更精确地评估风险。
3. 特定基质中的专项检测:
- 环境样品: 水体(地表水、地下水、废水)、土壤、沉积物、大气颗粒物中的含量。
- 食品与农产品: 粮食、蔬菜、水果、水产、肉类、饮用水中的残留量。
- 生物样品: 血液、尿液、头发、组织中的暴露水平(生物监测)。
- 工业产品: 矿石、精矿、合金、化学品、电子产品、化妆品中的含量控制。
关键检测仪器
现代实验室主要依赖以下高灵敏度仪器进行检测:
1. 原子光谱法仪器:
- 原子吸收光谱仪 (AAS):
- 火焰原子吸收光谱法 (FAAS):适用于较高浓度样品。
- 石墨炉原子吸收光谱法 (GFAAS):灵敏度高,适用于痕量分析(尤其Se, Bi, Sb)。
- 冷蒸气原子吸收光谱法 (CVAAS):专用于汞的特异性高灵敏度检测。
- 氢化物发生原子吸收光谱法 (HG-AAS):专用于As, Se, Sb, Bi(有时Hg)的痕量分析,通过氢化物发生提高灵敏度和选择性。
- 原子荧光光谱仪 (AFS): 尤其与氢化物发生 (HG-AFS) 联用,是检测As, Se, Hg, Sb, Bi的极灵敏方法,特别在中国环境领域应用广泛。
- 电感耦合等离子体原子发射光谱仪 (ICP-AES / ICP-OES): 可同时或顺序测定多种元素(包括Hg, As, Se, Bi, Sb),线性范围宽,效率高。
2. 质谱法仪器:
- 电感耦合等离子体质谱仪 (ICP-MS): 目前痕量和超痕量元素分析的金标准。具有极高的灵敏度、极低的检出限、宽的动态线性范围,可同时测定多种元素及其同位素。特别适用于复杂基质中ppb甚至ppt级别的Hg, As, Se, Bi, Sb检测。常与高效液相色谱 (HPLC) 联用进行形态分析(如HPLC-ICP-MS)。
3. 色谱与联用技术:
- 高效液相色谱 (HPLC) / 离子色谱 (IC) 与检测器联用: 如HPLC-ICP-MS, HPLC-AFS, IC-ICP-MS等,是进行砷、硒等元素形态分析的主要手段。
- 气相色谱 (GC) 与检测器联用: 如GC-ECD(电子捕获检测器)用于有机汞(如甲基汞)或某些形态的测定。
4. 其他专用仪器:
- 测汞仪 (Mercury Analyzers):基于冷原子吸收或冷原子荧光原理,专门用于总汞或特定形态汞的直接快速测定。
主要检测方法
根据检测目标、基质和所需灵敏度选择合适方法:
1. 样品前处理: 几乎所有检测方法都需要有效的前处理。
- 消解: 湿法消解(王水、硝酸、硝酸+过氧化氢等)、干法灰化、微波消解(最常用,高效、安全、减少污染和损失)用于固体和复杂样品,将目标元素转化为可测定的离子形态。
- 提取与分离: 溶剂萃取、固相萃取(SPE)等用于富集目标物或分离干扰成分。
- 形态分析前处理: 温和提取(如超声辅助提取、酶解)以保持原有形态,避免转化或降解。
- 氢化物发生(HG): 对As, Se, Sb, Bi, (Hg)常用,将元素转化为挥发性氢化物(如AsH₃, SeH₂, SbH₃, BiH₃),与基体分离并导入AAS、AFS或ICP光谱仪检测,显著提高灵敏度。
- 冷蒸气技术(CV): 专用于汞,将汞离子(Hg²⁺)还原为原子态汞蒸气(Hg⁰)进行测定。
2. 检测技术方法:
- 总含量测定: 样品经消解后,主要采用 AAS (FAAS, GFAAS, CVAAS, HG-AAS), AFS (尤其HG-AFS), ICP-AES, ICP-MS 进行测定。ICP-MS是目前最通用、最灵敏的方法。
- 形态分析: 样品经温和提取后,主要采用 HPLC-ICP-MS, HPLC-AFS, GC-MS, GC-ECD 等联用技术进行分离和定量。
重要检测标准
检测活动需遵循国家、国际或行业标准,确保结果的准确性、可比性和法律效力。相关标准繁多,以下列举部分广泛应用的代表性标准:
1. 中国国家标准 (GB):
- 环境领域:
- HJ 694-2014:水质 汞、砷、硒、铋和锑的测定 原子荧光法。
- HJ 680-2013:土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解/原子荧光法。
- HJ 702-2014:固体废物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解/原子荧光法。
- HJ 776-2015:水质 32种元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法 (包含As, Se, Sb, Bi)。
- HJ 700-2014:水质 65种元素的测定 电感耦合等离子体质谱法 (包含Hg, As, Se, Sb, Bi)。
- GB/T 22105.1~.3-2008:土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定 (原子荧光法等)。
- 食品领域:
- GB 5009.11-2014:食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定 (含HPLC-AFS, HPLC-ICP-MS等)。
- GB 5009.17-2014:食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定 (含AFS, ICP-MS等)。
- GB 5009.93-2017:食品安全国家标准 食品中硒的测定(含AFS, ICP-MS等)。
- GB 5009.267-2020:食品安全国家标准 食品中碘
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日