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铅、锌、铋、镉、铬、砷、汞检测

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发布时间：2025-07-17 00:26:08 更新时间：2025-07-16 00:26:08

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

引言

在环境监测、食品安全、工业生产及公共卫生领域，铅（Pb）、锌（Zn）、铋（Bi）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As）和汞（Hg）等重金属元素的检测至关重要。这些元素广泛存在于自然界和人为活动中，例如铅污染源包括汽车尾气、工业废水及老化管道；锌作为必需微量元素，在过量摄入时可导致胃肠毒性和免疫抑制；铋常用于医药和电子行业，但积累后易引发肾炎；镉是有毒致癌物，常见于电池和肥料；铬（尤其六价铬）是高毒性污染物，源于电镀和皮革工业；砷是剧毒类金属，通过受污染水源引发皮肤癌和内脏损伤；汞则通过燃煤和电子废物排放，造成神经毒性和水生态破坏。鉴于这些元素对人体健康和生态系统的严重威胁，高效准确的检测成为预防和控制污染的核心手段。国际组织如世界卫生组织（WHO）和联合国环境规划署（UNEP）已将这些元素列为优先监测物，尤其在饮用水、土壤、食品和工业原料中，检测不仅有助于遵守法规，还能推动风险评估和污染治理。现代检测技术已从传统的化学分析发展到高灵敏度仪器方法，确保了数据的可靠性和及时性。本文将系统阐述这些元素的检测项目、检测仪器、检测方法及检测标准，为相关领域提供实用参考。

检测项目

铅、锌、铋、镉、铬、砷、汞的检测项目主要针对其在特定环境或产品中的浓度和形态评估。例如，铅的检测常关注饮用水、土壤和儿童玩具中的总含量，以预防神经系统损伤；锌的检测项目包括食品添加剂、化妆品和废水中的可溶性锌离子，确保其在安全限量（如WHO建议的饮用水锌浓度≤5mg/L）；铋检测多见于医药产品和工业废料，评估其对生物积累的影响；镉检测重点在农产品（如大米和蔬菜）和电子废物中的累积量，防止致癌风险；铬检测区分三价铬（必需元素）和六价铬（剧毒），应用于水质和空气监测；砷检测以无机砷为主，常见于地下水、海产品和农药残留；汞检测则聚焦于水体、鱼类和牙科材料中的有机汞（如甲基汞），避免神经毒性爆发。检测项目通常结合样品类型（如液体、固体或生物组织）设定阈值，例如砷在饮用水中的最大允许浓度多为10μg/L，汞在鱼类中限值≤0.5mg/kg。这些项目需根据应用场景定制，如环境监测侧重于长期暴露评估，而食品安全则强调急性风险控制。

检测仪器

铅、锌、铋、镉、铬、砷、汞的检测依赖于高精度仪器，主要包括原子吸收光谱仪（AAS）、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、原子荧光光谱仪（AFS）和高效液相色谱仪（HPLC）。原子吸收光谱仪（AAS）常用于铅和镉的定量分析，利用元素对特定波长光的吸收特性，具有操作简便和成本低的优势，适用于水质和土壤样品；电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）是检测锌、铋、铬和汞的多元素利器，通过离子化样品并测量质荷比，实现ppb（十亿分之一）级灵敏度，广泛应用于食品和生物样本；原子荧光光谱仪（AFS）专用于砷和汞的形态分析，如区分无机砷和有机砷，通过荧光信号增强检出限；高效液相色谱仪（HPLC）则结合其他仪器用于铬（六价铬）和铋的分离检测，确保形态特异性。辅助设备包括样品前处理系统（如微波消解仪用于固体样品分解）和自动进样器提高效率。这些仪器需定期校准，确保如铅检测精度达0.1μg/L水平。

检测方法

铅、锌、铋、镉、铬、砷、汞的检测方法涵盖光谱法、电化学法和色谱法三大类，具体根据元素特性选择。光谱法包括原子吸收光谱法（AAS）用于铅和镉的直接测定，通过火焰或石墨炉技术实现高灵敏度；电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）适用于锌和铋的多元素同时分析，结合样品消解（如酸溶解）；原子荧光法（AFS）是砷和汞检测的优选方法，利用氢化物发生技术增强信号，检出限低至0.01μg/L。电化学法如阳极溶出伏安法（ASV）常用于镉和铅的快速现场检测，适用于便携设备。色谱法高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）用于铬（六价铬）和汞的形态分离，确保准确性。方法步骤通常包括：样品采集（如随机抽取水体或食品）、前处理（过滤、消解或萃取）、仪器分析及数据校准。现代趋势整合自动化，如在线监测系统减少人为误差。

检测标准

铅、锌、铋、镉、铬、砷、汞的检测标准由国际和国家机构制定，确保结果可比性和合规性。国际标准包括ISO 17294-2（水质中重金属ICP-MS检测方法）、ISO 11885（饮用水元素分析）和EPA方法如EPA 6020B（ICP-MS测定）。中国国家标准（GB）如GB 5749-2022（生活饮用水标准）规定铅限值≤0.01mg/L，砷≤0.01mg/L；GB 2762-2022（食品中污染物限量）设镉在大米中≤0.2mg/kg，汞在鱼类中≤0.5mg/kg。行业标准如HJ 700-2014（水质汞的测定）采用AFS法。欧盟标准EN 71-3针对玩具中铅、镉的迁移量测试。这些标准涵盖采样、前处理、分析精度和报告要求，例如检出限必须低于限值的10%，且实验室需通过ISO 17025认证。遵守标准不仅避免法律风险，还促进全球数据共享。