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重金属的测定检测

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发布时间：2025-06-03 18:19:37 更新时间：2025-06-02 18:19:38

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

重金属的测定检测概述

重金属的测定检测是环境监测、食品安全、药品质量控制、工业生产及地质勘查等诸多领域不可或缺的关键环节。重金属通常指密度大于4.5 g/cm³的金属元素，如铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、铬（Cr）、铜（Cu）、锌（Zn）、镍（Ni）等。其中许多元素即使在极低浓度下也具有显著的生物累积性和毒性，对生态环境和人体健康构成严重威胁。因此，准确、灵敏、可靠地测定样品中的重金属含量，对于评估污染程度、保障产品安全、制定修复策略以及履行法规要求至关重要。现代分析化学的发展为重金属的测定提供了多样化的、高精度的技术手段和标准化流程。

主要检测项目

重金属测定的核心项目通常围绕对人体健康和环境影响最大的元素展开，主要包括：

常见有毒重金属：铅(Pb)、镉(Cd)、总汞(Hg)、砷(As) - 特别是无机砷、六价铬(Cr(VI))。
其他关注元素：铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、锡(Sn)、锑(Sb)、铊(Tl)、钡(Ba)、硒(Se)等，具体项目取决于样品种类（如食品、水、土壤、化妆品、电子电器产品等）和相关法规标准的要求。
形态分析：对于某些元素（如砷、铬、汞），不同化学形态的毒性和环境行为差异巨大，因此特定形态（如无机砷、甲基汞、六价铬）的测定是重要项目。

常用检测仪器

现代重金属测定依赖于高灵敏度和高选择性的分析仪器：

原子吸收光谱法（AAS）：
- 火焰原子吸收光谱法（FAAS）：适用于较高浓度重金属的测定（ppm级）。
- 石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）：灵敏度高（可达ppb级），适用于痕量分析，样品量少。
- 冷蒸气原子吸收光谱法（CVAAS）：专用于汞的特异性高灵敏度测定。
- 氢化物发生原子吸收光谱法（HGAAS）：专用于易形成氢化物的元素（如As, Se, Sb, Bi, Sn, Te），灵敏度高，选择性好。
电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）：可同时或快速顺序测定多种元素，线性范围宽，适用于大批量样品和浓度范围较广的样品（ppm级）。
电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）：目前最灵敏的多元素痕量/超痕量分析技术（可达ppt级），同位素分析能力强，可进行形态分析（与HPLC等联用）。
原子荧光光谱法（AFS）：特别适用于能形成氢化物的元素（As, Hg, Se, Sb, Bi等）和汞，灵敏度高，干扰较少。
X射线荧光光谱法（XRF）：主要用于固体样品（土壤、沉积物、电子产品等）的快速无损筛查或半定量分析（便携式XRF应用广泛），实验室XRF也可进行定量分析。

主要检测方法

实际检测过程通常包含样品前处理和仪器分析两个核心步骤：

样品前处理：这是保证结果准确的关键和难点。
- 消解：破坏有机物基体，将重金属转化为可测定的离子形态。常用方法有湿法消解（硝酸、硝酸-过氧化氢、硝酸-高氯酸、王水等）、干灰化法、微波消解法（高效、快速、污染小、易自动化）。
- 提取/浸提：对于特定项目（如土壤中有效态重金属、塑料中可迁移重金属）或形态分析，需采用特定溶剂（如酸、螯合剂）进行提取。
- 分离富集：当目标物浓度过低或基体干扰严重时，需要采用共沉淀、液液萃取、固相萃取（SPE）等技术进行预分离和富集。
- 形态分离：对于形态分析，常需联用高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）或毛细管电泳（CE）与元素检测器（如ICP-MS, AFS）。
仪器测定：根据待测元素、浓度范围、样品基体、设备条件和标准要求，选择合适的仪器（如上述AAS, ICP-OES, ICP-MS等）进行定量分析。

相关检测标准

重金属测定必须遵循严格的国家标准、行业标准或国际标准，以保证结果的可比性、准确性和法律效力。以下是一些广泛引用的标准示例：

中国国家标准（GB）：
- 食品安全：GB 5009系列标准（如GB 5009.11-2014 食品中总砷及无机砷的测定，GB 5009.12-2017 食品中铅的测定，GB 5009.15-2014 食品中镉的测定，GB 5009.17-2014 食品中总汞及有机汞的测定等）。
- 环境水质：GB/T 7475-1987 水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法，GB/T 5750.6-2006 生活饮用水标准检验方法金属指标等。
- 土壤/沉积物：GB/T 17138-1997 土壤质量铜、锌的测定火焰原子吸收分光光度法，GB/T 17141-1997 土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法等。
- 综合方法：GB/T 27417-2017 合格评定化学分析方法确认和验证指南（对方法验证提出要求）。
国际/国外常用标准：
- 美国环保局（EPA）方法：如EPA 200.7 (ICP-OES), EPA 200.8 (ICP-MS), EPA 245.1/7470A/7471B (Hg), EPA 7060A/7061A (As), EPA 7196A (Cr(VI))等。
- 国际标准化组织（ISO）：如ISO 11885 (ICP-OES), ISO 17294-2 (ICP-MS), ISO 5667-3 (水样保存)等。
- 美国材料与试验协会（ASTM）：如ASTM D1976 (ICP-OES), ASTM D5673 (ICP-MS)等。
- 美国食品药品监督管理局（FDA）方法、欧盟指令（如RoHS, REACH）相关测试方法等。