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铅、汞、镉、六价铬、砷检测

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发布时间：2025-07-01 17:31:50 更新时间：2025-06-30 17:31:50

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

引言

重金属污染是当代环境与健康领域的重大挑战，铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、六价铬（Cr(VI)）和砷（As）等元素因其高毒性、生物积累性和持久性，已成为全球关注的焦点。这些有害物质广泛存在于工业废水、大气排放、土壤沉积、食品链（如鱼虾、大米和饮用水）以及电子产品（如电池和涂料）中，长期暴露可导致人体严重的健康风险。例如，铅会损害神经系统和认知发育，汞可引发肾损伤和神经毒性，镉与骨质疏松和癌症相关，六价铬具有致癌性和致突变性，而砷则与皮肤病变和内脏癌变密切相关。因此，对这些元素的精确检测不仅关乎环境保护法规的执行，更是保障公共健康、食品安全和消费品安全的基石。随着工业化和城市化加速，检测技术的进步已成为预防和控制重金属污染的关键手段。本文将从检测项目、检测仪器、检测方法和检测标准四个方面，系统阐述铅、汞、镉、六价铬、砷的检测体系，以期为相关领域提供实用参考。

检测项目

检测项目主要针对铅、汞、镉、六价铬和砷五种重金属元素，它们各有独特的化学特性和危害性。铅（Pb）的检测项目包括总铅和可溶性铅，应用于空气、水体和食品中，以评估其对儿童发育和成人神经系统的风险；汞（Hg）检测区分无机汞和有机汞（如甲基汞），重点在鱼虾类食品和环境水样中监测，因其高度生物累积性可能导致 Minamata 病等灾难；镉（Cd）的检测项目涵盖土壤、大米和烟草中的残留量，关注其诱发骨质疏松和肾损伤的阈值；六价铬（Cr(VI)）作为强氧化剂，检测项目聚焦在工业废水、皮革制品和饮用水中的浓度，防止其致癌效应；砷（As）检测则包括无机砷和有机砷形式，常见于饮用水和谷物中，以管控其引发皮肤癌的风险。这些项目的核心目标是量化元素浓度，确保符合安全限值，为风险评估和污染治理提供数据支持。

检测仪器

检测仪器是重金属定量分析的核心工具，现代技术提供高灵敏度、高精度的解决方案。原子吸收光谱仪（AAS）是最常用的仪器之一，适用于铅和镉的检测，通过元素特征吸收光谱实现 ppm 级精度；电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）则用于痕量汞和砷的分析，能检测 ppb 甚至更低浓度，并同时进行多元素测定；X射线荧光光谱仪（XRF）常用于现场快速筛查六价铬和铅，适用于土壤和电子产品无损检测；此外，原子荧光光谱仪（AFS）专用于汞的冷蒸汽法检测，灵敏度高；高效液相色谱-质谱联用仪（HPLC-MS）则用于区分砷的有机形态。这些仪器需定期校准和维护，以确保数据可靠性，例如在实验室环境中配备冷却系统和自动进样器，以消除干扰因素。

检测方法

检测方法依据元素特性和样本类型多样化，主要包括光谱法、色谱法和化学法。原子吸收光谱法（AAS）是铅和镉的经典方法，通过火焰或石墨炉原子化样本进行定量；六价铬常用比色法（如二苯碳酰二肼法），利用显色反应在紫外-可见分光光度计上测定；汞的检测采用冷原子吸收法或原子荧光法，通过还原为气态汞进行高灵敏分析；砷的检测则依赖氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）或电感耦合等离子体法（ICP），以分离和量化不同价态；对于复杂矩阵如食品或废水，样品前处理是关键步骤，包括酸消解（用硝酸和过氧化氢）、溶剂萃取或微波辅助消解，以去除有机干扰。所有方法需严格遵循标准操作规程，确保重复性和准确性，例如使用空白对照和标准曲线验证。

检测标准

检测标准确保全球统一性和可比性，国际和国家标准组织制定了严格的规范。国际标准如 ISO 17294-2（水质-电感耦合等离子体质谱法）适用于铅、汞、镉和砷的多元素检测；ISO 11885 则覆盖六价铬的测定方法。中国国家标准 GB 2762-2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定了铅、汞、镉和砷在食品中的最大残留限值；GB/T 5750-2023《生活饮用水标准检验方法》针对饮用水中的六价铬和砷提供详细检测流程。美国环保署（EPA）标准如 EPA 6010D（ICP-OES法）和 EPA 7473（汞的冷蒸汽法）广泛用于环境样本；此外，欧盟 RoHS 指令对电子产品中的铅、汞、镉和六价铬设定了限值。这些标准强调质量控制，包括使用认证参考物质（CRM）、定期实验室比对和不确定度评估，以保障检测结果的权威性。