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砷、鎘、鉻、銅、鎳、鉛和鋅檢測

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發(fā)布時間：2025-07-30 14:40:06 更新時間：2025-07-29 14:40:06

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

引言

砷、鎘、鉻、銅、鎳、鉛和鋅檢測是環(huán)境科學、食品安全、工業(yè)生產(chǎn)和公共衛(wèi)生領域的核心分析任務，這些重金屬元素廣泛存在于土壤、水體、食品和工業(yè)廢棄物中。砷（As）作為劇毒元素，具有致癌和致突變性，常見于地下水污染；鎘（Cd）則通過食物鏈累積，引發(fā)肝腎損傷和“痛痛病”；鉻（Cr）的六價形式被國際癌癥研究機構（IARC）列為致癌物，威脅人類健康；銅（Cu）和鋅（Zn）雖是人體必需微量元素，但過量攝入會導致金屬中毒；鎳（Ni）則與皮膚過敏和肺癌相關；鉛（Pb）則是典型的神經(jīng)毒素，尤其對兒童發(fā)育造成不可逆危害。隨著全球污染加劇和法規(guī)趨嚴，對這些元素的準確檢測變得至關重要，以保障生態(tài)系統(tǒng)平衡、人類健康及產(chǎn)品合規(guī)性。例如，在食品加工中，超標的重金屬會引發(fā)食品安全事故；在環(huán)境監(jiān)測中，需實時評估廢水排放的污染風險。因此，開發(fā)高效檢測方案成為研究熱點，涉及多學科交叉技術，確保檢測結(jié)果的準確性、靈敏度和實時性。

檢測項目

檢測項目主要涵蓋砷、鎘、鉻、銅、鎳、鉛和鋅這七種重金屬元素的定量分析。砷（As）項目通常關注其無機形態(tài)（如亞砷酸鹽和砷酸鹽），因有機砷毒性較低；目標濃度范圍常在μg/L級別，用于飲用水和土壤風險評估。鎘（Cd）項目側(cè)重于環(huán)境和食品樣品，如大米和蔬菜，檢測限需低于0.1 mg/kg以避免累積毒性。鉻（Cr）項目區(qū)分三價（相對安全）和六價（高度毒性）形態(tài)，常見于皮革工業(yè)和電鍍廢液監(jiān)測。銅（Cu）項目在食品和工業(yè)中應用廣泛，如評估飲用水管道腐蝕風險，濃度閾值常設0.1-2 mg/L。鎳（Ni）項目重點關注職業(yè)暴露（如電池制造）和日用品（如首飾）的安全性。鉛（Pb）項目是兒童玩具和油漆檢測的核心，濃度需低于10 μg/L以預防發(fā)育問題。鋅（Zn）項目雖為必需元素，但需監(jiān)控工業(yè)排放以防富集污染?？傮w而言，這些項目依據(jù)樣品類型（如水質(zhì)、食品或土壤）設定具體檢測參數(shù)，確保全面覆蓋健康和環(huán)境風險。

檢測儀器

重金屬檢測的常用儀器包括原子吸收光譜儀（AAS）、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）和紫外可見分光光度計（UV-Vis）。原子吸收光譜儀（AAS）適用于砷、鎘、鉛等元素的低成本檢測，其火焰或石墨爐模式可達到μg/L級別靈敏度；例如，火焰AAS用于銅和鋅的快速篩查，石墨爐AAS則處理低濃度鉛樣品。ICP-MS作為高靈敏儀器，能同時分析多元素（如鎳和鉻），檢測限低至ng/L，適合復雜基質(zhì)如土壤和生物樣品；它結(jié)合質(zhì)譜技術提供精確定量數(shù)據(jù)。ICP-OES用于高含量元素（如鉻和鋅）的批量分析，操作簡便但靈敏度略低。紫外可見分光光度計常用于砷和鉻的比色法檢測，通過化學反應生成有色絡合物進行測量。此外，輔助設備如微波消解器用于樣品前處理，確保元素釋放；便攜式X射線熒光儀（XRF）則用于現(xiàn)場快速篩查。這些儀器的選擇取決于樣品類型、預算和精度要求，需定期校準以保障可靠性。

檢測方法

檢測方法主要包括光譜法、電化學法、色譜法和比色法，其中光譜法應用最廣。原子吸收光譜法（AAS）用于砷、鎘和鉛的檢測，通過原子化樣品后測量光吸收強度；例如，石墨爐AAS法適用于低濃度鎘，靈敏度達0.01 μg/L。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）是多元素同時檢測的首選，如鎳、鉻和鋅的測定，方法基于離子化后的質(zhì)荷比分析，誤差小于5%。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）用于銅和鋅的高通量分析，測量元素特征發(fā)射線強度。電化學方法如陽極溶出伏安法（ASV）適用于鉛和銅的現(xiàn)場檢測，通過電沉積過程實現(xiàn)快速響應。比色法（如二乙基二硫代氨基甲酸銀法測砷）則簡單經(jīng)濟，但需化學試劑衍生。此外，高效液相色譜法（HPLC）結(jié)合光譜儀用于鉻形態(tài)分析。所有方法均需樣品前處理，如酸消解或萃取，以去除基質(zhì)干擾。優(yōu)化后，這些方法能實現(xiàn)高精度（RSD<3%）和寬線性范圍，確保檢測效率。

檢測標準

檢測標準遵循國際和國家強制性規(guī)范，確保結(jié)果可比性和合規(guī)性。主要標準包括國際標準化組織（ISO）、美國環(huán)境保護署（EPA）和中國國家標準（GB）。例如，ISO 17294-2規(guī)定水質(zhì)中砷、鎘、鉛等元素的ICP-MS檢測方法，檢測限要求為0.1-5 μg/L。EPA標準如EPA 6020B針對ICP-MS多元素分析，適用于土壤和廢棄物；EPA 200.8則用于飲用水檢測。中國GB標準中，GB 5009.268-2016涵蓋食品中砷、鎘、鎳等的原子吸收法；GB 3838-2002規(guī)定地表水重金屬限值，如鉛不得超0.01 mg/L。其他標準包括歐盟EN 14671（鎳釋放測試）和日本JIS K 0102（工業(yè)廢水鉻檢測）。這些標準嚴格要求質(zhì)量控制，如使用標準參考物質(zhì)（NIST）進行校準、空白樣對比和重復實驗，以確保結(jié)果可追溯。違反標準可能導致法律處罰，因此實驗室需定期審計和認證（如ISO/IEC 17025）。