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鎵、鈾、釩、磷、鉻、鎘、鉛、銅、鈷、鎳、鋅檢測

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發(fā)布時間：2025-07-31 14:57:02 更新時間：2025-07-30 14:57:02

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

多元素聯合檢測：鎵、鈾、釩、磷、鉻、鎘、鉛、銅、鈷、鎳、鋅的關鍵技術與應用

在環(huán)境監(jiān)測、地質勘探、工業(yè)生產質量控制、食品安全及生物醫(yī)學研究等諸多領域，對多種金屬及非金屬元素的精確、快速檢測具有至關重要的意義。鎵(Ga)、鈾(U)、釩(V)、磷(P)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、銅(Cu)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋅(Zn)這組元素涵蓋了從戰(zhàn)略資源（如鈾、鎵）、工業(yè)必需金屬（如鉻、鎳、銅、鋅、鈷、釩），到生命必需元素（如磷、鋅、銅），再到具有顯著環(huán)境和健康風險的有毒重金屬（如鎘、鉛）。對這些元素進行同步或選擇性檢測，能夠全面評估樣品的元素組成、污染狀況、資源價值或營養(yǎng)/毒性水平，為科學決策、環(huán)境保護、資源利用和公共健康安全提供關鍵的數據支撐。

主要檢測項目

本次檢測的核心目標元素包括： 鎵(Ga)：半導體、LED關鍵材料； 鈾(U)：核工業(yè)原料，具有放射性和化學毒性； 釩(V)：合金添加劑，環(huán)境污染物； 磷(P)：生命必需元素，水體富營養(yǎng)化指標； 鉻(Cr)：尤其關注有毒的六價鉻(Cr(VI))； 鎘(Cd)：劇毒重金屬，易在生物體內富集； 鉛(Pb)：神經毒素，廣泛污染的常見重金屬； 銅(Cu)：必需微量元素，過量則有毒； 鈷(Co)：維生素B12組分，工業(yè)合金元素； 鎳(Ni)：廣泛應用的金屬，部分化合物致癌； 鋅(Zn)：必需微量元素，參與多種生理過程。

核心檢測儀器

針對上述元素的痕量、微量及常量分析，常用且高效的儀器包括： 電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)：絕對主力。具有極低的檢出限（可達ppt或亞ppt級）、寬的動態(tài)線性范圍、多元素同時分析能力，特別適用于痕量鈾、鎘、鉛及多種金屬元素的精準定量分析。是環(huán)境、生物樣品中超痕量重金屬檢測的金標準。 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES/ICP-AES)：適用于較高濃度（ppm級）的多元素同時快速分析，對磷、鉻、鋅、銅、鎳、鈷、釩等元素具有良好性能，運行成本相對ICP-MS較低。 原子吸收光譜儀(AAS)：包括火焰原子吸收(FAAS)和石墨爐原子吸收(GFAAS)。GFAAS對鎘、鉛等元素具有極佳的靈敏度（可達ppb級），操作相對簡便，是實驗室常規(guī)檢測的重要工具。FAAS適用于常量元素如銅、鋅、鎳的測定。 X射線熒光光譜儀(XRF)：特別適用于固體樣品（土壤、礦石、合金、塑料等）的無損、快速半定量或定量篩查分析?？赏瑫r檢測多種元素，尤其在地質、冶金、RoHS檢測等領域應用廣泛。對鎘、鉛、鉻等限制元素篩查效率高。 分光光度計/紫外可見分光光度計(UV-Vis)：常用于特定元素或形態(tài)（如六價鉻、總磷）的測定，通過顯色反應進行比色分析。方法成熟，設備普及率高，但通常為單元素或少數元素分析。

關鍵檢測方法

具體的分析方法取決于目標元素、樣品基質、濃度范圍、精度要求及可用設備： 樣品前處理： 這是準確測定的前提。常用方法包括：

酸消解：采用HNO3、HCl、HF、H2O2等混合酸體系，通過電熱板、微波消解儀或高壓罐進行，將樣品中的目標元素完全溶解進入溶液。微波消解效率高、用酸少、空白低、重現性好，是處理復雜基質（如土壤、生物組織）的首選。
堿熔融：適用于難溶樣品（如含硅高的地質樣品），但引入大量鹽分，可能干擾后續(xù)測定。
萃取/富集：對于超痕量元素（如海水中的鈾、鎘）或特定形態(tài)（如Cr(VI)），常采用固相萃取(SPE)、液液萃取、共沉淀等方法進行分離富集，降低基體干擾，提高靈敏度。

儀器分析：

ICP-MS法：直接測定消解液中多元素濃度。需注意質譜干擾（如氧化物、雙電荷離子），可通過碰撞/反應池技術或高分辨質譜克服。鈾的檢測需考慮其放射性，并可能需分離基體。
ICP-OES法：選擇合適的分析譜線，避免光譜干擾。
AAS法：優(yōu)化儀器參數（波長、燈電流、狹縫、氣體流量）、使用背景校正技術（如氘燈、塞曼）克服基體干擾。GFAAS需優(yōu)化灰化和原子化溫度程序。
XRF法：需建立或選用合適基體的標準曲線/基本參數法(FP)進行定量。薄膜樣品法常用于液體樣品。
分光光度法：如二苯碳酰二肼法測六價鉻，鉬銻抗分光光度法測總磷等，需嚴格控制反應條件和顯色時間。

遵循的檢測標準

為確保檢測結果的準確性、可比性和法律效力，檢測過程必須嚴格遵循國內外權威標準方法：

中國國家標準(GB)：
- GB/T 5750.6 生活飲用水標準檢驗方法金屬指標 (涵蓋Pb, Cd, Cr, Cu, Zn等)
- GB 5009系列食品安全國家標準 (如GB 5009.12 鉛測定， GB 5009.15 鎘測定， GB 5009.268 多元素測定 (ICP-MS/ICP-OES法))
- GB/T 17138/17139/17141 土壤質量重金屬(如Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Cr)測定
- GB/T 11848 鈾礦石濃縮物分析方法
- GB/T 14506 硅酸鹽巖石化學分析方法 (含多種元素)
環(huán)境保護行業(yè)標準(HJ)：
- HJ 700 水質 65種元素的測定電感耦合等離子體質譜法
- HJ 776 水質 32種元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法
- HJ 491 土壤和沉積物銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測定火焰原子吸收分光光度法
- HJ 766 固體廢物金屬元素的測定電感耦合等離子體質譜法
美國環(huán)境保護署(EPA)方法：
- EPA 200.8: ICP-MS法測定水、組織、土壤等中的痕量元素
- EPA 6020B: ICP-MS法測定固體廢物中元素
- EPA 6010D: ICP-OES法測定水、固體廢物中元素
- EPA 7000B: AAS法(尤其是GFAAS)測定多種元素
- EPA 7196A: 六價鉻的分光光度法測定
- EPA 3050B/3051A/3052: 土壤、沉積物、污泥等的酸消解方法
國際標準化組織(ISO)、美國材料與試驗協會(ASTM)等也有大量相關元素檢測的標準方法。