重金属检测办法及使用

一、重金属的损害特性

从环境污染方面所说的重金属，实际上首要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，也指具有必定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡等。咱们从天然性、毒性、活性和持久性、生物可分化性、生物累积性，对生物体效果的加和性等几个方面对重金属的损害稍作论说。

（一）天然性：

长时刻生活在天然环境中的人类，关于天然物质有较强的适应能力。有人剖析了人体中60多种常见元素的散布规则，发现其间绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为类似。可是，人类对人工合成的化学物质，其耐受力则要小得多。所以差异污染物的天然或人工特色，有助于估量它们对人类的损害程度。铅、镉、汞、砷等重金属，是因为工业活动的开展，引起在人类周围环境中的富集，经过大气、水、食物等进入人体，在人体某些器官内堆集，构成缓慢中毒，损害人体健康。

（二）毒性：

决议污染物毒性强弱的首要因素是其物质性质、含量和存在形状。例如铬有二价、三价和六价三种方式，其间六价铬的毒性很强，而三价铬是人体推陈出新的重要元素之一。在天然水体中一般重金属发生毒性的规模大约在1～10mg/L之间，而汞，镉等发生毒性的规模在0.01～0.001mg/L之间。

（三）时空散布性：

污染物进入环境后，跟着水和空气的活动，被稀释分散，或许构成点源到面源更大规模的污染，并且在不同空间的方位上，污染物的浓度和强度散布跟着时刻的改变而不同。

（四）活性和持久性：

活性和持久性标明污染物在环境中的安稳程度。活性高的污染物质，在环境中或在处理进程中易发生化学反响，毒性下降，但也或许生成比本来毒性更强的污染物，构成二次污染。如汞可转化成甲基汞，毒性很强。与活性相反，持久性则表明有些污染物质能长时刻地坚持其损害性，如重金属铅、镉等都具有毒性且在天然界难以降解，并可发生生物积蓄，长时刻要挟人类的健康和生计。

（五）生物可分化性：

有些污染物能被生物所吸收、运用并分化，最终生成无害的安稳物质。大多数有机物都有被生物分化的或许性，而大多数重金属都不易被生物分化，因而重金属污染一但发生，管理更难，损害更大。

（六）生物累积性：

生物累积性包含两个方面：一是污染物在环境中经过食物链和化学物理效果而累积。二是污染物在人体某些器官安排中因为长时刻摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官安排中积蓄，构成各器官安排的损害。又如1953年至1961年，发生在日本的水俣病事情，无机汞在海水中转化成甲基汞，被鱼类、贝类摄入累积，经过食物链的生物扩大效果，当地居民食用后中毒。

（七）对生物体效果的加和性：

多种污染物质一起存在，对生物体相互效果。污染物对生物体的效果加和性有两类：一类是协同效果，混合污染物使其对环境的损害比污染物质的简略相加更为严重；另一类是拮抗效果，污染物共存时使损害相互削弱。

二、重金属的定量检测技能

一般认可的重金属剖析办法有：紫外可分光光度法（UV）、原子吸收法（AAS）、原子荧光法（AFS）、电感耦合等离子体法（ICP）、X荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）。日本和欧盟国家有的选用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）剖析，但对国内用户而言，仪器本钱高。也有的选用X荧光光谱（XRF）剖析，长处是无损检测，可直接剖析制品，但检测精度和重复性不如光谱法。最新盛行的检测办法–阳极溶出法，检测速度快，数值精确，可用于现场等环境应急检测。

（一）原子吸收光谱法（AAS）

原子吸收光谱法是20世纪50年代创建的一种新式仪器剖析办法，它与首要用于无机元素定性剖析的原子发射光谱法相得益彰，已成为对无机化合物进行元素定量剖析的首要手法。
原子吸收剖析进程如下：1、将样品制成溶液（空白）；2、制备一系列已知浓度的剖析元素的校对溶液（标样）；3、顺次测出空白及标样的相应值；4、根据上述相应值绘出校对曲线；5、测出不知道样品的相应值；6、根据校对曲线及不知道样品的相应值得出样品的浓度值。

现在因为计算机技能、化学计量学的开展和多种新式元器件的呈现，使原子吸收光谱仪的精密度、精确度和自动化程度大大进步。用微处理机操控的原子吸收光谱仪，简化了操作程序，节省了剖析时刻。现在已研发出气相色谱—原子吸收光谱（GC-AAS）的联用仪器，进一步拓宽了原子吸收光谱法的运用范畴。

（二）紫外可见分光光度法（UV）

其检测原理是：重金属与显色剂—一般为有机化合物，可于重金属发生络合反响，生成有色分子团，溶液色彩深浅与浓度成正比。在特定波长下，比色检测。

分光光度剖析有两种，一种是运用物质自身对紫外及可见光的吸收进行测定；另一种是生成有色化合物，即“显色”，然后测定。尽管不少无机离子在紫外和可见光区有吸收，但因一般强度较弱，所以直接用于定量剖析的较少。参加显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定，这是现在运用最广泛的测验手法。显色剂分为无机显色剂和有机显色剂，而以有机显色剂运用较多。大多当数有机显色剂自身为有色化合物，与金属离子反响生成的化合物一般是安稳的螯合物。显色反响的挑选性和灵敏度都较高。有些有色螯合物易溶于有机溶剂，可进行萃取浸提后比色检测。近年来构成多元合作物的显色体系遭到重视。多元合作物的指三个或三个以上组分构成的合作物。运用多元合作物的构成可进步分光光度测定的灵敏度，改进剖析特性。显色剂在前处理萃取和检测比色方面的挑选和运用是近年来分光光度法的重要研究课题。

（三）原子荧光法（AFS）

原子荧光光谱法是经过丈量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激以下所发生的荧光发射强度，以此来测定待测元素含量的办法。

原子荧光光谱法虽是一种发射光谱法，但它和原子吸收光谱法密切相关，兼有原子发射和原子吸收两种剖析办法的长处，又克服了两种办法的缺乏。原子荧光光谱具有发射谱线简略，灵敏度高于原子吸收光谱法，线性规模较宽搅扰少的特色，可以进行多元素一起测定。原子荧光光谱仪可用于剖析汞、砷、锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉锌等11种元素。现已广泛用环境监测、医药、地质、农业、饮用水等范畴。在国标中，食物中砷、汞等元素的测定规范中已将原子荧光光谱法定为榜首法。

气态自在原子吸收特征波长辐射后，原子的外层电子从基态或低能态会跃迁到高能态，一起发射出与原激起波长相同或不同的能量辐射，即原子荧光。原子荧光的发射强度If与原子化器中单位体积中该元素的基态原子数N成正比。当原子化功率和荧光量子功率固守时，原子荧光强度与试样浓度成正比。

现已研发出可对多元素一起测定的原子荧光光谱仪，它以多个高强度空心阴极灯为光源，以具有很高温度的电感耦合等离子体（ICP）作为原子化器，可使多种元素一起完成原子化。多元素剖析体系以ICP原子化器为中心，在周围装置多个检测单元，与空心阴极灯一一成直角对应，发生的荧光用光电倍增管检测。光电转化后的电信号经扩大后，由计算机处理就取得各元素剖析成果。