重金属检测方法汇总

2021年1月23日发(作者：夏娘娘)
重金属检测方法汇总

重金属检测方法及应用

一、重金属的危害特性



从环境污染方面所说的重金属，实际上 主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，
也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡 等。我们从自然性、毒性、活性和
持久性、
生物可分解性、
生物累积性，
对生 物体作用的加和性等几个方面对重金属的危害稍
作论述。

（一）自然性：

长期生活在自然环境中的人类，对于自然物质有较强的适应能力。有人分析了人体中
60
多
种常见元素的分布规律，
发现其中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
百分含量极为相似。
但是，
人类对人工合成的化学物质，
其耐受力则要小得多 。
所以区别污
染物的自然或人工属性，有助于估计它们对人类的危害程度。铅、镉、汞、砷等重 金属，是
由于工业活动的发展，引起在人类周围环境中的富集，通过大气、水、食品等进入人体，在人体某些器官内积累，造成慢性中毒，危害人体健康。

（二）毒性：

决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、
含量和存在形态。
例如铬有二价、
三价 和六
价三种形式，
其中六价铬的毒性很强，
而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。
在天然水
体中一般重金属产生毒性的范围大约在
1
～
10mg/L< br>之间，而汞，镉等产生毒性的范围在
0.01
～
0.001mg/L
之 间。

（三）时空分布性：



污染物进入环境后，随着水和空气的流动，
被稀释扩散，
可能造成点源到面源更大范围
的污染，而且在 不同空间的位置上，污染物的浓度和强度分布随着时间的变化而不同。

（四）活性和持久性：

活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。
活性 高的污染物质，
在环境中或在处理过程
中易发生化学反应，
毒性降低，
但也可 能生成比原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，
持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危
害性，
如重 金属铅、
镉等都具有毒性且在自然界难以降解，
并可产生生物蓄积，
长期威胁人
类的健康和生存。

（五）生物可分解性：

有些污染物能被生物所吸收、
利用并分解，
最后生成无害的稳定物质。
大多数有机物都有被
生物分解的可能 性，
而大多数重金属都不易被生物分解，
因此重金属污染一但发生，
治理更
难 ，危害更大。

（六）生物累积性：

生物累积性包括两个方面：
一 是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。
二是污
染物在人体某些器官组织中由于长 期摄入的累积。
如镉可在人体的肝、
肾等器官组织中蓄积，
造成各器官组织的损伤。< br>又如
1953
年至
1961
年，
发生在日本的水俣病事件，< br>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 生物放大作用，
当地居民食用后中
毒。

（七）对生物体作用的加和性：

多种污染物质同时存在，
对生物体相互作用 。
污染物对生物体的作用加和性有两类：
一类是
协同作用，
混合污染物使其对 环境的危害比污染物质的简单相加更为严重；
另一类是拮抗作
用，污染物共存时使危害互相削弱 。

二、重金属的定量检测技术

通常认可的重金属分析方法有：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采用电感耦合等离子质谱法（
ICP-MS
）分 析，但对国内
用户而言，仪器成本高。也有的采用Ｘ荧光光谱（
XRF
）分析，优点是 无损检测，可直接分
析成品，
但检测精度和重复性不如光谱法。
最新流行的检测方法< br>--
阳极溶出法，
检测速度快，
数值准确，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
年代创立的一种新型仪器分析方法，
它与主要用于无机元素定< br>性分析的原子发射光谱法相辅相成，已成为对无机化合物进行元素定量分析的主要手段。

原子吸收分析过程如下：
1
、将样品制成溶液（空白）
；
2
、制备 一系列已知浓度的分析元素
的校正溶液（标样）
；
3
、依次测出空白及标样的 相应值；
4
、依据上述相应值绘出校正曲线；
5
、测出未知样品的相应值；< br>6
、依据校正曲线及未知样品的相应值得出样品的浓度值。

现在由于计算机技 术、
化学计量学的发展和多种新型元器件的出现，
使原子吸收光谱仪的精
密度、
准确度和自动化程度大大提高。
用微处理机控制的原子吸收光谱仪，
简化了操作程序，
节约了分析时间。现在已研制出气相色谱—原子吸收光谱（
GC- AAS
）的联用仪器，进一步
拓展了原子吸收光谱法的应用领域。

（二）紫外可见分光光度法（
UV
）

其检测原理是：
重金 属与显色剂—通常为有机化合物，
可于重金属发生络合反应，
生成有色
分子团，溶液颜 色深浅与浓度成正比。在特定波长下，比色检测。

分光光度分析有两种，
一种是利用 物质本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。虽然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，
所以直接用于定量分 析的较少。
加入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，< br>这是目前应用最广泛的测试手段。
显色剂分为无机显色
剂和有机显色剂，
而以有 机显色剂使用较多。
大多当数有机显色剂本身为有色化合物，
与金
属离子反应生成的化 合物一般是稳定的螯合物。
显色反应的选择性和灵敏度都较高。
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。
近年来形成多元配合物的显色体系
受到关注。
多元配合物的指三个或三个以上组分形成的配合物。
利用多元配合物的形成可提
高分光 光度测定的灵敏度，
改善分析特性。
显色剂在前处理萃取和检测比色方面的选择和使
用 是近年来分光光度法的重要研究课题。

（三）原子荧光法（
AFS
）

原子荧光光谱法是通过测量待测元素 的原子蒸气在特定频率辐射能激以下所产生的荧光发
射强度，以此来测定待测元素含量的方法。

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
子吸收两种分析方法的优点，又克服了两种方法的不足。原子荧光光谱具有发射谱线简单，
灵敏度高于原子吸收光谱法，
线性范围较宽干扰少的特点，
能够进行多元素同时测定。
原子
荧光光谱仪可用于分析汞、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、饮用水等领域。在国标中，食品中砷、汞等元素的测定标准中已将原子荧光光谱法定为第一法。

气态自由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，
同时
发射出与原激发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。当原子化效率和荧光量子效率固定时，
原子荧光强度与试样浓度成正比。< br>
现已研制出可对多元素同时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 素同时实现原子化。