城區(qū)土壤重金屬檢測(cè)方法匯總.

1、隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速開(kāi)展和城市人口的不斷增加，人類活動(dòng)對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。對(duì)城市土壤地質(zhì)環(huán)境異常的查證，以及如何應(yīng)用查證獲得的海量數(shù)據(jù)資料開(kāi)展城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，研究人類活動(dòng)影響下城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文針對(duì)城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境中重金屬的檢測(cè)方法作了精心的匯總，希望能對(duì)您有所幫助現(xiàn)對(duì)某進(jìn)行調(diào)查。重金屬檢測(cè)方法匯總1一、方法概要本方法總那么表達(dá)于各種不同基質(zhì)中的重金屬待測(cè)物分析檢測(cè)之一般通那么。本總那么對(duì)整體分析程序中的采樣與保存、樣品消化或制備、及特定重金屬成份的分析步驟等分別予以表達(dá)。分析員需依據(jù)本總那么中的各項(xiàng)步驟、及由待測(cè)樣品所得到的資訊，組合成一個(gè)適用

2、的完整分析方法。本總那么中表達(dá)分析方法的一般選擇原那么、各分析方法的根本背景資料、及選擇一整體的分析方法時(shí)，必須考慮的重點(diǎn)事項(xiàng)。重金屬檢測(cè)之相關(guān)名詞定義如下：一最正確濃度范圍( Optimum concentration range )：以上、下限表示的濃度范圍。低于下限濃度時(shí)，需將顯示器的尺度放大而予降低，使范圍向下延伸；高于上限濃度時(shí)，需作線性校正。此濃度范圍隨儀器的靈敏度及所使用的操作條件不同而異。二靈敏度( Sensitivity )1. 原子吸收光譜法( Atomic Absorption, AA )：以能產(chǎn)生1 %吸光度之每公升溶液中所含金屬的毫克數(shù)表示之。2. 感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)

3、射光譜法( Inductively Coupled Plasma, ICP )：以發(fā)射光的強(qiáng)度與濃度的函數(shù)關(guān)系，所建立的檢量線之斜率表示之。三方法偵測(cè)極限( Method detection limit, MDL )：于99 % 可信度，物質(zhì)可被偵測(cè)并報(bào)告之大于0的最低濃度。方法偵測(cè)極限系將內(nèi)含待測(cè)物的某特定基質(zhì)的樣品，經(jīng)過(guò)樣品制備的前處理步驟后，進(jìn)行分析而得者。四總可回收金屬( Total recoverable metals )：將未過(guò)濾的樣品，以熱的稀無(wú)機(jī)酸處理后，經(jīng)分析所得之金屬濃度。五溶解金屬( Dissolved metals )：將樣品以0.45m 濾膜過(guò)濾后，經(jīng)分析所得之金屬濃

4、度。六懸浮金屬( Suspended metals )：樣品以0.45m 濾膜過(guò)濾后，滯留在濾膜上，經(jīng)分析所得之金屬濃度。七總金屬( Total metals )：樣品依水溶液及萃取液中總金屬之酸消化法、水溶液及萃取液之微波消化法、水溶液及萃液中總金屬之酸消化法、油脂狀樣品之酸消化法、污泥、油泥及沉積物之微波消化法、及土質(zhì)及生物體之微波消化法消化后，經(jīng)分析所得之金屬濃度。八儀器偵測(cè)極限( Instrument detection limit, IDL )：于金屬待測(cè)物的測(cè)定波長(zhǎng)，以試劑水重覆測(cè)定7次所得訊號(hào)的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差之訊號(hào)值，所相當(dāng)?shù)拇郎y(cè)物濃度。九干擾檢查樣品( Interference

5、check sample, ICS )：含有濃度之干擾物及金屬待測(cè)物的溶液，可用來(lái)檢查背景及元素間干擾的校正因子。十最初校正確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)品( Initial calibration verification (ICV) standard )：用來(lái)檢查起始校正曲線準(zhǔn)確度之已確認(rèn)或獨(dú)立配制之溶液。執(zhí)行感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜法分析時(shí)，需針對(duì)分析時(shí)所使用的每一波長(zhǎng)進(jìn)行最初校正確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)品分析。十一持續(xù)校正確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)品( Continuing calibration verification, CCV )：用來(lái)確認(rèn)分析過(guò)程中的校正準(zhǔn)確度。需針對(duì)分析方法中的每一待測(cè)物進(jìn)行此校正。至少，必須于樣品分析之前和樣品分

6、析完成后，各分析一次持續(xù)校正確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)品，其濃度需為檢量線中點(diǎn)濃度或接近中點(diǎn)的濃度。十二校正標(biāo)準(zhǔn)品( Calibration standard )：一系列濃度的待測(cè)物標(biāo)準(zhǔn)溶液，用來(lái)校正儀器(即制備檢量線)。十三線性范圍( Linear dynamic range )：檢量線呈線性的濃度范圍。十四方法空白( Method blank )：試劑水經(jīng)由與樣品相同制備程序者。十五校正空白( Calibration blank )：試劑水中添加與標(biāo)準(zhǔn)品和樣品相同種類與數(shù)量之酸液者。十六實(shí)驗(yàn)室品管標(biāo)準(zhǔn)品( Laboratory control standard )：于試劑水中添加濃度的金屬待測(cè)物，并經(jīng)過(guò)與樣

7、品相同的制備與分析的步驟者。此系用來(lái)檢查樣品漏失/回收率值。十七標(biāo)準(zhǔn)添加法( Method of standard addition, MSA )：標(biāo)準(zhǔn)添加法系針對(duì)未知樣品，及于未知樣品中添加數(shù)個(gè)但不同量之標(biāo)準(zhǔn)品，分別進(jìn)行分析。參見(jiàn)原子吸收光譜法( NIEA M101.00T )之品質(zhì)管制七節(jié)的說(shuō)明。十八樣品有效期限( Sample holding time )：于指定的保存和儲(chǔ)存條件下，樣品采集后至樣品分析前的有效期間。二、適用范圍本總那么表達(dá)各種不同基質(zhì)樣品之消化、處理及測(cè)試之方法，以提供重金屬檢測(cè)的參考依據(jù)。詳細(xì)之處理步驟參考各特定的檢測(cè)方法。三、干擾執(zhí)行微量金屬檢測(cè)時(shí)，容器會(huì)導(dǎo)入正或負(fù)

8、的偏差。經(jīng)由容器介面的滲出或溶離產(chǎn)生的污染，將造成正誤差；另亦可能因吸附現(xiàn)象而降低待測(cè)物的濃度，而造成負(fù)誤差。因此對(duì)樣品采集和前處理步驟需特別注意。下述之清洗程序，足以降低因容器所導(dǎo)入的污染，不管是硼硅玻璃，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，或鐵氟龍等材質(zhì)容器皆同，先以清潔劑清洗，接著以自來(lái)水洗滌，接著以1:1硝酸淋洗，再以自來(lái)水沖洗，接著以1:1鹽酸清洗，再以自來(lái)水沖洗，最后以試劑水洗凈。(注1)四、設(shè)備一樣品消化制備之設(shè)備：參見(jiàn)各特定檢測(cè)方法中有關(guān)需用設(shè)備之規(guī)定。二原子吸收光譜儀：詳見(jiàn)原子吸收光譜法設(shè)備之規(guī)定。三感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜儀：詳見(jiàn)感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜法通那么NIEA M10

9、4.00T設(shè)備之規(guī)定。四分光光度計(jì)或其他類似之儀器：詳見(jiàn)各特定檢測(cè)方法中有關(guān)需用設(shè)備之規(guī)定。五、試劑一參見(jiàn)各特定檢測(cè)方法中有關(guān)需用試劑的表達(dá)。二試劑水：為防止蒸餾器或滲透膜污染，通常由自來(lái)水先經(jīng)過(guò)初濾及去離子樹(shù)脂處理，再經(jīng)全套玻璃蒸餾器處理或逆滲透膜處理。試劑水之規(guī)格詳如注2。各方法中所使用的試劑之毒性或致癌性尚未確認(rèn)，但每一種化合物皆應(yīng)被視為具有潛在健康危害性，因此，盡可能將暴露在各化合物的時(shí)機(jī)降至最低，實(shí)驗(yàn)室需將各方法中所使用的化合物，依勞工平安衛(wèi)生及作業(yè)場(chǎng)所相關(guān)規(guī)定建立平安處理標(biāo)準(zhǔn)檔案，供分析員使用，并提供物質(zhì)平安資料表給每一相關(guān)的分析人員參考。有關(guān)實(shí)驗(yàn)室平安的其他參考資料，請(qǐng)參見(jiàn)參考資

10、料(二)至(五)。六、采樣與保存一采樣方法參考飲用水水質(zhì)采樣方法自來(lái)水系統(tǒng)采樣NIEA W、地下水采樣方法NIEA W103.50B、事業(yè)廢棄物采樣方法NIEA R118.00B。二樣品保存方式詳見(jiàn)各特定檢測(cè)方法中表達(dá)，樣品有效期限、消化體積和建議的采樣體積列在表中。七、步驟一樣品消化制備重金屬樣品消化或制備的檢測(cè)方法表達(dá)如下：注31.水中總可回收及溶解金屬之酸消化法：使用火焰式原子吸收光譜儀( Direct-aspiration or Flame atomic absorption spectrometry, FLAA )、感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜儀( Inductively coupled

11、 argon plasma atomic emission spectrometry, ICP-AES )或感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜儀( Inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS )，進(jìn)行地下水及地面水樣品中總可回收及溶解金屬之檢測(cè)。需將未過(guò)濾或已過(guò)濾的樣品，于稀鹽酸和硝酸中先行加熱處理后，再進(jìn)行金屬檢測(cè)。2.水溶液及萃取液中總金屬之酸消化法：使用FLAA、ICP-AES或ICP-MS，進(jìn)行樣品中總金屬之檢測(cè)。需將樣品于硝酸中劇烈消化，再以鹽酸稀釋之。本方法適用于水溶液、廢棄物萃取程序萃取液及移動(dòng)程序萃取液的樣品處理。3.水溶液及萃取液之

12、微波消化法：使用FLAA、石墨爐式原子吸收光譜法( Graphite-furnace atomic absorption spectrometry, GFAA )、ICP-AES或ICP-MS，進(jìn)行水溶液樣品、移動(dòng)程序萃取液、含懸浮固體廢棄物樣品中總金屬之檢測(cè)。將硝酸或混酸參加于已盛裝樣品的鐵氟龍或其他適當(dāng)材質(zhì)消化容器中，置入微波消化設(shè)備中進(jìn)行加熱消化后，再進(jìn)行金屬檢測(cè)。4.水溶液及萃液中總金屬之酸消化法：使用GFAA或ICP-MS，進(jìn)行樣品中總金屬之檢測(cè)。需將樣品于硝酸中劇烈消化，再以硝酸稀釋之。本方法適用于水溶液樣品、廢棄物萃取程序萃取液及移動(dòng)程序萃取液的檢測(cè)。5.油脂狀樣品之酸消化法：使

13、用FLAA、ICP-AES，進(jìn)行廢油、油狀污泥、煤焦油、蠟、涂料、涂料污泥、及其他黏滯性的石油產(chǎn)物之檢測(cè)。需將樣品于硝酸、硫酸、鹽酸及高錳酸鉀中劇烈消化，再進(jìn)行檢測(cè)。6.油蠟樣品之溶解法：使用FLAA、GFAA、ICP-AES，進(jìn)行油狀樣品中溶解金屬之檢測(cè)。樣品需先以有機(jī)溶劑溶解并稀釋后，再進(jìn)行分析。本方法適用于油狀廢棄物經(jīng)萃取程序萃取后的有機(jī)萃取液及其他含高量油、油脂或蠟之樣品的檢測(cè)。7.污泥及沉積物之酸消化法：使用FLAA、ICP-AES或ICP-MS，進(jìn)行樣品中總金屬之檢測(cè)。需將樣品于硝酸及過(guò)氧化氫中劇烈消化，再以硝酸或鹽酸稀釋之。本方法適用于土壤、污泥和固體廢棄物樣品的檢測(cè)。( NIE

14、A R )8.污泥、油泥及沉積物之微波消化法：使用FLAA、GFAA、ICP-AES或ICP-MS，進(jìn)行污泥、沈積物、土壤、和油狀物中總金屬的檢測(cè)。將硝酸參加于已盛裝具代表性樣品的鐵氟龍或其他適當(dāng)材質(zhì)消化容器中，置入微波消化設(shè)備中進(jìn)行加熱消化后，再進(jìn)行金屬檢測(cè)。9.土壤及生物體之微波消化法：使用FLAA、CVAA、GFAA、ICP-AES及ICP-MS，進(jìn)行含硅酸鹽及有機(jī)基質(zhì)的樣品的檢測(cè)，如：灰燼、生物體組織、油狀物、油污染的土壤、沈積物、污泥及土壤。將硝酸和氫氟酸參加于已盛裝具代表性樣品的鐵氟龍消化容器中，置入微波消化設(shè)備中進(jìn)行加熱消化后，再進(jìn)行金屬檢測(cè)。( NIEA S331.60B )1

15、0.土壤中六價(jià)鉻之鹼消化法：使用比色法來(lái)進(jìn)行土壤中水溶性及非水溶性之六價(jià)鉻化合物的檢測(cè)。將樣品在控制pH下，以碳酸鈉和氫氧化鈉進(jìn)行加熱消化，再以二苯基二氨比色法測(cè)定六價(jià)鉻。11.煤灰含飛灰、底灰及爐渣之鹼熔前處理：使用FLAA、CVAA、GFAA、ICP-AES及ICP-MS，進(jìn)行含硅酸鹽、微溶性磷酸鹽、硫酸鹽等難溶性化合物樣品的檢測(cè)。在適當(dāng)材質(zhì)之坩鍋內(nèi)，將適當(dāng)?shù)拇罅恐蹌┤鏝a2CO3、K2CO3等參加樣品中，并放入高溫爐內(nèi)加熱至高溫使之熔融，最后使用酸將熔融的樣品溶解成水溶液，再進(jìn)行金屬檢測(cè)。 二重金屬分析適用之重金屬檢測(cè)分析的方法為：感應(yīng)耦合氬氣電漿原子發(fā)射光譜法( ICP-AES )、

16、感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜法( ICP-MS )、火焰式原子吸收光譜法( Direct-aspiration or FLAA )、石墨爐式原子吸收光譜法( GFAA )、氫化式原子吸收光譜法( Hydride-generation atomic absorption spectrometry, HGAA )、冷蒸氣原子吸收光譜法( Cold-vapor atomic absorption spectrometry, CVAA )、及假設(shè)干分析六價(jià)鉻的方法。針對(duì)上述各方法于分析樣品時(shí)的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及分析時(shí)需注意的事項(xiàng)，概要表達(dá)如下：1.感應(yīng)耦合電漿法( ICPs )：主要的優(yōu)點(diǎn)為其可同時(shí)或快速逐一偵測(cè)多種元

17、素，唯其缺點(diǎn)那么為易受其他元素及電漿氣體造成之背景輻射的影響。雖然ICP儀器皆使用高解析度的光學(xué)系統(tǒng)及背景校正設(shè)計(jì)以減少此種干擾，但在分析微量元素時(shí)還是難以防止大量基質(zhì)成份造成的干擾，典型的例子如分析合金中的無(wú)機(jī)待測(cè)物或分析廢石灰(高鈣含量)中的金屬。感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜法與火焰式原子吸收光譜法的偵測(cè)極限頗為相近(相差在4倍以內(nèi))，但I(xiàn)CP那么對(duì)鋁、鋇等耐火金屬的靈敏度較高。另者石墨爐式原子吸收光譜法的偵測(cè)極限比感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜法及火焰式原子吸收光譜法的偵測(cè)極限皆低。通常，感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜法的靈敏度對(duì)大局部的元素都比石墨爐式原子吸收光譜法或火焰式原子吸收光譜法為佳，但感應(yīng)耦合電漿質(zhì)

18、譜法的缺點(diǎn)為同質(zhì)量元素及復(fù)合離子的干擾問(wèn)題。此干擾原因主要來(lái)自不同的元素在電漿激發(fā)源中離子化時(shí)，形成具有相同的質(zhì)量/電荷比的離子所致。此種干擾一般可使用數(shù)學(xué)校正或其他方法予以消除或克服。2.火焰式原子吸收光譜法( FLAA )：直接將樣品導(dǎo)入儀器進(jìn)行偵測(cè)。其不同于感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜法者，為只能進(jìn)行單一元素的檢測(cè)，及較不會(huì)受到元素間光譜線的干擾。笑氣/乙炔或空氣/乙炔火焰系作為將吸入的樣品解離的能源，使樣品變成自由的原子態(tài)，而可吸收待測(cè)原子的特定光線，分析某些元素時(shí)，所使用的溫度或火焰的形式極重要，假設(shè)未使用適當(dāng)?shù)幕鹧婕胺治鰲l件，那么化學(xué)和離子化的干擾就會(huì)產(chǎn)生。3.石墨爐式原子吸收光譜法(

19、 GFAA )：此法系以電熱式石墨爐取代火焰作為熱源，石墨爐可分?jǐn)?shù)個(gè)加熱程序?qū)悠愤M(jìn)行漸進(jìn)式的加熱，因此，針對(duì)樣品溶液中的有機(jī)、無(wú)機(jī)分子和鹽類的溶劑之蒸發(fā)、枯燥、分解及最后形成原子的過(guò)程，在火焰式原子吸收光譜法或感應(yīng)耦合電漿原子發(fā)射光譜法中，于數(shù)個(gè)毫秒內(nèi)即完成，但在石墨爐中那么可于所設(shè)定的溫度及時(shí)間區(qū)間中，用足夠的時(shí)間進(jìn)行之，且可利用升溫程式或基質(zhì)修飾劑，去除待測(cè)物樣品中不需要的基質(zhì)成份，以減少干擾。本方法的優(yōu)點(diǎn)是可提供極低的偵測(cè)極限，假設(shè)樣品相當(dāng)干凈，那么極易使用本方法執(zhí)行樣品檢測(cè)。由于本方法極靈敏，因此，干擾問(wèn)題較嚴(yán)重，針對(duì)基質(zhì)復(fù)雜的樣品，如何找到最正確的消化方法，加熱溫度和加熱時(shí)間及基質(zhì)

20、修飾劑是一大挑戰(zhàn)。4.氫化式原子吸收光譜法( HGAA )：利用選擇性的化學(xué)復(fù)原反響，將樣品消化液中的砷或硒復(fù)原成氫化物而予別離，因此本方法的優(yōu)點(diǎn)是能將此二種元素從復(fù)雜的樣品中別離出來(lái)，而無(wú)其他分析方法可能遭遇的干擾問(wèn)題。報(bào)告指出，在以下情況下會(huì)有嚴(yán)重的干擾問(wèn)題：(1)有銅、銀、汞等易復(fù)原的金屬存在時(shí)，(2)有大于200 mg/L之高濃度過(guò)渡元素存在時(shí)，及(3)樣品消化液中有氧化劑(氮氧化物)存在時(shí)。5.冷蒸氣原子吸收光譜法( CVAA )：是利用選擇性的化學(xué)復(fù)原反響，只將樣品消化液中的汞復(fù)原。本方法對(duì)汞的分析極靈敏，但會(huì)受樣品中揮發(fā)性有機(jī)物、氯、和硫化物的干擾。6.分光光度計(jì)比色法：在適當(dāng)p

21、H的溶液中，重金屬與呈色劑反響生成有顏色的物質(zhì)通常為錯(cuò)化合物，再用分光光度計(jì)測(cè)其吸光度定量之。八、結(jié)果處理略九、品質(zhì)管制參見(jiàn)各特定檢測(cè)方法中有關(guān)品質(zhì)管制的規(guī)定。十、精密度及準(zhǔn)確度參見(jiàn)各特定檢測(cè)方法中有關(guān)檢測(cè)之?dāng)?shù)據(jù)。十一、參考資料一U.S. EPA.Test Methods for Evaluating Solid Waste, Chapter Three, Inorganic Analytes, Revision 3, Jan. 1995.二“Carcinogens Working with Carcinogens, Department of Health, Education, and W

22、elfare, Public Health Service, Center for Disease Control, National Institute for Occupational Safety and Health, Publication No. 77-206, August 1977.三“OSHA Safety and Health Standards, General Industry(29 CFR 1910), Occupational Safety and Health Administration, OSHA 2206, revised January 1976.四“Pr

23、oposed OSHA Safety and Health Standards, Laboratories, Occupational Safety and Health Administration, Federal Register, July 24, 1986, p.26660.五“Safety in Academic Chemistry Laboratories, American Chemical Society Publication, Committee on Chemical Safety, 3rd edition, 1979.注1：鉻酸不得用來(lái)清洗玻璃器皿，尤其需分析樣品中的

24、鉻時(shí)，絕不可用鉻酸來(lái)清洗玻璃器皿。市售非鉻清潔劑(如：Nochromix )可作為鉻酸清潔劑的替代品，但其清潔成效必須有符合分析品質(zhì)管制需求的書(shū)面證明。(鉻酸亦不得用于塑膠瓶)。注2：一般試劑水規(guī)格資料來(lái)源ASTM D1193 Type II 導(dǎo)電度：最大值1.0 S/cm at 25比電阻：最小值1.0 M at 25pH值 ：未標(biāo)準(zhǔn)TOC ：最大值50 g/L鈉( Na)：最大值5 g/L氯離子：最大值5 g/L總硅鹽：最大值3 g/L注3：氯會(huì)造成感應(yīng)耦合電漿質(zhì)譜法檢測(cè)時(shí)的干擾，除非有必要，否那么應(yīng)盡量不使用。表 水溶液和固體樣品中重金屬檢測(cè)之樣品有效期限、需用的樣品消化體積和建議的樣品

25、采集體積檢測(cè)工程樣品消化需用體積(mL)a樣品采集體積(mL)a樣品處理保存的有效期限b檢測(cè)重金屬(不含六價(jià)鉻及汞)：水溶液總量100600加硝酸使pH 2，6個(gè)月溶解性100600現(xiàn)場(chǎng)立即過(guò)濾，再加硝酸使pH 2，6個(gè)月懸浮性100600現(xiàn)場(chǎng)立即過(guò)濾，6個(gè)月固體總量2 g200 g6個(gè)月六價(jià)鉻：水溶液10040024小時(shí)固體2.5 g100 g采樣后一個(gè)月內(nèi)完成萃取，萃取后4天內(nèi)完成分析汞：水溶液 總量100 -400 加硝酸使pH 2，28天溶解性 100 -400現(xiàn)場(chǎng)立即過(guò)濾，再加硝酸使pH 2，28天固體總量 0.2 g 200 g 28天注：a：假設(shè)另有規(guī)定，那么從其規(guī)定。b：所有非

26、水溶液和所有水溶液樣品，假設(shè)需進(jìn)行六價(jià)鉻的檢測(cè)，必須保存于4 2 溫度下直至進(jìn)行檢測(cè)，可使用玻璃或塑膠容器保存。重金屬檢測(cè)方法匯總2重金屬檢測(cè)方法及應(yīng)用一、重金屬的危害特性從環(huán)境污染方面所說(shuō)的重金屬，實(shí)際上主要是指汞、鎘、鉛、鉻、砷等金屬或類金屬，也指具有一定毒性的一般重金屬，如銅、鋅、鎳、鈷、錫等。我們從自然性、毒性、活性和持久性、生物可分解性、生物累積性，對(duì)生物體作用的加和性等幾個(gè)方面對(duì)重金屬的危害稍作論述。一自然性：長(zhǎng)期生活在自然環(huán)境中的人類，對(duì)于自然物質(zhì)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。有人分析了人體中60多種常見(jiàn)元素的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其中絕大多數(shù)元素在人體血液中的百分含量與它們?cè)诘貧ぶ械陌俜趾繕O為相

27、似。但是，人類對(duì)人工合成的化學(xué)物質(zhì)，其耐受力那么要小得多。所以區(qū)別污染物的自然或人工屬性，有助于估計(jì)它們對(duì)人類的危害程度。鉛、鎘、汞、砷等重金屬，是由于工業(yè)活動(dòng)的開(kāi)展，引起在人類周圍環(huán)境中的富集，通過(guò)大氣、水、食品等進(jìn)入人體，在人體某些器官內(nèi)積累，造成慢性中毒，危害人體健康。二毒性：決定污染物毒性強(qiáng)弱的主要因素是其物質(zhì)性質(zhì)、含量和存在形態(tài)。例如鉻有二價(jià)、三價(jià)和六價(jià)三種形式，其中六價(jià)鉻的毒性很強(qiáng)，而三價(jià)鉻是人體新陳代謝的重要元素之一。在天然水體中一般重金屬產(chǎn)生毒性的范圍大約在110mg/L之間，而汞，鎘等產(chǎn)生毒性的范圍在0.010.001mg/L之間。三時(shí)空分布性：污染物進(jìn)入環(huán)境后，隨著水和空氣

28、的流動(dòng)，被稀釋擴(kuò)散，可能造成點(diǎn)源到面源更大范圍的污染，而且在不同空間的位置上，污染物的濃度和強(qiáng)度分布隨著時(shí)間的變化而不同。四活性和持久性：活性和持久性說(shuō)明污染物在環(huán)境中的穩(wěn)定程度。活性高的污染物質(zhì)，在環(huán)境中或在處理過(guò)程中易發(fā)生化學(xué)反響，毒性降低，但也可能生成比原來(lái)毒性更強(qiáng)的污染物，構(gòu)成二次污染。如汞可轉(zhuǎn)化成甲基汞，毒性很強(qiáng)。與活性相反，持久性那么表示有些污染物質(zhì)能長(zhǎng)期地保持其危害性，如重金屬鉛、鎘等都具有毒性且在自然界難以降解，并可產(chǎn)生生物蓄積，長(zhǎng)期威脅人類的健康和生存。五生物可分解性：有些污染物能被生物所吸收、利用并分解，最后生成無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)。大多數(shù)有機(jī)物都有被生物分解的可能性，而大多數(shù)重

29、金屬都不易被生物分解，因此重金屬污染一但發(fā)生，治理更難，危害更大。六生物累積性：生物累積性包括兩個(gè)方面：一是污染物在環(huán)境中通過(guò)食物鏈和化學(xué)物理作用而累積。二是污染物在人體某些器官組織中由于長(zhǎng)期攝入的累積。如鎘可在人體的肝、腎等器官組織中蓄積，造成各器官組織的損傷。又如1953年至1961年，發(fā)生在日本的水俁病事件，無(wú)機(jī)汞在海水中轉(zhuǎn)化成甲基汞，被魚(yú)類、貝類攝入累積，經(jīng)過(guò)食物鏈的生物放大作用，當(dāng)?shù)鼐用袷秤煤笾卸?。七?duì)生物體作用的加和性：多種污染物質(zhì)同時(shí)存在，對(duì)生物體相互作用。污染物對(duì)生物體的作用加和性有兩類：一類是協(xié)同作用，混合污染物使其對(duì)環(huán)境的危害比污染物質(zhì)的簡(jiǎn)單相加更為嚴(yán)重；另一類是拮抗作用，

30、污染物共存時(shí)使危害互相削弱。二、重金屬的定量檢測(cè)技術(shù)通常認(rèn)可的重金屬分析方法有：紫外可分光光度法UV、原子吸收法AAS、原子熒光法AFS、電感耦合等離子體法ICP、熒光光譜XRF、電感耦合等離子質(zhì)譜法ICP-MS。日本和歐盟國(guó)家有的采用電感耦合等離子質(zhì)譜法ICP-MS分析，但對(duì)國(guó)內(nèi)用戶而言，儀器本錢(qián)高。也有的采用熒光光譜XRF分析，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)損檢測(cè)，可直接分析成品，但檢測(cè)精度和重復(fù)性不如光譜法。最新流行的檢測(cè)方法-陽(yáng)極溶出法，檢測(cè)速度快，數(shù)值準(zhǔn)確，可用于現(xiàn)場(chǎng)等環(huán)境應(yīng)急檢測(cè)。一原子吸收光譜法AAS原子吸收光譜法是20世紀(jì)50年代創(chuàng)立的一種新型儀器分析方法，它與主要用于無(wú)機(jī)元素定性分析的原子發(fā)射光譜

31、法相輔相成，已成為對(duì)無(wú)機(jī)化合物進(jìn)行元素定量分析的主要手段。原子吸收分析過(guò)程如下：1、將樣品制成溶液空白；2、制備一系列濃度的分析元素的校正溶液標(biāo)樣；3、依次測(cè)出空白及標(biāo)樣的相應(yīng)值；4、依據(jù)上述相應(yīng)值繪出校正曲線；5、測(cè)出未知樣品的相應(yīng)值；6、依據(jù)校正曲線及未知樣品的相應(yīng)值得出樣品的濃度值?，F(xiàn)在由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、化學(xué)計(jì)量學(xué)的開(kāi)展和多種新型元器件的出現(xiàn)，使原子吸收光譜儀的精密度、準(zhǔn)確度和自動(dòng)化程度大大提高。用微處理機(jī)控制的原子吸收光譜儀，簡(jiǎn)化了操作程序，節(jié)約了分析時(shí)間?，F(xiàn)在已研制出氣相色譜原子吸收光譜GC-AAS的聯(lián)用儀器，進(jìn)一步拓展了原子吸收光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域。二紫外可見(jiàn)分光光度法UV其檢測(cè)原理是：

32、重金屬與顯色劑通常為有機(jī)化合物，可于重金屬發(fā)生絡(luò)合反響，生成有色分子團(tuán)，溶液顏色深淺與濃度成正比。在特定波長(zhǎng)下，比色檢測(cè)。分光光度分析有兩種，一種是利用物質(zhì)本身對(duì)紫外及可見(jiàn)光的吸收進(jìn)行測(cè)定；另一種是生成有色化合物，即“顯色，然后測(cè)定。雖然不少無(wú)機(jī)離子在紫外和可見(jiàn)光區(qū)有吸收，但因一般強(qiáng)度較弱，所以直接用于定量分析的較少。參加顯色劑使待測(cè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為在紫外和可見(jiàn)光區(qū)有吸收的化合物來(lái)進(jìn)行光度測(cè)定，這是目前應(yīng)用最廣泛的測(cè)試手段。顯色劑分為無(wú)機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑，而以有機(jī)顯色劑使用較多。大多當(dāng)數(shù)有機(jī)顯色劑本身為有色化合物，與金屬離子反響生成的化合物一般是穩(wěn)定的螯合物。顯色反響的選擇性和靈敏度都較高。有些有

33、色螯合物易溶于有機(jī)溶劑，可進(jìn)行萃取浸提后比色檢測(cè)。近年來(lái)形成多元配合物的顯色體系受到關(guān)注。多元配合物的指三個(gè)或三個(gè)以上組分形成的配合物。利用多元配合物的形成可提高分光光度測(cè)定的靈敏度，改善分析特性。顯色劑在前處理萃取和檢測(cè)比色方面的選擇和使用是近年來(lái)分光光度法的重要研究課題。三原子熒光法AFS原子熒光光譜法是通過(guò)測(cè)量待測(cè)元素的原子蒸氣在特定頻率輻射能激以下所產(chǎn)生的熒光發(fā)射強(qiáng)度，以此來(lái)測(cè)定待測(cè)元素含量的方法。原子熒光光譜法雖是一種發(fā)射光譜法，但它和原子吸收光譜法密切相關(guān)，兼有原子發(fā)射和原子吸收兩種分析方法的優(yōu)點(diǎn)，又克服了兩種方法的缺乏。原子熒光光譜具有發(fā)射譜線簡(jiǎn)單，靈敏度高于原子吸收光譜法，線性

34、范圍較寬干擾少的特點(diǎn)，能夠進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定。原子熒光光譜儀可用于分析汞、砷、銻、鉍、硒、碲、鉛、錫、鍺、鎘鋅等11種元素。現(xiàn)已廣泛用環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)藥、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、飲用水等領(lǐng)域。在國(guó)標(biāo)中，食品中砷、汞等元素的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)中已將原子熒光光譜法定為第一法。氣態(tài)自由原子吸收特征波長(zhǎng)輻射后，原子的外層電子從基態(tài)或低能態(tài)會(huì)躍遷到高能態(tài)，同時(shí)發(fā)射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同或不同的能量輻射，即原子熒光。原子熒光的發(fā)射強(qiáng)度If與原子化器中單位體積中該元素的基態(tài)原子數(shù)N成正比。當(dāng)原子化效率和熒光量子效率固定時(shí)，原子熒光強(qiáng)度與試樣濃度成正比。現(xiàn)已研制出可對(duì)多元素同時(shí)測(cè)定的原子熒光光譜儀，它以多個(gè)高強(qiáng)度空心陰極燈為光源，以具有很

35、高溫度的電感耦合等離子體ICP作為原子化器，可使多種元素同時(shí)實(shí)現(xiàn)原子化。多元素分析系統(tǒng)以ICP原子化器為中心，在周圍安裝多個(gè)檢測(cè)單元，與空心陰極燈一一成直角對(duì)應(yīng)，產(chǎn)生的熒光用光電倍增管檢測(cè)。光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)放大后，由計(jì)算機(jī)處理就獲得各元素分析結(jié)果。四電化學(xué)法陽(yáng)極溶出伏安法 電化學(xué)法是近年來(lái)開(kāi)展較快的一種方法，它以經(jīng)典極譜法為依托，在此根底上又衍生出示波極譜、陽(yáng)極溶出伏安法等方法。電化學(xué)法的檢測(cè)限較低，測(cè)試靈敏度較高，值得推廣應(yīng)用。如國(guó)標(biāo)中鉛的測(cè)定方法中的第五法和鉻的測(cè)定方法的第二法均為示波極譜法。陽(yáng)極溶出伏安法是將恒電位電解富集與伏安法測(cè)定相結(jié)合的一種電化學(xué)分析方法。這種方法一次可連續(xù)測(cè)定

36、多種金屬離子，而且靈敏度很高，能測(cè)定10-7-10-9mol/L的金屬離子。此法所用儀器比擬簡(jiǎn)單，操作方便，是一種很好的痕量分析手段。我國(guó)已經(jīng)公布了適用于化學(xué)試劑中金屬雜質(zhì)測(cè)定的陽(yáng)極溶出伏安法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定分兩個(gè)步驟。第一步為“電析，即在一個(gè)恒電位下，將被測(cè)離子電解沉積，富集在工作電極上與電極上汞生成汞齊。對(duì)給定的金屬離子來(lái)說(shuō)，如果攪拌速度恒定，預(yù)電解時(shí)間固定，那么m=Kc，即電積的金屬量與被測(cè)金屬離了的濃度成正比。第二步為“溶出，即在富集結(jié)束后，一般靜止30s或60s后，在工作電極上施加一個(gè)反向電壓，由負(fù)向正掃描，將汞齊中金屬重新氧化為離子回歸溶液中，產(chǎn)生氧化電流，記錄電壓-電流曲線，即伏安曲線。曲線呈峰形，峰值電流與溶液中被測(cè)離了的濃度成正比，可作為定量分析的依據(jù)，峰值電位可作為定性分析的依據(jù)。示波極譜法又稱“單掃描極譜分析法。一種極譜分析新力一法。它是一種快速參加電解電壓的極譜法。常在滴汞電極每一汞滴成長(zhǎng)后期，在電解池的兩極上，迅速參加一鋸齒形脈沖電壓，在幾秒鐘內(nèi)得出一次極譜圖，為了快速記錄極譜圖，通常用示波管的熒光屏作顯示工具，因此稱為示波極譜法。其優(yōu)點(diǎn)：快速、靈敏。五X(qián)射線熒光光譜法XRFX射線熒光光譜法是利用樣品對(duì)x射線的吸收隨樣品中的成分及其多少變化而變化來(lái)定性或定量測(cè)定樣品中成分的一種方法。它具有分析迅速、樣品