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鉛、汞、鎘檢測

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發布時間：2025-07-01 15:36:13 更新時間：2025-06-30 15:36:14

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

重金屬污染物鉛、汞、鎘檢測技術概述

鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)是環境中普遍存在且具有顯著生物毒性的重金屬污染物。它們通過工業排放、農業活動、廢棄物處理等多種途徑進入空氣、水體、土壤，并最終通過食物鏈在生物體內富集，對人體健康構成嚴重威脅，如造成神經系統損傷、腎臟疾病、骨骼病變甚至致癌。因此，準確、靈敏地檢測環境介質（水體、土壤、沉積物、大氣顆粒物）、食品（谷物、蔬菜、水產品、肉蛋奶）、化妝品、玩具以及生物樣本（血液、尿液、頭發）中的鉛、汞、鎘含量，對于環境監測、食品安全控制、職業健康評估及污染治理至關重要。現代分析化學為此提供了多種精密的檢測儀器和標準化的檢測方法。

核心檢測項目

鉛、汞、鎘檢測的核心項目通常圍繞其在各類基質中的總含量進行。具體項目根據檢測目的和基質類型有所不同：

環境介質檢測：水體（地表水、地下水、廢水）中的溶解態和總量鉛、汞、鎘；土壤/沉積物中的酸可提取態、有效態或總量鉛、汞、鎘；大氣顆粒物中的鉛、汞、鎘含量。
食品安全檢測：各類食品（尤其谷物、根莖類蔬菜、水產、動物內臟）中的鉛、總汞（或甲基汞）、鎘含量。
消費品安全檢測：玩具涂料、兒童用品、化妝品中的可遷移鉛、汞、鎘含量。
生物監測：血液、尿液、頭發中的鉛、總汞（或甲基汞）、鎘含量（反映人體暴露水平）。

關鍵檢測儀器

針對鉛、汞、鎘的痕量或超痕量分析，主要依賴以下幾種高靈敏度儀器：

原子吸收光譜法 (AAS)：
- 火焰原子吸收光譜法 (FAAS)：適用于含量相對較高的樣品（如廢水、土壤消解液），儀器相對普及，成本較低。
- 石墨爐原子吸收光譜法 (GFAAS)：靈敏度極高，特別適用于檢測含量極低的鉛和鎘（如清潔水體、食品、生物樣品）。需精確控制溫度程序。
- 冷蒸氣原子吸收光譜法 (CVAAS)：專門用于汞的檢測，利用汞在室溫下呈原子蒸氣態的特性，靈敏度最高。
原子熒光光譜法 (AFS)：
- 原子熒光光譜儀：尤其是冷蒸氣原子熒光光譜法 (CVAFS)，是檢測痕量汞的“金標準”方法之一，靈敏度高，抗干擾能力強。也有用于鉛、鎘檢測的氫化物發生-原子熒光法(HG-AFS)。
電感耦合等離子體質譜法 (ICP-MS)：是目前最強大的痕量、超痕量多元素同時分析技術。具有極低的檢出限（可達ppt級）、寬線性范圍、可同時測定鉛、汞、鎘等多種元素。廣泛應用于環境、食品、生物等復雜基質中重金屬的準確定量。
電感耦合等離子體發射光譜法 (ICP-OES/ICP-AES)：適用于濃度范圍較寬的樣品（如工業廢水、土壤），可同時測定多種元素，但靈敏度低于ICP-MS，對于某些超痕量分析（如清潔水體中的鎘）可能受限。
陽極溶出伏安法 (ASV)：一種電化學方法，特別適合現場快速檢測或便攜式設備，對鉛、鎘有較好的靈敏度，常用于水質現場篩查。

主要檢測方法

檢測方法通常包括樣品前處理和儀器分析兩大步驟：

樣品前處理：
- 消解：將樣品中的目標元素轉化為可測定的離子形態。常用方法包括：
  - 濕法消解：使用強酸（如硝酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸、雙氧水）在常壓或高壓（微波消解）下加熱分解有機質和無機基質。微波消解效率高，試劑用量少，空白低，應用最廣。
  - 干灰化法：高溫灼燒去除有機質，殘渣用酸溶解。適用于有機物含量高的樣品（如食品、生物組織），但易造成易揮發元素（如汞）的損失，需特別注意。
- 分離富集：對于基體復雜或含量極低的樣品，可能需要萃取、共沉淀、離子交換等方法分離干擾或濃縮目標元素。
- 形態分析前處理：如需區分不同形態（如甲基汞/無機汞），需采用溫和提取（如酸/堿浸提、酶解）和色譜分離（GC, HPLC）與檢測器（如ICP-MS, AFS）聯用。
儀器分析方法：如前所述，根據目標元素、濃度水平、基質復雜程度和實驗室條件選擇合適的儀器（AAS, AFS, ICP-MS, ICP-OES, ASV等）進行定量分析。儀器需經過嚴格校準（標準曲線法或標準加入法）。

重要檢測標準

鉛、汞、鎘的檢測需遵循國家、國際或行業標準，確保結果的準確性、可比性和法律效力。部分主要標準包括：

環境領域：
- 水質：GB 7475 (中國), EPA 200.8/245.1/7470 (美國), ISO 17294/17852 (國際)。
- 土壤/沉積物：GB 15618, HJ 491, HJ 766 (中國), EPA 3050/3051/6020 (美國), ISO 11047/11466 (國際)。
- 空氣/顆粒物：HJ 657, HJ 539 (中國), EPA IO-3.5/IO-3.3 (美國)。
食品安全領域：
- GB 5009.12 (鉛), GB 5009.17 (汞), GB 5009.15 (鎘) - 中國食品安全國家標準。
- AOAC Official Methods (如 999.11, 2013.06) - 國際AOAC標準。
- 歐盟法規 (EC) No 1881/2006及其修訂案規定了食品中重金屬的最大限量，檢測方法多參考EN標準。
消費品安全：
- 玩具安全：GB 6675.4 (中國，參照ISO 8124-3), EN 71-3 (歐盟), ASTM F963 (美國)。
- 化妝品：GB 7916 (中國), 歐盟化妝品法規(EC) No 1223/2009 附錄。
生物監測：CDC方法 (美國疾控中心), ISO標準等。