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銅、鋅、鎳、鉻、鉛、鎘檢測

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發布時間：2025-07-30 05:41:22 更新時間：2025-07-29 05:41:22

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

銅、鋅、鎳、鉻、鉛、鎘檢測：關鍵項目與方法概述

重金屬污染是影響生態環境和人類健康的重大威脅。其中，銅(Cu)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鉛(Pb)、鎘(Cd)是環境監測、食品安全、工業品控及臨床檢驗中重點監控的污染物。這些元素雖然部分是生命活動所必需的微量元素（如Cu、Zn），但超過安全閾值或在特定形態（如六價鉻Cr(VI)）存在時，均具有顯著的生物毒性，可在生物體內蓄積，引發一系列急慢性中毒癥狀，并對生態系統造成不可逆的破壞。因此，準確、靈敏、高效地檢測環境中、食品中、材料中以及生物樣本中的這些重金屬元素含量，對于評估污染狀況、保障環境安全、維護公眾健康及滿足法規要求至關重要。

核心檢測項目

針對銅、鋅、鎳、鉻、鉛、鎘的檢測，核心項目通常包括：

總量檢測：測定樣品中特定重金屬元素的總含量，是基礎且常規的檢測指標。
形態/價態分析（尤其鉻）：鉻的三價態(Cr(III))毒性較低甚至為必需元素，而六價態(Cr(VI))是強致癌物。區分不同價態的鉻含量對于準確評估風險至關重要。
特定基質中的含量：根據樣品來源不同，檢測重點各異：
- 環境樣品：水體（地表水、地下水、廢水）、土壤、沉積物、大氣顆粒物中的含量。
- 食品與農產品：糧食、蔬菜、水果、水產品、肉類、乳制品、飼料中的殘留量。
- 工業產品：玩具、涂料、電子電器產品(RoHS指令)、珠寶首飾中的限用物質含量。
- 生物樣品：血液、尿液、頭發等生物樣本中的含量（常用于職業暴露或健康評估）。

常用檢測儀器

實現銅、鋅、鎳、鉻、鉛、鎘高靈敏度、高選擇性檢測的核心依賴于先進的實驗室分析儀器：

原子吸收光譜儀(AAS)：
- 火焰原子吸收光譜法(FAAS)：適用于較高濃度樣品中Cu, Zn, Ni, Pb等的測定，操作相對簡便，成本較低。
- 石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)：靈敏度極高，尤其適用于痕量Cd, Pb, Cr等的檢測，但分析速度較慢。
電感耦合等離子體發射光譜儀(ICP-OES)：可同時或快速順序測定多種元素（包括這六種），線性范圍寬，適用于各類復雜基質樣品（需消解），是環境、食品等領域的常用手段。
電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)：靈敏度極高（可達ppt級），可同時測定幾乎所有金屬元素及部分非金屬元素，同位素分析能力，是痕量、超痕量重金屬檢測的金標準。尤其適用于Pb, Cd等嚴格限值元素的精準測定。
原子熒光光譜儀(AFS)：對某些元素（如As, Hg, Se, Cd）具有極高的靈敏度和選擇性，常與氫化物發生技術聯用，成本低于ICP-MS。
紫外-可見分光光度計(UV-Vis)：常用于特定形態分析，如利用二苯碳酰二肼法測定六價鉻(Cr(VI))。
液相色譜/氣相色譜-元素檢測器聯用儀(LC/HPLC-ICP-MS, GC-AAS/AFS等)：用于重金屬元素的形態分析，特別是分離和測定不同價態的鉻或其他金屬的有機化合物。

主要檢測方法

檢測流程通常包括樣品采集、前處理（至關重要）和儀器分析：

樣品前處理：
- 消解：對于固體或有機質含量高的樣品（土壤、生物組織、食品），需采用強酸（HNO3, HCl, HF, HClO4等）進行濕法消解、微波消解或干法灰化，將目標重金屬轉化為可溶的離子形態。微波消解因效率高、污染少、損失小而被廣泛應用。
- 提取/浸提：針對特定項目（如土壤有效態重金屬、六價鉻）或法規要求（如玩具中的可遷移元素），使用特定試劑（如DTPA、醋酸、人工汗液/唾液）進行提取。
- 富集與分離：當目標物濃度極低時，可能需要使用螯合樹脂、共沉淀、液液萃取、固相萃取(SPE)等方法進行預富集或去除基體干擾。
- 過濾/稀釋：水樣通常需過濾（如0.45μm濾膜）去除顆粒物，有時需適當稀釋以滿足儀器線性范圍。
儀器分析方法：根據目標元素、濃度范圍、基質復雜性及實驗室條件選擇最合適的儀器（如前所述）。方法需經過嚴格的驗證（線性、精密度、準確度、檢出限、定量限等）。
形態分析（尤其對鉻）：
- 六價鉻(Cr(VI))常用方法：堿性提取后采用二苯碳酰二肼分光光度法（UV-Vis）或聯用技術（如IC-ICP-MS）測定。
- 三價鉻(Cr(III))：通常通過總鉻減去Cr(VI)得到，或使用特定色譜分離后檢測。

相關檢測標準

銅、鋅、鎳、鉻、鉛、鎘的檢測必須依據國家、行業或國際公認的標準方法進行，以確保數據的準確性和可比性。常見的重要標準包括：

環境領域：
- 水質：HJ 700-2014 (ICP-MS法), HJ 776-2015 (ICP-OES法), GB/T 7475-1987 (FAAS法銅鋅鉛鎘)， HJ 491-2019 (六價鉻二苯碳酰二肼分光光度法)
- 土壤：GB/T 17141-1997 (石墨爐AAS 鉛鎘), GB/T 17138-1997 (火焰AAS 銅鋅), HJ 766-2015 (ICP-MS), HJ 781-2016 (ICP-OES)
- 固體廢物：HJ 781-2016 (ICP-OES), HJ 766-2015 (ICP-MS)
食品領域：
- GB 5009. 系列標準（如 GB 5009.12-2017 食品中鉛的測定, GB 5009.13-2017 食品中銅的測定, GB 5009.15-2014 食品中鎘的測定, GB 5009.123-2014 食品中鉻的測定, GB 5009.138-2017 食品中鎳的測定, GB 5009.14-2017 食品中鋅的測定），方法涵蓋FAAS, GFAAS, ICP-MS, ICP-OES等。
消費品領域 (如RoHS)：
- IEC 62321 系列標準：規定了電子電器產品中限用物質（包括Pb, Cd, Cr(VI)）的檢測方法（如XRF篩選，ICP-OES, GC-MS, UV-Vis等）。
國際/國外常用標準：
- ISO 國際標準（如ISO 11885:2007 水質-ICP-OES法）
- 美國EPA方法（如EPA 200.8 (ICP-MS), EPA 6010D (ICP-OES), EPA 7196A (六價鉻分光光度法), EPA 3050B/3051A/3052 (消解方法)）
- EN 歐洲標準