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鉛、鎘、鉻、銅、鋅、鎳、砷、汞檢測

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發布時間：2025-07-30 08:27:48 更新時間：2025-07-29 08:27:48

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

重金屬檢測：鉛、鎘、鉻、銅、鋅、鎳、砷、汞的精準分析

鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、砷(As)、汞(Hg)等重金屬元素在環境、食品、藥品、化妝品、工業材料等眾多領域的安全性評估中扮演著至關重要的角色。這些元素在痕量水平即可能對生態環境和人體健康構成嚴重威脅，如鉛和汞具有顯著的神經毒性，鎘會導致腎臟損傷和骨質疏松，砷是公認的致癌物，鉻(六價)具有強氧化性和致癌性，而銅、鋅、鎳雖然在一定濃度范圍內是必需微量元素，但過量攝入同樣會引發毒性反應。因此，對這些目標重金屬進行準確、靈敏、可靠的定性定量分析，是保障產品質量、環境安全和公眾健康不可或缺的技術手段。

核心檢測項目

針對特定需求，檢測項目主要聚焦于以下八種關鍵重金屬元素及其指定形態：

1. 鉛 (Pb)：檢測其在樣品中的總含量或特定形態（如可溶性鉛）。
2. 鎘 (Cd)：測定總鎘含量，是環境與食品安全監測的重點。
3. 鉻 (Cr)：通常需區分總鉻和劇毒的六價鉻(Cr(VI))。
4. 銅 (Cu)：檢測總銅含量，評估其作為污染物或營養元素的狀態。
5. 鋅 (Zn)：測定總鋅含量，關注污染風險和營養水平。
6. 鎳 (Ni)：檢測總鎳含量，尤其關注其致敏性。
7. 砷 (As)：常需檢測總砷，并區分毒性差異巨大的無機砷(如As(III), As(V))和有機砷形態。
8. 汞 (Hg)：檢測總汞，并常需區分無機汞和毒性更強的有機汞（如甲基汞）。

關鍵檢測儀器

針對上述重金屬元素的高靈敏度、高選擇性分析，主要依賴以下先進儀器：

1. 電感耦合等離子體質譜儀 (ICP-MS)：最核心的儀器，具有極高的靈敏度（ppt級甚至更低）、寬線性范圍、可同時或快速順序測定多種元素（包括這八種重金屬）的能力。是痕量、超痕量重金屬分析的黃金標準。
2. 原子吸收光譜儀 (AAS)： * 火焰原子吸收光譜法 (FAAS)：適用于含量相對較高的元素如銅、鋅、鎳的測定。 * 石墨爐原子吸收光譜法 (GFAAS)：靈敏度高（ppb級），特別適合鉛、鎘、鉻等痕量元素的測定。汞常用冷蒸氣法(CVAAS)測定。
3. 電感耦合等離子體發射光譜儀 (ICP-OES/ICP-AES)：可同時測定多種元素，線性范圍寬，靈敏度低于ICP-MS但高于FAAS，適用于含量較高或中等痕量水平的樣品（如部分環境樣品、工業材料）。
4. 原子熒光光譜儀 (AFS)：對某些元素如砷、汞、硒具有極高的靈敏度和選擇性，常用于這些元素的形態分析（如氫化物發生-原子熒光法 HG-AFS 測砷、汞）。
5. 紫外-可見分光光度計 (UV-Vis)：主要用于特定形態的檢測，如經典的二苯碳酰二肼分光光度法測定六價鉻。
6. 汞分析儀：專門用于總汞或甲基汞的分析，常基于冷原子吸收(CVAAS)或冷原子熒光(CVAFS)原理，或與熱解/燃燒聯用。
7. 高效液相色譜儀 (HPLC) / 氣相色譜儀 (GC)：與元素特異性檢測器（如ICP-MS, AFS）聯用，進行元素形態分析（如砷形態、汞形態）。

主要檢測方法

檢測過程通常包括樣品前處理和儀器分析兩大步驟：

1. 樣品前處理： * 消解：對于固體或有機質含量高的樣品，需通過濕法消解（使用 HNO3, HCl, H2O2, HF 等）、干法灰化或微波消解，將目標元素完全轉化為溶液中的離子形態。微波消解因高效、密閉、污染少、元素損失低而被廣泛應用。 * 提取/浸提：針對特定形態（如土壤中有效態重金屬、食品中無機砷）或法規要求（如可溶性重金屬），采用特定浸提劑（如鹽酸溶液、人工汗液、人工唾液）進行提取。 * 分離富集：對痕量元素或復雜基質樣品，可能需要固相萃取(SPE)、共沉淀、液液萃取等方法分離干擾物并富集目標元素。 * 形態分析前處理：如使用酸提、酶解等方法提取不同形態砷，或利用蒸餾、溶劑萃取分離甲基汞。
2. 儀器分析方法： * 直接測定法：ICP-MS, ICP-OES, AAS, AFS 等可直接測定消解液或處理液中目標元素的總量。 * 形態分析法：HPLC-ICP-MS, HPLC-AFS, GC-ICP-MS 等聯用技術是形態分析的主流方法，將色譜分離與元素特異性檢測完美結合。 * 比色法：利用特定顯色反應（如六價鉻與二苯碳酰二肼反應生成紫紅色絡合物）通過UV-Vis進行測定。

核心檢測標準

檢測活動必須嚴格遵循國家、行業或國際標準，確保結果的準確性、可靠性和可比性。常用標準涉及多個領域：

1. 環境領域： * 水質：GB 5749 (生活飲用水), GB 3838 (地表水), HJ 700, HJ 776 (ICP-MS測多元素) 等。 * 土壤/沉積物：GB 15618 (土壤環境質量), HJ 491, HJ 766, HJ 803 等。 * 固體廢物：GB 5085.3 (浸出毒性鑒別標準), HJ 557, HJ 786 等。
2. 食品領域： * 食品安全國家標準：GB 2762 (食品中污染物限量)，規定了各類食品中鉛、鎘、鉻、砷、汞、錫、鎳等的限量值及配套檢測方法（如 GB 5009 系列：GB 5009.12 鉛, GB 5009.15 鎘, GB 5009.123 鉻, GB 5009.11 總砷/無機砷, GB 5009.17 總汞/甲基汞, GB 5009.138 鎳）。 * 食品接觸材料：GB 4806 系列標準中規定了遷移量或總含量的限值及檢測方法。
3. 消費品領域： * 玩具安全：GB 6675, ISO 8124，EN 71-3 (規定了可遷移重金屬元素的限值及測試方法，如模擬胃酸提取)。 * 電子電氣產品：GB/T 26125, IEC 62321 (RoHS指令) 規定了有害物質限量及檢測方法。
4. 藥品/化妝品領域： * 中國藥典 (ChP), 美國藥典 (USP), 歐洲藥典 (EP) 中有關于重金屬限度檢查 (如ChP 0821) 和元素雜質定量分析 (如USP <232>, <233>; ICH Q3D) 的指南和方法。 * 《化妝品安全技術規范》規定了鉛、砷、汞、鎘等禁用/限用物質的限值及檢測方法（如規范中第四章理化檢驗方法）。
5. 國際通用標準方法：如美國環保署EPA方法（如EPA 200.8, 245.1, 7473等），ISO國際標準等。

綜上所述，鉛、鎘、鉻、銅、鋅、鎳、砷、汞的檢測是一項技術密集度高、規范性強的分析工作。選擇合適的檢測方法（ICP-MS等）、嚴格按照標準流程進行操作、使用經過校準和驗證的儀器設備，并實施嚴格的質量控制（如空白試驗、平行樣、加標回收、標準物質質控等），是確保檢測結果準確有效，為風險評估和監管決策提供可靠科學依據的根本保障。