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鉍、砷檢測

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發布時間：2025-07-30 10:51:08 更新時間：2025-09-15 16:56:28

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

鉍和砷是兩種在環境中廣泛存在且具有重要意義的元素，檢測它們的含量在多個領域至關重要。砷（As）是一種劇毒類金屬元素，常以無機砷（如三價砷和五價砷）的形式存在于地下水、土壤和食物中；長期暴露可能導致皮膚病變、癌癥、神經系統損傷等嚴重健康問題，尤其是在發展中國家，砷污染水源是公共衛生的重大挑戰。鉍（Bi）則是一種相對低毒的重金屬元素，廣泛應用于醫藥（如胃藥中的次硝酸鉍）、電子工業（半導體材料）、化妝品（增白劑）等，其在環境中的積累也可能引起生態風險或人體健康隱患。因此，對鉍和砷的檢測不僅是環境監測的核心任務，還涵蓋了食品安全（如海鮮和谷物中的砷殘留）、工業品質量控制（如金屬合金）和臨床診斷（如生物樣品中的重金屬篩查）等廣泛項目。隨著全球化污染問題加劇，高效準確的檢測技術成為保障可持續發展、預防疾病和遵守法規的關鍵。本文將系統性地介紹鉍和砷檢測的核心內容，包括檢測項目、檢測儀器、檢測方法以及相關檢測標準，以提供全面的技術參考。

檢測項目

鉍和砷的檢測項目主要針對不同來源的樣品，包括環境介質、食品、工業產品和生物樣本。常見的檢測項目包括：環境水樣（如河流、湖泊、地下水）中的溶解態和總砷含量檢測，以評估污染水平和飲用水安全性；土壤和沉積物中的鉍和砷殘留量檢測，用于土地修復和農業風險評估；食品樣品（如谷物、魚類、蔬菜）中的砷無機形態分析，確保符合食品安全標準；工業產品（如電子廢棄物、醫藥制劑）中的鉍含量測定，控制產品質量和生產工藝；以及人體生物樣品（如血液、尿液）中的重金屬篩查，用于職業暴露評估或臨床診斷。這些項目通常要求區分元素的不同形態（如三價砷和五價砷的毒性差異），并設定定量限（LOD）和定量限（LOQ）以確保結果的可靠性。

檢測儀器

用于鉍和砷檢測的儀器種類繁多，常見設備包括原子吸收光譜儀（AAS）、電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES）、電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）以及紫外可見分光光度計等。AAS儀器（如火焰原子吸收光譜儀或石墨爐原子吸收光譜儀）適用于低濃度砷和鉍的檢測，具有操作簡便和成本較低的優勢，常用于水質和食品樣品分析；ICP-OES儀器通過高溫等離子體激發元素，能同時測定多種金屬元素，包括鉍和砷，適合高靈敏度環境監測；ICP-MS儀器則提供極高的靈敏度和低檢出限（如ppb水平），廣泛應用于生物樣品和痕量污染研究，能區分同位素和形態分析。此外，分光光度計（如基于銀二乙基二硫代氨基甲酸酯法）用于比色檢測砷，而電化學分析儀（如陽極溶出伏安法）則適用于便攜式現場檢測。這些儀器的選擇需考慮樣品類型、檢測精度、成本和實驗室條件。例如，ICP-MS是鉍和砷檢測的金標準儀器，適用于要求高準確度的項目。

檢測方法

鉍和砷的檢測方法多樣，主要包括光譜法、色譜法和電化學法等。原子吸收光譜法（AAS）是常用方法，通過原子化樣品后測量特定波長吸收，適用于水樣和食品中的砷和鉍定量，其步驟包括樣品前處理（如酸消解）和標準曲線比對。電感耦合等離子體法（如ICP-OES或ICP-MS）利用等離子體激發出射光譜或質譜信號，能實現多元素同時測定和形態分析（如使用聯用技術如HPLC-ICP-MS區分砷形態），方法靈敏度高但設備昂貴。分光光度法（如二乙基二硫代氨基甲酸銀法）通過化學反應產生有色物質測量吸光度，常用于砷的快速現場檢測，操作簡便但易受干擾。電化學方法（如微分脈沖陽極溶出伏安法）則適用于便攜設備，檢測限低且成本低，適合生物樣品或應急監測。其他方法包括原子熒光光譜法（AFS）和X射線熒光光譜法（XRF），前者對砷檢測靈敏，后者用于非破壞性固體樣品分析。樣品前處理是關鍵步驟，常用消解（如微波消解）提取元素，再結合儀器分析確保準確性。

檢測標準

鉍和砷的檢測標準由國際和國內組織制定，以確保結果的可比性和可靠性。國際標準包括ISO 17378-1（水質中砷的測定-原子吸收光譜法）、ISO 11885（水質中金屬元素的ICP-OES測定），以及ASTM D1976（水中金屬的ICP-MS標準方法），這些標準詳細規定了樣品采集、前處理、儀器校準和質量控制程序。食品安全領域，Codex標準如CODEX STAN 193-1995規定了食品中砷的限量，而歐盟指令（如EC 1881/2006）設定了重金屬殘留限值。在中國，國家標準GB 5009.11-2014詳細規定了食品中砷的檢測方法（基于AAS或ICP），GB 5749-2022涉及生活飲用水中砷限值，以及GB/T 5750.6-2006（水質金屬測定）涵蓋了鉍檢測。工業標準如ASTM E1479（電子材料中金屬分析）也適用于鉍檢測。相關標準強調檢測限、精確度和不確定性評估，例如對于砷，要求檢測限低于0.01 mg/L以符合WHO飲用水指南（限值0.01 mg/L）。遵守這些標準是確保檢測結果法律效力和公共安全的基礎。

總之，鉍和砷檢測是環境、食品和工業安全的核心環節，通過先進的儀器、標準化方法和嚴格標準，能有效監控污染風險并推動健康保護。未來，隨著納米技術和人工智能的整合，檢測技術將向更高靈敏度、自動化和綠色化發展。