重金属检测方法的研究进展

5 和 0． 1 ng / L， 能够实现对这些阳离子同步检测． 另 外， 电 感 耦 合 等 离 子发 射 光 谱 法 还 用 来 检 测 Cd、 Cu、 Cr、 Co、 Ni、 Mn 和 Zn 浓 蜂蜜 和 蔗 糖 中 Pb、 ［23 ］ Co、 Cr、 Ni、 Pb 和 度 ， 检测环境水 样 中 痕 量 的 Cd、 ［24 ］ 3+ 6 + ［25 ］ Zn ， ， W 含 检 测 Cr 和 Cr 矿 石 中 的 Au、 ， Ni、 Cd、 Cu、 量 测定大气颗粒 物中 重 金 属 Mn、 ［28 ］ Pb 含量 等， 都取得了不错的效果． 1． 4 高效液相色谱法 高 效 液 相 色 谱 是 色 谱 法的一 个 重要 分 支， 以液 体为流动相， 采用高压输液系统， 将具有不同极性的 单一溶剂或不同比 例 的 混 合溶 剂、 缓冲液 等 流 动 相 泵入装有固定相的色谱柱， 在柱内各成分被分离后， 进入检测器 进 行 检 测， 从 而 实 现 对 试 样 的分析． 目 前， 很多研究者将 高 效 液 相 色 谱 法用 于重 金 属 离 子 的检测， 并取得了一定的研究进展． 痕量金属离子与 有机试剂形成稳定的有 色 络 合物， 然后用高效液相 色谱法分离， 紫外可见检测器检测， 可实现多元素同 时测定． 但是络合剂选择有限， 给该方法带来了局限 性． 研究 了用 固 相 萃 取 富 集 高 效 液 相 色 Cu、 Ag、 Pb、 Cd 谱法测定环境水 样 中 痕 量 重 金 属 Ni、 Cu、 Ag、 Pb、 Cd 和 Hg 用四 － ( 对二 和 Hg 的方法． Ni、 甲氨基苯 基 ) － 卟啉 柱 前 衍 生， 用 C18 固 相 萃 取小 柱 Cu、 Ag、 Pb、 Cd 和 Hg 的四 － ( 对二甲氨 萃取富集 Ni、 基苯基) － 卟啉 的配合物， 再 用 甲 醇 和 四 氢 呋喃梯 WaterXter ra TMRP18 色 谱 柱 为 固 定 度洗脱 流 动 相， Cu、 Ag、 Pb、 相分离， 用二 极 管 矩阵 检 测器 检 测． Ni、 Cd 和 Hg 的 检 测 限 分 别 为 3． 0 、 2． 0 、 4． 0 、 3． 0 、 1． 5 3. 0 ng / L． 1． 8% ～ 和 该方法的相对标准偏差为 台希等
2+ Cd2 + 、 Co2 + 、 Cu2 + 、 Fe3 + 、 谱法 实 现 对 水 溶 中 Bi 、 2+ 2+ 2+ Ni 、 Pb 、 Zn 浓度的检测． 在最优化 的 条 件 下， 该 2+ Cd2 + 、 Co2 + 、 Cu2 + 、 Fe3 + 、 Ni2 + 、 Pb2 + 、 方法 对 Bi 、 Zn2 + 的检测限分别 为 1． 3 、 1． 0 、 0． 8 、 0． 3 、 14． 7 、 0． 5 、 ［22 ］
收稿日期: 2010 － 12 － 20 ; 修订日期: 2011 － 01 － 22．
［ 2 ］
等． 上述测定的共性在于利 用了 重 金 属 氢化 物 的荧光特性， 间接地测定重金属的含量． 电感耦合等离子体质谱法 电感耦合等离子体质谱法是将电感耦合等离子
1． 2
ZR2010EM063 ) ． 基金项目: 国家自然科学基金( No． 21075052 ) 和山东省自然科学基金( No． ZR2010BM030 ， 作者简介: 姚振兴( 1985 － ) ，男，硕士研究生，研究方向: 环境污水处理及检测． E － mail: laoqq007@ sina． com 0531 － 82767761． E － mail: dubin61@ gmail． com 通讯作者: 杜斌，
［20 ］ ［19 ］ ［16 ］ ［13 ］ ［12 ］
结果相吻合． 采用 电 感 耦 合 等 离 子发 射 光 谱 法 同 时 Cr、 As， 测定防腐处理后木材中可溶性 Cu、 方法 快速 简便， 灵敏度高， 精密度与准确度均符合要求． ［21 ］ 李海峰等 采用 DPTA 浸 提 剂 提 取 土 壤 中有 Zn、 Fe、 Mn， 效 Cu、 然后用电 感 耦 合 等 离 子体 － 原 子 Cu、 Zn、 Fe、 Mn 的 检出限 依次 发射光谱法快速测定， 0． 017 、 0． 006 、 0． 013 mg / L， 为 0． 011 、 应 用 该 方法 对 国家标准土壤样 品 的 检 测结果 和标准 值 基 本 一 致， 相对标准偏差小 于 3． 9% ． Karami 等 建立 了一种 流动注射分析系统， 通过 电 感 耦 合 等 离 子体发 射 光
mL 的标准系列 6 次， r 为 0． 999 6， 线性范围为 0 ～ 30 ng / mL， 方法检出限为 0． 02 ng / mL， 回收 率 90． 0% ～
［ 3 ］ 98． 0% ， 标准偏差为 2． 3% ～ 4． 5% ． 栾 云 霞 等 用双
道原子荧光光度法测定土壤中砷和汞的含量． 实验结 果表明， 该 方法 对 砷 和 汞 的 检出限 分 别 为 0． 13 和 0. 03 μg / L， 回收率分别为 96． 1% ～ 111． 0% 和 90． 0% ～ 119． 5% ． 该方法 操 作 简便、 灵敏 度 高， 适用于土壤 中砷、 汞同时存在时的测定． Faouzia
［ 4 ］
等 通过 氢化 物
原子荧光光度法建立了一种高灵敏度和简便的方法 来 检 测 饮 料 中的 总 砷 含 量． 用 该 方法分 别检 测了可 乐、 茶和果汁中总砷的含量， 对 三 者的 检出限 范 围 为 ［ 5 ］ 0． 01 ～ 0． 03 ng / L． Liu 等利用紫外诱导甲酸产生的 羰基， 使其与 Ni 结合， 通过原子荧光光度法来检测超 痕量的 Ni 的浓度， 不 使 用有毒的 CO， 而 是采用紫外 光的照射单一反应物甲酸来产生不稳定的 Ni ( CO) 4 ， 该方法检出限为 10 ng / L． 研究人员还利用氢化物原子荧光光度法测定了 ［6 ］ ［7 ］ 食品中总 砷 含 量 、 陆地水中痕量砷 、 药品中砷 的含 量 铅
重金属是指比 重 大 于 5 的 金 属， 在人体中累积 达到一定程度， 会造成慢性中毒． 重金 属 主 要 有 Au、 Ag、 Cu、 Pb、 Ni、 Co、 Cr、 Hg、 Cd、 As 等 45 种， 其中 对 人 Hg、 Cd、 As、 Cr 等． 这些 重 金 属 体危害 最 大 的有 Pb、 在水中不能被分解， 在 微 生物的 作 用 下 能 够 转 化 为 毒性更强的金属化合物． 生物从环境中摄取重金属， 经过食物链的生物 放大 作 用， 在 较高 级 生物 体内 富 集， 然后通过食物 进 入 人 体， 危害 人 体 健康． 众 所 周 知的水俣病 ( 汞 污染 ) 和 骨 痛 病 ( 镉 污染 ) 就 是 由 重 ［1 ］ 金属污染 造 成的 ． 因此， 对重 金 属 的 防 治 刻 不 容 缓， 从而对于重金属的检测又显得尤为重要． 本文介 绍了多种检 测 重 金 属 的方法， 并 期 待 更 高 效、 更灵 敏、 更方便的方法出现．
金属离子的检测就显得尤为重要． 介绍了常见的用于重金属离子检测的技术， 包括 原 子荧 光光度法、 电感耦合等离 子体质谱法、 电感耦合等离子发射光谱法、 高效液相 色 谱 法、 酶 分析法、 生物 传感 器、 免 疫 分析法． 并讨 论 了 现 存 重 金属检测技术存在的问题和未来检测技术的发展方向． 关键词: 重金属; 检测技术; 发展方向 中图分类号: X830． 2 文献标识码: A 3757 ( 2011 ) 01002907 文章编号: 1006-
第 17 卷第 1 期 2011 年03 月
分析测试技术与仪器 ANALYSIS AND TESTING TECHNOLOGY AND INSTRUMENTS
Volume 17 Number 1 Mar． 2011

专论( 29 ～ 35 )
重 金 属 检 测 方 法 的 研 究 进 展
姚振兴， 辛晓东， 司
摘
维， 赵
杰， 陈国栋， 赵
伟， 杨
健， 杜
斌
( 济南大学 资源与环境学院，山东 济南 250022 ) 要: 重金属离子污染日益成为环境污染的重点， 危害人体的健康． 因此， 对重金属的防治工作刻不容缓， 对于重
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分析测试技术与仪器
第 17 卷
体与质谱连用， 利 用 电 感 耦 合 等 离 子体 使样 品 汽 化 并原子化， 将待测金属分离出来， 从而进入质谱依据 元素质量特征进行 测定． 电 感 耦 合 等 离 子体 质 谱 法 具有的检出限比原 子吸收 法 更 低， 是最先进的痕量 分析方法， 但是其价格昂贵， 易受污染． 孙明星等 采用 酸 消 解 高 锰 酸钾 氧 化、 甲醇溶 剂化， 电感耦合等 离 子体 质 谱 法 同 时 测定 化 肥 中的 Cd、 As、 Pb、 Hg， 微量元素 Cr、 克 服 了 化学 法、 原 子吸 收法测定上述元素灵敏度不高、 分析时间长等不足， 也避免了汞需分离 后单 独 测定的 麻烦， 该 方法的 回 收率 为 67% ～ 115% ， 完全 能 满足 微 量 及 痕 量 元 素 的分析要求． 王娜 采用微波消 解 － 电 感 耦 合 等 离 子体质谱法测定 土 壤 中 砷 的含 量． 样 品经 过 微 波 消 解， 在线加入 内标 校 正， 通过 修 正 方 程 校 正 质量干 ， 扰 测定 砷 元 素 的 检出限 为 0． 01 mg / kg， 样 品 分析 结果的变异系数为 1． 6% ～ 2． 4% ( n = 6 ) ， 加标回收 ［14 ］ 率在 84． 0% ～ 96． 8% ． 苏永祺等 采用微波高压消 化仪消解奶粉样 品， 以 电 感 耦 合 等 离 子体 质 谱 法测 当 Cr 浓 度在 定奶粉 中的 Cr 含 量． 实验 结果 显 示， 1 ～ 500 μg / L 时， 呈良好的 线 性关系， 测得的 相 对标 准 偏 差 为 0． 92% ～ 4． 21% ， 回 收 率 为 95． 6% ～ 102. 2% ， 并且该结果与采用干灰化 － 原子吸收 石墨 炉法测定的结果一致． 电感耦合等离子体质谱法还用来检测 5 类木腐 Cu、 Pb 和 Zn 的含 量［15］， 真菌中 Cd、 药物中 重 金 属 Cd、 In、 Sn、 Sb、 Pd 等 的含 量 ， 如 As、 调 味 品 中 As ［17 ］ Cd 的含 量［18］， 的含量 ， 海带、 紫 菜 中 Pd、 地球 样 品中 V 和 Cr 的含量 ． 1 ． 3 电感耦合等离子发射光谱法 高频感应电流产生的高温将反应气加热、 电离， 利用待测元素发出 的 特 征 谱 线 对 其 进 行 测定， 特征 谱线的强度与该重 金 属 的 量 成 正 比． 电 感 耦 合 等 离 子发射光谱 法 具 有 受 干扰小、 灵敏 度 高、 线性范围 宽、 可同时测量或 依次 顺序 测 量 多 种 重 金 属 元 素 等 优点． 但是比起电感耦合等离子体质谱法， 灵敏度略 Hg 等以外的 绝 大部 分 重 金 属 的测 低， 可用于除 Cd、 定． 采用 电 感 耦 合 等 离 子发 射 光 谱 法 Cr、 As， 同时测定防腐处理后木材中可溶 性 Cu、 在最 优化实验条件下， 该方法在 0． 5 ～ 10． 0 mg / L 范围内 Cu、 Cr、 As 的检出限分别为 0． 003 、 0． 010 、 线性良好， 0． 070 mg / L， 相 对标准 偏 差 为 0． 5% ～ 1． 2% ， 加标 回收 率 为 97% ～ 102% ， 与 原 子吸收 光 谱 法的测定 方刑有等