毕设文献综述

燕山大学

本科毕业设计（论文）文献综述

课题名称：土壤中重金属离子检

测方法的研究

学院（系）：环境与化学工程学院

年级专业： 2010级材料化学

学生姓名：刘茜

指导教师：李阿丹

完成日期： 2014.03.25

一、课题国内外现状

近年来，随着工业、农业和交通运输业的迅速发展，通过各种途径进入土壤环境中的有害重金属（如Zn、Cu、Pb、Cd、Cr 等）不断增加，对农产品造成日益严重的污染和危害，生活水平的提高也促使人们更加关注果品和农产品的卫生质量问题。不仅是重金属在生物体内的积累效应会对人类的健康造成潜在地威胁，重金属超标还会造成环境污染。

土壤重金属污染是全世界面临的一个重要环境问题。因此,土壤中的重金属离子的检测手段已成为现代分析化学特别是环境分析化学领域的一个热门研究方向。国内外很多学者对土壤系统中重金属离子来源、分布、迁移及其环境影响进行了研究，主要测定了重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg等在土壤中的含量。

Bilos等人研究显示：城市中污染源较多，可释放大量重金属进入大气和土壤，因此城市绿地土壤的植物受重金属污染更为严重，人类活动越密集的地区重金属污染越严重[1]。用火焰原子吸收光谱法测出城市土壤中重金属的含量（例如Cd、Cu、Pb、Zn）与工业化程度密切相关。Madrid等人对西班牙塞维利亚市主要公园和绿地土壤重金属含量用原子吸收分光光度分析法调查显示，位于居住、休闲地区的土壤样点的Pb、Zn和Cu（尤其是Cu）的含量超出人们可接受的范围[2]。Albasel等人采用电感耦合等离子体质谱法检测土壤样品，研究发现，土壤Cu、Pb、Zn的含量在逐渐远离公路时而迅速降低[3]。

在中国，土壤研究尚不成熟。但是这些研究的兴起，使人们逐渐认识到土壤重金属的特殊性、复杂性和其对生态环境的重要影响。卢瑛、马建华、管东生等采用多种检测方法得出一致的研究结果，结果表明同一城市的土壤重金属含量存在显著的空间差异，即使在较短距离内重金属含量也会完全不同。在不同的城市之间，同一种重金属的含量也存在显著差异。由于城市的建设，如建筑、修路等以及工业废气物、生活垃圾、交通运输废气等的排放，城市土壤剖面常遭受严重改变，土壤中有许多不同来源物质的混入，最终导致自然土壤发生层被破坏。

土壤重金属检测是一项长期的工作，要求各种检测手段向更高灵敏度、更高选择性、更方便快捷的方向发展，不断推出新的方法来解决遇到的新的

分析问题。

二、研究主要成果

2.1火焰原子吸收光谱法（AAS）

火焰原子吸收光谱法是标准检验方法中的一种，最低检出限为4ug/ml。操作简单，分析速度快，测定高浓度元素时干扰小、信号稳定。王小燕等提出了在样品中加入吐温280作增敏剂的增敏法，免去了样品的前处理，其他金属离子的存在不再干扰铅的检测结果。在检测镉时，用改性花生壳固相萃取-原子吸收光谱法可以成功地测定样品中的痕量镉；潘锦武在酸性条件下加入KI-MBK 进行萃取，解决了食品基体物质干扰问题，提高了检测结果的准确性。

2.2电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）

电感耦合等离子体质谱法是将电感耦合等离子体与质谱连用，利用电感耦合等离子体使样品气化并原子化，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。

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微量元素Cr、Cd、As、Pb、Hg，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[4]。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[5]。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定奶粉中的Cr 含量[6]。实验结果显示，当Cr 浓度在1～500 g /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 类木腐真菌中Cd、Cu 、Pb 和Zn 的含量，药物中重金属如As、Cd、In、Sn、Sb、Pd 等的含量，调味品中As的含量，海带、紫菜中Pd、Cd 的含量，地球样品中V和Cr 的含量

[7-11]。

2.3 电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）

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。方刑有等采用电感耦合等离子发射光谱法同时测定防腐处理后木材中可溶性Cu、Cr、As，在最优化实验条件下，该方法在0.5～10.0 mg /L 范围内线性良好，Cu、Cr、As 的检出限分别为0.003、0.010、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结果相吻合[12]。采用电感耦合等离子发射光谱法同时测定防腐处理后木材中可溶性Cu、Cr、As，方法快速简便，灵敏度高，精密度与准确度均符合要求。

李海峰等采用DPTA 浸提剂提取土壤中有效Cu、Zn、Fe、Mn，然后用电感耦合等离子体－原子发射光谱法快速测定，Cu、Zn、Fe、Mn 的检出限依次为0.011、0.017、0.006、0.013 mg /L，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%[13]。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谱法实现对水溶中Bi2 +、Cd2 +、Co2 +、Cu2 +、Fe3 +、Ni2 +、Pb2 +、Zn2 +浓度的检测[14]。在最优化的条件下，该方法对Bi2 +、Cd2 +、Co2 +、Cu2 +、Fe3 +、Ni2 +、Pb2 +、Zn2 +的检测限分别为1.3、1.0、0.8、0.3、14.7、0.5、5.5和0.1ng /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对于检测环境水样中痕量的Cd、Co、Cr、Ni、Pb和Zn，检测Cr3 +和Cr6 +，矿石中的Au、W 含量，测定大气颗粒物中重金属Mn、Ni、Cd、Cu、Pb 含量等，都取得了不错的效果[15-19]。

2.4高效液相色谱法

痕量金属离子与有机试剂形成稳定的有色络合物，然后用HPLC分离，紫外—可见检测器检测，可实现多元素同时测定。卟啉类试剂具有灵敏度高，能和多种金属元素生成稳定的络合物，目前已广泛用作HPLC测定金属离子的衍生试剂。但络合试剂的选择有限，给HPLC的广泛应用带来了局限性。

2.5原子吸收分光光度分析法

原子吸收分光光度分析法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基