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关于重金属测试,你需要知道这些

创建时间:2025-02-19 10:28
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重金属测试是对环境、生物、食品、工业产品等样品中重金属元素含量进行检测的过程。

 

一.测试对象

1.环境样品

①土壤

土壤中的重金属来源广泛,包括工业废弃物排放、农药化肥的使用、大气沉降等。检测土壤中的重金属可以了解土壤的污染状况,例如,对矿区周边土壤进行重金属检测,重点关注铜(Cu)、锌(Zn)、铅、镉等与矿产开采和加工相关的重金属元素。

②水体

包括地表水(河流、湖泊、水库等)、地下水和海水。工业废水、生活污水以及雨水冲刷等都可能导致水体受到重金属污染。例如,电镀废水可能含有大量的铬、镍(Ni)等重金属,对地表水和地下水造成严重污染。检测水体中的重金属通常会分析汞、镉、铅、铬、砷(As)等常见有害元素。

③大气颗粒物

大气中的重金属主要附着在颗粒物上,来源有工业烟囱排放、汽车尾气、沙尘等。例如,城市交通繁忙区域的大气颗粒物中可能含有铅、锌等重金属,这些重金属会随着呼吸进入人体,危害健康。

 

2.工业产品

①电子产品

如电路板、电池等。电子产品中可能含有铅、汞、镉、六价铬等重金属。例如,传统的含铅焊料在电子制造中有广泛应用,但由于铅的毒性,现在许多国家和地区都在限制其使用,通过重金属测试确保电子产品符合无铅化等环保要求。

②玩具

为防止儿童吞食或接触有害物质,玩具产品的材料(如塑料、涂料等)需要进行重金属测试,重点检测铅、汞、镉、锑(Sb)等元素。

 

二.测试方法

1.样品采集与预处理

①样品采集

根据测试对象和目的采用不同的采集方法。对于土壤样品,一般采用多点混合采样法,在一定区域内设置多个采样点,将采集的土壤混合均匀后作为一个样品。水体样品采集要考虑水体的类型、深度和流速等因素,使用专业的采水器在不同位置和深度采集水样。生物样品采集要确保样品具有代表性,例如采集植物样品时,要选择不同生长阶段和不同部位的植物组织。

②样品预处理

采集后的样品通常需要进行预处理,以便后续的测试分析。预处理方法包括消解、提取、净化等。例如,对于土壤和植物样品,常用酸消解方法将样品中的重金属元素从固体基质中释放出来,转化为可溶性的离子状态。对于食品样品,可能需要采用合适的提取方法将重金属从食品基质中分离出来,如使用有机溶剂或酸性溶液进行提取。净化步骤则是去除样品提取液中的杂质,以减少对测试结果的干扰。

 

2.仪器分析方法

①原子吸收光谱法(AAS)

这是一种常用的重金属测试方法。其原理是基于原子对特定波长光的吸收特性来测定元素含量。它包括火焰原子吸收光谱法(FAAS)和石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)。FAAS 适用于检测较高浓度的重金属元素,如土壤和水样中浓度相对较高的铜、锌、铅等元素;GFAAS 则具有更高的灵敏度,可用于检测痕量重金属元素,如生物样品中的镉、汞等。

 

②原子发射光谱法(AES)

通过激发样品中的原子使其发射出特征光谱,根据光谱的波长和强度来测定元素含量。电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP - AES)是一种常用的 AES 技术,它可以同时测定多种重金属元素,具有分析速度快、线性范围宽等优点,常用于环境和工业样品的批量分析。

电感耦合等离子体质谱法(ICP - MS):这是一种高灵敏度、高选择性的分析方法。它将电感耦合等离子体(ICP)的高温电离特性与质谱(MS)的质量分析能力相结合,可以检测极低浓度的重金属元素,并且能够区分不同同位素。ICP - MS 在痕量重金属分析领域应用广泛,如在食品、生物和环境样品的超痕量重金属检测中发挥重要作用。

 

③比色法和分光光度法

基于重金属离子与特定试剂反应生成有色化合物,通过测量溶液颜色的深浅(吸光度)来确定重金属含量。这种方法操作相对简单、仪器设备要求较低,常用于一些对精度要求不是特别高的场合,如现场快速检测或初步筛选。例如,双硫腙分光光度法可用于检测铅、汞等重金属。

 

三.测试标准

①国际标准

国际标准化组织(ISO)制定了一系列关于重金属测试的标准,如 ISO 11885《水质 - 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP - AES)测定选定元素》,规定了使用 ICP - AES 技术检测水中多种重金属元素的方法,包括样品采集、预处理、仪器操作参数、校准方法和结果报告等内容。这些标准在全球范围内为环境、食品和工业产品等领域的重金属测试提供了统一的规范和指导。

欧盟等国际组织也出台了相关的法规和指令,如欧盟的《关于限制在电子电气设备中使用某些有害物质指令》(RoHS 指令),严格限制了电子电气设备中铅、汞、镉、六价铬等重金属的使用量,为电子产品的重金属测试提供了明确的标准。

 

②国内标准

在环境领域,我国有《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618 - 2018)和《地表水环境质量标准》(GB 3838 - 2002)等标准,规定了土壤和水体中各种重金属的限量标准以及相应的测试方法。这些标准对于我国的环境监测和污染治理具有重要的指导意义。

在食品安全领域,《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762 - 2017)明确了各类食品中铅、镉、汞、砷等重金属的限量标准,保障了我国消费者的食品安全。在工业产品方面,不同行业也有相应的标准,如玩具安全标准 GB 6675 - 2014,对玩具中的重金属含量作出了严格规定。

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