一重金属的定义与危害
重金属主要指密度大于5 g/cm³的金属元素(如铅镉汞砷铬等),具有生物毒性难降解性和生物富集性。
- 污染来源:工业排放矿山开采农业化肥等;
- 健康风险:通过食物链累积,导致慢性中毒(如肾功能损伤神经毒性致癌) 1;
- 环境威胁:污染土壤水体,破坏生态系统稳定性 12。
二主流检测技术分类及原理
1. 实验室高精度方法
需复杂前处理,配合大型仪器分析:
- 原子光谱法
- 火焰原子吸收光谱法(FAAS):适用于铅镉铜等常规元素,检出限约mg/L级。
- 石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS):灵敏度提升至μg/L级,适于痕量镉铅。
- 等离子体技术
- 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES):多元素同时检测,线性范围宽。
- 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS):检出限最低(ng/L级),可分析超痕量重金属。
- 分光光度法:基于显色反应,成本低但特异性较差 12。
2. 现场快速检测技术
满足应急监测与便携需求:
- 阳极溶出伏安法(ASV)
- 原理:电化学富集-溶出,测量氧化电流;
- 优势:仪器便携检出限低(0.1–50 μg/L),支持铜铅镉等现场检测。
- 免疫学方法
- 酶联免疫吸附(ELISA):利用抗体-抗原反应,特异性识别砷汞等形态 12;
- 胶体金试纸条:半定量筛查,10分钟内可视结果,适于大样本初筛 12。
3. 形态分析技术
针对毒性依赖化学形态的元素(如砷汞):
- 液相色谱-ICP-MS联用:分离有机砷(低毒)与无机砷(高毒) 12;
- 氢化物发生-原子荧光法(HG-AFS):专用于砷汞的形态分析。
三样品前处理关键技术
去除有机基质,释放目标金属离子:
注:酸体系选择至关重要(如硝酸处理含汞样品易损失,需添加氧化剂稳定)。
四技术选择与发展趋势
选择依据
- 精度要求:超痕量首选ICP-MS,常规监测可用FAAS;
- 样品通量:多元素高通量选ICP-AES,单元素深度分析用GFAAS;
- 场景限制:实验室检测注重准确性,现场应急优先便携设备(如ASV)。
创新方向
- 纳米材料增强传感:提升免疫检测的灵敏度和抗干扰性 12;
- 微流控芯片集成:实现“样品进-结果出”全自动检测 12;
- 原位质谱技术:减少前处理步骤,直接分析固体样品。
五标准化与质量控制
- 方法验证:需满足回收率(80–120%)重复性(RSD<5%)等指标;
- 污染防控:实验器具需硝酸蒸洗,避免本底污染;
- 标准物质:使用国家一级标准物质校准仪器。
附录:主要检测方法性能对比
本文依据药典
1食品安全标准及环境监测规范撰写,技术进展综合学术界研究12,确保内容权威性与时效性。实际应用中需根据样品基质目标元素及法规要求灵活选择方法体系。