检测重金属离子的技术，仪器有哪些 重金属离子有哪些检测方法
\u6c34\u6eb6\u6db2\u4e2d\u91cd\u91d1\u5c5e\u79bb\u5b50\u7528\u4ec0\u4e48\u4eea\u5668\u8fdb\u884c\u68c0\u6d4b\u3000\u3000\u6c34\u6eb6\u6db2\u4e2d\u7684\u91cd\u91d1\u5c5e\u79bb\u5b50\u53ef\u4ee5\u7528\uff1aAAS\u539f\u5b50\u5438\u6536\u5149\u8c31\u3001ICP-OES\u7535\u611f\u8026\u5408\u7b49\u79bb\u5b50\u4f53\u53d1\u5c04\u5149\u8c31\u6cd5\u3001ICP-MS\u7535\u611f\u8026\u5408\u7b49\u79bb\u5b50\u4f53\u8d28\u8c31\u6cd5\u6765\u6d4b\u5b9a\uff1b\u5982\u679c\u5143\u7d20\u6709\u8367\u5149\u7279\u6027\uff08\u5982\u7837\u3001\u9549\u3001\u94c5\u3001\u6c5e\u7b49\u7b49\uff09\uff0c\u8fd8\u53ef\u4ee5\u7528\u539f\u5b50\u8367\u5149\u6cd5\u6d4b\u5b9a\uff0c\u8fd8\u6709X\u884d\u5c04\u7b49\u7b49\u3002
\u91cd\u91d1\u5c5e\u5927\u591a\u6570\u662f\u9633\u79bb\u5b50\uff0c\u79bb\u5b50\u8272\u8c31\u4e3b\u8981\u7528\u6765\u6d4b\u5b9a\u9634\u79bb\u5b50\u7684\u3002\u53ef\u4ee5\u7528\u539f\u5b50\u5438\u6536\u4eea\u5668,\u7b49\u79bb\u5b50\u4f53\u53d1\u5c04\u5149\u8c31\u4eea,\u7b49\u79bb\u5b50\u4f53\u8d28\u8c31\u4eea\u8fdb\u884c\u68c0\u6d4b\u3002
\u5730\u8868\u6c34\u73af\u5883\u8d28\u91cf\u6807\u51c6\uff08GB3838\uff09\u4e2d\u6709\u591a\u79cd\u91cd\u91d1\u5c5e\u7684\u591a\u79cd\u68c0\u6d4b\u65b9\u6cd5\u6807\u51c6\u3002
常规的方法有原子吸收光谱、原子发射光谱等，但是只能测ppm级别的，而飞秒检测方法则可以精确测定ppb及更低浓度的金属离子。从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡等。我们从自然性、毒性、活性和持久性、生物可分解性、生物累积性，对生物体作用的加和性等几个方面对重金属的危害稍作论述。
通常认可的重金属分析方法有：紫外可分光光度法（UV）、原子吸收法（AAS）、原子荧光法（AFS）、电感耦合等离子体法（ICP）、X荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）。除上述方法外，更引入光谱法来进行检测，精密度更高，更为准确！
日本和欧盟国家有的采用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）分析，但对国内用户而言，仪器成本高。也有的采用X荧光光谱（XRF）分析，优点是无损检测，可直接分析成品，但检测精度和重复性不如光谱法。最新流行的检测方法--阳极溶出法，检测速度快，数值准确，可用于现场等环境应急检测。
（一）原子吸收光谱法（AAS）
原子吸收光谱法是20世纪50年代创立的一种新型仪器分析方法，它与主要用于无机元素定性分析的原子发射光谱法相辅相成，已成为对无机化合物进行元素定量分析的主要手段。
原子吸收分析过程如下：1、将样品制成溶液（同时做空白）；2、制备一系列已知浓度的分析元素的校正溶液（标样）；3、依次测出空白及标样的相应值；4、依据上述相应值绘出校正曲线；5、测出未知样品的相应值；6、依据校正曲线及未知样品的相应值得出样品的浓度值。
现在由于计算机技术、化学计量学的发展和多种新型元器件的出现，使原子吸收光谱仪的精密度、准确度和自动化程度大大提高。用微处理机控制的原子吸收光谱仪，简化了操作程序，节约了分析时间。现在已研制出气相色谱—原子吸收光谱（GC-AAS）的联用仪器，进一步拓展了原子吸收光谱法的应用领域。
（二）紫外可见分光光度法（UV）
其检测原理是：重金属与显色剂—通常为有机化合物，可于重金属发生络合反应，生成有色分子团，溶液颜色深浅与浓度成正比。在特定波长下，比色检测。
分光光度分析有两种，一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定；另一种是生成有色化合物，即“显色”，然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见光区有吸收，但因一般强度较弱，所以直接用于定量分析的较少。加入显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定，这是目前应用最广泛的测试手段。显色剂分为无机显色剂和有机显色剂，而以有机显色剂使用较多。大多当数有机显色剂本身为有色化合物，与金属离子反应生成的化合物一般是稳定的螯合物。显色反应的选择性和灵敏度都较高。有些有色螯合物易溶于有机溶剂，可进行萃取浸提后比色检测。近年来形成多元配合物的显色体系受到关注。多元配合物的指三个或三个以上组分形成的配合物。利用多元配合物的形成可提高分光光度测定的灵敏度，改善分析特性。显色剂在前处理萃取和检测比色方面的选择和使用是近年来分光光度法的重要研究课题。
（三）原子荧光法（AFS）
原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激以下所产生的荧光发射强度，以此来测定待测元素含量的方法。
原子荧光光谱法虽是一种发射光谱法，但它和原子吸收光谱法密切相关，兼有原子发射和原子吸收两种分析方法的优点，又克服了两种方法的不足。原子荧光光谱具有发射谱线简单，灵敏度高于原子吸收光谱法，线性范围较宽干扰少的特点，能够进行多元素同时测定。原子荧光光谱仪可用于分析汞、砷、锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉锌等11种元素。现已广泛用环境监测、医药、地质、农业、饮用水等领域。在国标中，食品中砷、汞等元素的测定标准中已将原子荧光光谱法定为第一法。
气态自由原子吸收特征波长辐射后，原子的外层电子从基态或低能态会跃迁到高能态，同时发射出与原激发波长相同或不同的能量辐射，即原子荧光。原子荧光的发射强度If与原子化器中单位体积中该元素的基态原子数N成正比。当原子化效率和荧光量子效率固定时，原子荧光强度与试样浓度成正比。
现已研制出可对多元素同时测定的原子荧光光谱仪，它以多个高强度空心阴极灯为光源，以具有很高温度的电感耦合等离子体（ICP）作为原子化器，可使多种元素同时实现原子化。多元素分析系统以ICP原子化器为中心，在周围安装多个检测单元，与空心阴极灯一一成直角对应，产生的荧光用光电倍增管检测。光电转换后的电信号经放大后，由计算机处理就获得各元素分析结果。
（四）电化学法—阳极溶出伏安法
电化学法是近年来发展较快的一种方法，它以经典极谱法为依托，在此基础上又衍生出示波极谱、阳极溶出伏安法等方法。电化学法的检测限较低，测试灵敏度较高，值得推广应用。如国标中铅的测定方法中的第五法和铬的测定方法的第二法均为示波极谱法。
阳极溶出伏安法是将恒电位电解富集与伏安法测定相结合的一种电化学分析方法。这种方法一次可连续测定多种金属离子，而且灵敏度很高，能测定10-7-10-9mol/L的金属离子。此法所用仪器比较简单，操作方便，是一种很好的痕量分析手段。我国已经颁布了适用于化学试剂中金属杂质测定的阳极溶出伏安法国家标准。
阳极溶出伏安法测定分两个步骤。第一步为“电析”，即在一个恒电位下，将被测离子电解沉积，富集在工作电极上与电极上汞生成汞齐。对给定的金属离子来说，如果搅拌速度恒定，预电解时间固定，则m=Kc，即电积的金属量与被测金属离了的浓度成正比。第二步为“溶出”，即在富集结束后，一般静止30s或60s后，在工作电极上施加一个反向电压，由负向正扫描，将汞齐中金属重新氧化为离子回归溶液中，产生氧化电流，记录电压-电流曲线，即伏安曲线。曲线呈峰形，峰值电流与溶液中被测离了的浓度成正比，可作为定量分析的依据，峰值电位可作为定性分析的依据。
示波极谱法又称“单扫描极谱分析法”。一种极谱分析新力一法。它是一种快速加入电解电压的极谱法。常在滴汞电极每一汞滴成长后期，在电解池的两极上，迅速加入一锯齿形脉冲电压，在几秒钟内得出一次极谱图，为了快速记录极谱图，通常用示波管的荧光屏作显示工具，因此称为示波极谱法。其优点：快速、灵敏。
（五）X射线荧光光谱法（XRF）
X射线荧光光谱法是利用样品对x射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的一种方法。它具有分析迅速、样品前处理简单、可分析元素范围广、谱线简单，光谱干扰少，试样形态多样性及测定时的非破坏性等特点。它不仅用于常量元素的定性和定量分析，而且也可进行微量元素的测定，其检出限多数可达10-6。与分离、富集等手段相结合，可达10-8。测量的元素范围包括周期表中从F-U的所有元素。多道分析仪，在几分钟之内可同时测定20多种元素的含量。
x射线荧光法不仅可以分析块状样品，还可对多层镀膜的各层镀膜分别进行成分和膜厚的分析。
当试样受到x射线，高能粒子束，紫外光等照射时，由于高能粒子或光子与试样原子碰撞，将原子内层电子逐出形成空穴，使原子处于激发态，这种激发态离子寿命很短，当外层电子向内层空穴跃迁时，多余的能量即以x射线的形式放出，并在教外层产生新的空穴和产生新的x射线发射，这样便产生一系列的特征x射线。特征x射线是各种元素固有的，它与元素的原子系数有关。所以只要测出了特征x射线的波长λ，就可以求出产生该波长的元素。即可做定性分析。在样品组成均匀，表面光滑平整，元素间无相互激发的条件下，当用x射线（一次x射线）做激发原照射试样，使试样中元素产生特征x射线（荧光x射线）时，若元素和实验条件一样，荧光x射线强度与分析元素含量之间存在线性关系。根据谱线的强度可以进行定量分析
（六）电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）
ICP-MS的检出限给人极深刻的印象，其溶液的检出限大部份为ppt级，实际的检出限不可能优于你实验室的清洁条件。必须指出，ICP-MS的ppt级检出限是针对溶液中溶解物质很少的单纯溶液而言的，若涉及固体中浓度的检出限，由于ICP-MS的耐盐量较差，ICP-MS检出限的优点会变差多达50倍，一些普通的轻元素（如S、
Ca、Fe 、K、 Se）在ICP-MS中有严重的干扰，也将恶化其检出限。
ICP-MS由作为离子源ICP焰炬，接口装置和作为检测器的质谱仪三部分组成。
ICP-MS所用电离源是感应耦合等离子体（ICP），其主体是一个由三层石英套管组成的炬管，炬管上端绕有负载线圈，三层管从里到外分别通载气，辅助气和冷却气，负载线圈由高频电源耦合供电，产生垂直于线圈平面的磁场。如果通过高频装置使氩气电离，则氩离子和电子在电磁场作用下又会与其它氩原子碰撞产生更多的离子和电子，形成涡流。强大的电流产生高温，瞬间使氩气形成温度可达10000k的等离子焰炬。被分析样品通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中，然后进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等离子体中心区，等离子体的高温使样品去溶剂化，汽化解离和电离。部分等离子体经过不同的压力区进入真空系统，在真空系统内，正离子被拉出并按照其质荷比分离。在负载线圈上面约10mm处,焰炬温度大约为8000K,在这么高的温度下,电离能低于7eV的元素完全电离，电离能低于10.5ev的元素电离度大于20%。由于大部分重要的元素电离能都低于10.5eV，因此都有很高的灵敏度，少数电离能较高的元素，如C，O，Cl，Br等也能检测，只是灵敏度较低。
（七）飞秒检测方法
飞秒检测主要利用飞秒激光研究各种化学过程和物质组成，包括化学键断裂，新键形成，质子传递和电子转移，化合物异构化，分子解离，反应中间产物及最终产物的速度、角度和态分布，溶液中的化学反应以及溶剂的作用，分子中的振动和转动对化学反应的影响等。飞秒检测为当今先进的检测技术，通过观测分子、原子、电子、原子核、官能团等粒子飞秒级（一千万亿分之一秒，即10-15s）的振动、能级跃迁，可以很方便的判断物质组成和含量。飞秒检测技术可以用于未知物分析、配方分析还原、工业诊断、卫星遥感、超级计算、痕量检测分析等方面。
绛旓細姘存憾娑閲嶉噾灞绂荤敤锛欰AS鍘熷惛鏀跺厜璋便両CP-OES鐢佃﹀悎绛夌浣撳彂灏勫厜璋便両CP-MS鐢佃﹀悎绛夌浣撹川璋娴嬪畾锛涘厓绱犺崸鍏夌壒鎬э紙鐮枫侀晧銆侀搮銆佹睘绛夌瓑锛夌敤鍘熻崸鍏夋祴瀹歑琛嶅皠绛夌瓑 閲嶉噾灞炴暟闃崇绂昏壊璋变富瑕佺敤娴嬪畾闃寸鐢ㄥ師鍚告敹浠櫒,绛夌浣撳彂灏勫厜璋变华,绛夌浣撹川璋变华杩涜妫娴 ...
绛旓細鏍规嵁杩欎釜瀹氬緥锛屾垜浠彲浠ラ氳繃娴嬮噺娑堝厜搴︾殑鍙樺寲锛岃绠楀嚭寰呮祴婧舵恫鐨勬祿搴2銆傚叿浣撴搷浣滀腑锛屼华鍣鍐呴儴浼氳嚜鍔ㄦ祴閲廍2/E1鐨勫硷紝杩欐槸浠櫒鍐呴儴宸茬煡鐨勩傜敤鎴峰彧闇瑕佽緭鍏ユ爣鍑嗘憾娑茬殑娴撳害C1锛屼华鍣ㄥ氨浼氳嚜鍔ㄨ繘琛岃绠楋紝骞舵樉绀篊2鐨娴嬪畾缁撴灉銆傝繖涓繃绋嬫棦蹇熷張绮剧‘锛屾湁鏁堣В鍐充簡閲嶉噾灞炴娴嬬殑闅鹃銆
绛旓細鎴戞槸浠庝簨鐜鐩戞祴宸ヤ綔鐨勶紝浠ヤ笅鏄粠鐩戞祴瑙掑害鍑哄彂鐨勫洖绛旓細瀵逛簬姘翠腑閲嶉噾灞炵瀛愮殑閴村埆锛岄氬父鍒嗕负姹烇紙鍖呮嫭绫婚噾灞炵牱銆佺锛屾娴鏂规硶涓庢睘鐩镐技锛夈侀摤锛堝寘鎷叚浠烽摤銆佷笁浠烽摤銆佹婚摤锛変互鍙婂叾浠栭噾灞炲厓绱犱笁澶х被銆1. 姹炵殑妫娴嬫柟娉曚富瑕佹湁鍐峰師瀛愬惛鏀舵硶涓庡師瀛愯崸鍏夋硶銆傚喎鍘熷瓙鍚告敹娉曞埄鐢ㄥ己姘у寲鍓傛秷瑙ｆ牱鍝侊紝灏嗘睘姘у寲涓+2浠凤紝...
绛旓細濡傞摐銆侀晧銆佹睘銆侀搮鍜岄挻绛夈傚疄楠岃瘉鏄庯紝璇ユ娴嬭繃绋嬬畝渚裤佺伒鏁忓害楂橈紝涓洪噸閲戝睘绂诲瓙鐨勫揩閫熷畾鎬у拰瀹氶噺鍒嗘瀽鎻愪緵浜嗕竴绉嶆湁鏁堢殑娴嬮噺鎵嬫銆傝繖浜涚爺绌舵垚鏋滀负鍩轰簬QCM鎶鏈殑閲嶉噾灞炵瀛愭娴嬫彁渚涗簡瀹炵敤鐨勩佺畝渚垮揩鎹风殑鏂规硶锛屽叿鏈夋瀬楂樼殑瀹炵敤浠峰笺傛娣卞叆浜嗚В宸ヤ笟搴熸按涓閲嶉噾灞炵瀛愮殑妫娴嬫妧鏈紝璇疯闂笂娴锋湁鑹茬綉鑾峰彇鏇村淇℃伅銆
绛旓細甯歌閲戝睘绂诲瓙娴嬪畾鏈塈CP銆両C銆丄AS绛夛紝姣旇緝甯哥敤鐨勬槸ICP-AES/OES娴嬪畾娴撳害鑼冨洿杈冮珮锛屽彲娴嬭瘯ppm绾у埆锛汭CP-MS娴嬪畾浣庢祿搴﹂噾灞炵瀛愶紝ppb绾у埆锛屽潎鍙敤浜庡悓鏃舵祴瀹氬绉嶉噾灞炵瀛愩侫AS娴嬪畾鍗曞厓绱犳祿搴︼紝鍙敤浜巔pb绾у埆娴嬪畾銆侷C鍙祴瀹氶槾闃崇瀛愶紝鍙槸闇瑕佷笉鍚岀殑绂诲瓙浜ゆ崲鏌便侴C涓嶅悓鐢ㄤ簬娴嬪畾閲嶉噾灞炵瀛愶紝绱鍙娴嬪畾瑕佹眰杈冮珮...
绛旓細缁滃悎婊村畾娉曪紝鍏夎氨娉曪紝鍒嗗厜鍏夊害娉曠瓑绛 缁滃悎婊村畾娉曡澶囩畝鍗曚究瀹滐紝鎿嶄綔澶嶆潅锛屾牱鍝侀渶姹傞噺澶э紝绮惧害浣 鍏夎氨娉曪紝璁惧鏄傝吹锛屾搷浣滅畝鍗曪紝鏍峰搧闇姹傞噺灏忥紝绮惧害楂 鍒嗗厜鍏夊害鍙戯紝璁惧浠锋牸閫備腑锛屾搷浣滈噺閫備腑锛屾牱鍝侀渶姹傞噺灏忥紝绮惧害涓鑸
绛旓細\x0d\x0a浜屻閲嶉噾灞炵殑瀹氶噺妫娴嬫妧鏈\x0d\x0a閫氬父璁ゅ彲鐨勯噸閲戝睘鍒嗘瀽鏂规硶鏈:绱鍙垎鍏夊厜搴︽硶(UV)銆佸師瀛愬惛鏀舵硶(AAS)銆佸師瀛愯崸鍏夋硶(AFS)銆佺數鎰熻﹀悎绛绂诲瓙浣撴硶(ICP)銆乆鑽у厜鍏夎氨(XRF)銆佺數鎰熻﹀悎绛夌瀛愯川璋辨硶(ICP-MS)銆傞櫎涓婅堪鏂规硶澶,鏇村紩鍏ュ厜璋辨硶鏉ヨ繘琛妫娴,绮惧瘑搴︽洿楂,鏇翠负鍑嗙‘!\x0d\x0a鏃ユ湰鍜屾鐩熷浗瀹舵湁...
绛旓細姹℃煋鐗╁鐢熺墿浣撶殑浣滅敤鍔犲拰鎬ф湁涓ょ被:涓绫绘槸鍗忓悓浣滅敤,娣峰悎姹℃煋鐗╀娇鍏跺鐜鐨勫嵄瀹虫瘮姹℃煋鐗╄川鐨勭畝鍗曠浉鍔犳洿涓轰弗閲;鍙︿竴绫绘槸鎷姉浣滅敤,姹℃煋鐗╁叡瀛樻椂浣垮嵄瀹充簰鐩稿墛寮便備簩銆閲嶉噾灞炵殑瀹氶噺妫娴嬫妧鏈閫氬父璁ゅ彲鐨勯噸閲戝睘鏁扮粍鍒嗘瀽鏂规硶鏈:绱鍙垎鍏夊厜搴︽硶(UV)銆佸師瀛愬惛鏀舵硶(AAS)銆佸師瀛愯崸鍏夋硶(AFS)銆佺數鎰熻﹀悎绛绂诲瓙浣撴硶(ICP)銆乆鑽у厜...
绛旓細鎰熷簲鑰﹀悎绛绂诲瓙浣撹川璋憋紙IPC-MS锛夋槸涓绉嶇敤浜妫娴嬮噸閲戝睘鍜屽叾浠栧厓绱犳祿搴︾殑楂樺害鏁忔劅鍜岀簿纭殑鍒嗘瀽鎶鏈銆傚叾鍩烘湰鍘熺悊娑夊強鏍峰搧鐨勫師瀛愬寲鍜岀數绂伙紝浠ュ強闅忓悗瀵逛骇鐢熺殑绂诲瓙杩涜鍒嗘瀽銆1銆佹牱鍝佸紩鍏ヤ笌鍘熷瓙鍖 棣栧厛锛屾恫鎬佹垨婧惰В鐨勫浐鎬佹牱鍝侀氳繃鍠烽浘鍣ㄨ寮曞叆鍒颁竴涓甫鐢电殑绛夌瀛愪綋姘斾綋锛堥氬父鏄癌姘旓級涓傞珮娓╃殑绛夌瀛愪綋锛堣兘杈惧埌...
绛旓細鐢靛寲瀛﹀垎鏋愭硶妫娴嬮噸閲戝睘涓昏鍖呮嫭浼忓畨娉曘佹瀬璋辨硶鍜绂诲瓙閫夋嫨鎬х數鏋佹硶绛夈傜數鍖栧鍒嗘瀽鐨勬祴閲忎俊鍙锋槸鐢靛銆佺數浣嶃佺數娴併佺數閲忕瓑鐢典俊鍙凤紝鎵浠ョ數鍖栧鍒嗘瀽鐨勪华鍣瑁呯疆杈冧负绠鍗曪紝鏄撲簬鑷姩鍖栧拰杩炵画鍒嗘瀽锛屾槸涓绉嶅叕璁ょ殑蹇熴佺伒鏁忋佸噯纭殑寰噺鍜岀棔閲忓垎鏋愭柟娉曘3銆佸熀浜 QCM鎶鏈殑妫娴嬫柟娉 鐭宠嫳鏅朵綋寰ぉ骞虫槸涓绉嶅熀浜庡帇鐢垫晥搴...
