环境监测中的重金属元素分析方法探讨
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重金属检测方法全汇总(含AAS、AFS、ICP、HPLC等方法)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)。
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。
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。
X荧光光谱(XRF)分析,优点是无损检测,可直接分析成品。
1. 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。
这种方法根据被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。
A AS法检出限低,灵敏度高,精度好,分析速度快,应用范围广(可测元素达70多个),仪器较简单,操作方便等。
火焰原子吸收法的检出限可达到10的负9次方级(10ug/L),石墨炉原子吸收法的检出限可达到10ug/L,甚至更低。
原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测定尚有困难。
原子吸收分析过程如下:1、将样品制成溶液(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(G C-A A S)的联用仪器,进一步拓展了原子吸收光谱法的应用领域。
2. 原子荧光法(AFS)原子荧光光谱法是通过待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激发下所产生的荧光发射强度来测定待测元素含量的一种分析方法。
重金属检测方法汇总重金属检测方法及应用一、重金属的危害特性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。
(一)自然性:长期生活在自然环境中的人类,对于自然物质有较强的适应能力。
有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律,发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。
但是,人类对人工合成的化学物质,其耐受力则要小得多。
所以区别污染物的自然或人工属性,有助于估计它们对人类的危害程度。
铅、镉、汞、砷等重金属,是由于工业活动的发展,引起在人类周围环境中的富集,通过大气、水、食品等进入人体,在人体某些器官内积累,造成慢性中毒,危害人体健康。
(二)毒性:决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。
例如铬有二价、三价和六价三种形式,其中六价铬的毒性很强,而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。
在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1~10mg/L之间,而汞,镉等产生毒性的范围在0.01~0.001mg/L之间。
(三)时空分布性:污染物进入环境后,随着水和空气的流动,被稀释扩散,可能造成点源到面源更大范围的污染,而且在不同空间的位置上,污染物的浓度和强度分布随着时间的变化而不同。
(四)活性和持久性:活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。
活性高的污染物质,在环境中或在处理过程中易发生化学反应,毒性降低,但也可能生成比原来毒性更强的污染物,构成二次污染。
如汞可转化成甲基汞,毒性很强。
与活性相反,持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性,如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解,并可产生生物蓄积,长期威胁人类的健康和生存。
(五)生物可分解性:有些污染物能被生物所吸收、利用并分解,最后生成无害的稳定物质。
重金属检查法原理重金属是指相对密度大于5g/cm³的金属元素,包括铅、镉、汞、铬、镍等。
这些重金属在环境中的超标含量会对人体健康和生态环境造成严重危害,因此需要进行重金属检查。
重金属检查法是指通过一系列的化学分析方法来检测样品中重金属的含量,以保障环境和人体健康。
重金属检查法的原理主要包括样品的预处理、金属离子的萃取和测定三个步骤。
首先是样品的预处理,包括样品的采集、研磨、干燥等步骤,以获得代表性的样品。
其次是金属离子的萃取,通常采用萃取剂将金属离子从样品中分离出来,使其达到检测的浓度范围。
最后是金属离子的测定,通过光谱法、原子吸收光谱法、电化学法等手段对金属离子进行定量分析。
光谱法是一种常用的重金属检查法,其原理是通过物质对电磁波的吸收、发射或散射来分析其成分和结构。
常见的光谱法包括紫外-可见吸收光谱法、荧光光谱法、原子发射光谱法等。
这些光谱法在重金属检查中具有较高的灵敏度和准确性,能够满足不同样品的检测需求。
另一种常用的重金属检查法是原子吸收光谱法,其原理是利用金属离子对特定波长的光的吸收来测定其浓度。
原子吸收光谱法具有较高的选择性和灵敏度,可以测定微量的金属离子,因此在环境监测和食品安全等领域得到广泛应用。
电化学法是另一种重金属检查法,其原理是利用电化学技术对金属离子进行测定。
常见的电化学法包括极谱法、电感耦合等离子体质谱法等,这些方法具有操作简单、检测速度快的特点,适用于现场快速检测和大样品量的分析。
总的来说,重金属检查法是通过一系列的化学分析方法来检测样品中重金属的含量,主要包括样品的预处理、金属离子的萃取和测定三个步骤。
光谱法、原子吸收光谱法和电化学法是常用的重金属检查方法,它们具有灵敏度高、准确性好、操作简便等特点,能够满足不同领域对重金属检测的需求。
通过重金属检查法的应用,可以及时发现和控制环境中重金属的超标情况,保障人体健康和生态环境的安全。
国家土壤环境监测技术要求,也称为国家标准,是为了规范土壤环境监测工作,保护土壤环境和人类健康而制定的指导性文件。
其中,对于土壤中的重金属含量,也有相应的技术要求。
以下是2024年国家土壤环境监测技术要求中关于重金属部分的主要内容。
1.技术要求的适用范围:-适用于国土范围内的农田土壤、园地土壤和公共场地土壤的重金属污染状况监测与评价。
-适用于重金属污染的调查、监测、评价、治理和修复项目的技术要求。
2.重金属的监测项目:-对常见的重金属元素如铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)和锌(Zn)等进行监测。
-根据实际情况,选择适当的监测项目和方法,确保监测的准确性和可比性。
3.重金属的采样和分析:-采用细菌污染防控措施,规范采样过程,确保采样样品的准确性和代表性。
-采用符合国家标准的分析方法,确保重金属元素的分析准确性和可靠性。
4.重金属含量的限值标准:-依据国家相关法律法规和行业标准,制定土壤中重金属元素的限值标准。
-重金属的限值标准分为两类:土壤质量限值标准(SQC)和土壤环境质量限值标准(SEQ)。
-重金属的土壤质量限值标准适用于土壤资源的利用和农业生产活动;土壤环境质量限值标准适用于土壤环境保护与污染防治。
5.重金属的监测与评价:-根据土壤重金属含量的监测结果,结合土壤类型、土壤用途和区域环境背景值等,进行重金属污染状况的评价。
-评价结果按照污染风险等级划分,并提出相应的治理建议和对策。
6.重金属污染的治理与修复:-根据重金属污染程度和土壤功能要求,制定相应的治理和修复方案。
-重金属污染的治理和修复要求综合考虑技术可行性、经济可行性和社会可行性。
以上是2024年国家土壤环境监测技术要求中关于重金属部分的主要内容。
通过严格遵守这些技术要求,可以有效地监测和评价土壤中重金属污染情况,并采取相应的治理和修复措施,保护土壤环境和人类健康。
重金属检测方法汇总重金属检测方法及应用一、重金属的危害特性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。
(一)自然性:长期生活在自然环境中的人类,对于自然物质有较强的适应能力。
有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律,发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。
但是,人类对人工合成的化学物质,其耐受力则要小得多。
所以区别污染物的自然或人工属性,有助于估计它们对人类的危害程度。
铅、镉、汞、砷等重金属,是由于工业活动的发展,引起在人类周围环境中的富集,通过大气、水、食品等进入人体,在人体某些器官内积累,造成慢性中毒,危害人体健康。
(二)毒性:决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。
例如铬有二价、三价和六价三种形式,其中六价铬的毒性很强,而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。
在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1~10mg/L之间,而汞,镉等产生毒性的范围在0.01~0.001mg/L 之间。
(三)时空分布性:污染物进入环境后,随着水和空气的流动,被稀释扩散,可能造成点源到面源更大范围的污染,而且在不同空间的位置上,污染物的浓度和强度分布随着时间的变化而不同。
(四)活性和持久性:活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。
活性高的污染物质,在环境中或在处理过程中易发生化学反应,毒性降低,但也可能生成比原来毒性更强的污染物,构成二次污染。
如汞可转化成甲基汞,毒性很强。
与活性相反,持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性,如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解,并可产生生物蓄积,长期威胁人类的健康和生存。
(五)生物可分解性:有些污染物能被生物所吸收、利用并分解,最后生成无害的稳定物质。
文章编号:1006-446X(2007)08-0013-05地积累指数法及生态危害指数评价法在土壤重金属污染中的应用及探讨彭 景1 李泽琴1 侯家渝2(11成都理工大学环境与土木工程学院,四川 成都 610059;21天津市地质调查研究院,天津 300191)摘 要:将近年常用于重金属污染的地积累指数法及生态危害指数评价法进行了对比分析,并对西南某铅锌矿矿区表层土壤中重金属(Zn、Pb、Cd、Cu)污染情况进行了评价。
结果表明,该区Cd为极严重污染,Pb为中等污染,Zn和Cu为轻微污染。
地积累指数评价法和生态危害指数评价法两者各有侧重点,对于重金属污染的系统评价各具合理性;但两种方法都是基于沉积学理论提出,在对土壤重金属污染进行评价时,有其局限性,建议在对其参数修正后综合应用。
关键词:土壤;重金属污染;地积累指数评价法;生态风险评价法中图分类号:X825 文献标识码:A近年来,土壤污染问题日渐突出,在不同种类的污染物中,重金属因其持续性和毒性,显得尤为危险。
土壤中的重金属能从土壤迁移到其它生态系统组成部分中,如地下水、植物等,并通过饮用水和食物链影响人类健康[1]。
因此,有必要对土壤中重金属污染程度、危害性进行合理的评价,根据其对环境危害的轻重缓急,采用相应的方法对污染土壤实施科学管理、修复和治理,防止污染的进一步发展和扩大。
重金属污染评价方法种类繁多,从环境地球化学角度出发,应用于土壤重金属污染评价中的有单因子指数评价法、内梅罗综合污染指数法、地积累指数法(MULLER,1979)[2]、生态危害指数法(HAK ANS ON,1980)[3],另外,还有引入富集因子的标准化方法(滕彦国等, 2003)[4]、结合模糊数学理论产生的模糊综合评价法[5-6]和改性灰色聚类法[7-9]等。
这些评价方法各具特色,适用范围不一,目前尚未对这些评价方法进行分类系统化。
本文就近几年我国土壤重金属评价中使用最为广泛的地积累指数评价法和生态危害指数评价法进行比较探讨。
粉体重金属检测方法标准
粉体重金属检测方法标准。
在工业生产和环境监测中,粉体重金属检测是非常重要的。
重金属污染对人类健康和环境都会造成严重危害,因此需要准确可靠的检测方法来监测和控制重金属的含量。
以下是一些常见的粉体重金属检测方法标准:
1. X射线荧光光谱法(XRF),这是一种常用的非破坏性检测方法,可以快速准确地测定粉体样品中的重金属元素含量。
XRF技术已经被广泛应用于矿产勘探、金属材料分析和环境监测等领域。
2. 原子吸收光谱法(AAS),AAS是一种常用的金属元素分析方法,可以测定粉体样品中微量重金属的含量。
该方法具有灵敏度高、准确性好的特点,适用于各种类型的粉体样品。
3. 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),ICP-MS是一种高灵敏度、高分辨率的重金属分析方法,可以测定粉体样品中痕量重金属元素的含量。
该方法适用于对重金属含量要求非常严格的领域,如食品安全和药品生产等。
以上是一些常见的粉体重金属检测方法标准,不同的方法适用于不同类型的粉体样品和不同的检测要求。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的检测方法,并严格按照相关标准进行操作,以确保检测结果的准确性和可靠性。
重金属的危害特性及重金属分析方法原理介绍一、重金属的危害特性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。
(一)自然性:长期生活在自然环境中的人类,对于自然物质有较强的适应能力。
有人分析了人体中60多种常见元素的分布规律,发现其中绝大多数元素在人体血液中的百分含量与它们在地壳中的百分含量极为相似。
但是,人类对人工合成的化学物质,其耐受力则要小得多。
所以区别污染物的自然或人工属性,有助于估计它们对人类的危害程度。
铅、镉、汞、砷等重金属,是由于工业活动的发展,引起在人类周围环境中的富集,通过大气、水、食品等进入人体,在人体某些器官内积累,造成慢性中毒,危害人体健康。
(二)毒性:决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。
例如铬有二价、三价和六价三种形式,其中六价铬的毒性很强,而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。
在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1~10mg/L之间,而汞,镉等产生毒性的范围在0.01~0.001mg/L之间。
(三)时空分布性:污染物进入环境后,随着水和空气的流动,被稀释扩散,可能造成点源到面源更大范围的污染,而且在不同空间的位置上,污染物的浓度和强度分布随着时间的变化而不同。
(四)活性和持久性:活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。
活性高的污染物质,在环境中或在处理过程中易发生化学反应,毒性降低,但也可能生成比原来毒性更强的污染物,构成二次污染。
如汞可转化成甲基汞,毒性很强。
与活性相反,持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性,如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解,并可产生生物蓄积,长期威胁人类的健康和生存。
(五)生物可分解性:有些污染物能被生物所吸收、利用并分解,最后生成无害的稳定物质。
土壤重金属污染评价方法1、综合污染指数综合指数法是一种通过单因子污染指数得出综合污染指数的方法,它能够较全面地评判其重金属的污染程度。
其中,内梅罗指数法(Nemerow index)是人们在评价土壤重金属污染时运用最为广泛的综合指数法[1]。
SC P ii i= 2max 22)()(综合P P Pi i +=式中:P i 为单项污染指数;C i 为污染物实测值;S i 为根据需要选取的评价标准;S i 为第i 种金属的土壤环境质量指标[2-3]( As 、Cd 、Cr 、Cu 、Hg 、Ni 、Pb 、Zn 依次为15、0.2、90、35、0.15、40、35、100 mg/kg ) P i 为单项污染指数平均值; P imax 为最大单项污染指数。
2、富集因子法富集因子是分析表生环境中污染物来源和污染程度的有效手段,富集因子(EF)是Zoller 等(1974)为了研究南极上空大气颗粒物中的化学元素是源于地壳还是海洋而首次提出来的。
它选择满足一定条件的元素作为参比元素(一般选择表生过程中地球化学性质稳定的元素),然后将样品中元素的浓度与基线中元素的浓度进行对比,以此来判断表生环境介质中元素的人为污染状况[4]。
)()(B B C C ref n ref n EF sampleback round=式中:C n 为待测元素在所测环境中的浓度;C ref 为参比元素在所测环境中的浓度; B n 为待测元素在背景环境中的浓度; B ref 为参比元素在背景环境中的浓度。
3、地积累指数法地积累指数法是德国海德堡大学沉积物研究所的科学家Muller 在1969年提出的,用于定量评价沉积物中的重金属污染程度[5]。
=I geo log 2BECni5.1式中:C i 为样品中第i 种重金属元素的平均浓度( mg/kg ),BE n 是所测元素的平均地球化学背景值,通常为全球页岩元素的平均含量( As 、Cd 、Cr 、Cu 、Hg 、Ni 、Pb 、Zn 依次为13、0.4、62、45、0.35、68、34、118 mg/kg),1.5 是用来校正由于风化等效应引起的背景值差异的修正指数。
空气中重金属污染及影响分析近年来,随着工业化进程的加快和人口的增长,空气污染问题日益严重,其中重金属污染问题备受关注。
重金属是指相对密度大于5g/cm^3的金属元素,包括铅、汞、镉、铬、铜等。
这些重金属污染物在大气中的积累会对环境和人类健康产生严重影响。
本文将对空气中重金属污染及其影响进行分析。
首先,空气中重金属污染主要来自于工业排放、交通尾气、燃煤以及废弃物处理等方面。
这些活动释放了大量的重金属污染物进入大气中,并通过大气传播到各个区域。
同时,重金属污染物可以沉降到土壤和水体中,与生物和植物相互作用,进一步影响整个生态系统的稳定性。
因此,减少重金属污染源的排放,是解决空气重金属污染问题的根本途径。
其次,重金属对环境和人类健康产生的影响十分广泛。
首先,重金属在大气中存在时间长,通过气溶胶等形式进入人体。
一旦吸入,会对呼吸系统造成损害,导致呼吸道疾病的发生。
例如,长期吸入铅、镉等重金属会引起肺癌、支气管炎等疾病。
其次,重金属还会进入食物链,通过食物摄入进入人体。
这些重金属在人体内积累,对肝脏、肾脏、神经系统和生殖系统等器官造成损害。
研究还发现,重金属污染物与儿童智力发育关系密切,长期接触重金属会损害儿童的智力发育和学习能力。
此外,重金属污染还对环境和生态系统造成严重影响。
重金属可以积累在土壤中,影响农作物的生长和品质。
一些农产品含有较高的重金属含量,会给人们的健康带来潜在风险。
同时,部分重金属还会进入水体,污染地下水和江河湖泊,对水生生物造成生态毒性。
这种毒性还会通过食物链传递,对鱼类等水生生物造成积累性的损害。
在应对空气中重金属污染的过程中,政府、企业和公众都应承担相应的责任。
政府可以通过制定和强化相关法律法规,建立监测和管理措施来控制重金属污染源的排放。
企业应加强环保措施,通过引入先进的治理技术和设备,减少重金属污染物的排放。
此外,公众也应增强环保意识,减少个人和家庭生活中对环境的污染,如减少汽车尾气排放、科学处理垃圾等。
环境污染物的检测与分析方法研究一、引言随着工业、交通、农业等活动的不断发展,环境污染逐渐加剧,对人类健康和生态环境造成严重影响。
因为环境污染的问题日益突出,环境污染物的检测和分析方法成为了环境科学研究的重要领域。
环境污染物的检测和分析方法是保障国家环境保护政策有效实施的基础。
本文将针对环境污染物的检测和分析方法进行研究,以期为环境保护提供帮助。
二、环境污染物的检测方法环境污染物的检测方法包括两种:物化分析法和生物分析法。
1.物化分析法物化分析法是环境污染物的常用检测方法之一,包括了多种技术手段。
其中,重金属检测方法是物化分析法中的一种。
主要利用化学分析法来检测样品中的重金属含量。
现代重金属检测方法除了化学分析法外,还有光谱学、电化学、分子印迹等方法。
化学分析法中,原子吸收光谱和荧光光谱是针对有机物和无机污染物的检测的两个重要方法。
在环境保护中,原子吸收光谱被广泛应用于电镀、印染、水泥、玻璃、胶粘剂等生产领域的重金属元素检测。
而荧光光谱法被用来检测各种环境污染物,比如:药品残留、卤化物、重金属、有机物等。
2.生物分析法生物分析法是环境污染物检测的一种新方法,它基于生物学原理,通过检测生物的反应或行为来检测污染物。
近年来,生物分析法不断更新,且其应用范围越来越广泛,包括了生物传感器技术、生物标签技术等。
在生物传感器中,一组生物材料被用来检测其中一个分子,当被检分子分布范围之内时,它会通过生物材料上的反应将一系列复杂的生物化学过程转化为一个电学信息信号输出。
常见的生物传感器包括:光学生物传感器、电化学生物传感器、结构化生物传感器等。
在生物标签技术中,荧光标记是一种最热门的标记方式,可以标记大量的样本,并且不需要高度的实验技术。
荧光标记技术被广泛应用于生物化学作用、药物筛选、分子诊断等领域中。
三、环境污染物的分析方法环境污染物的分析方法主要有以下几个方面:气象监测、水文监测、土壤监测、生态监测和人群健康监测。
土壤环境中重金属污染风险评价方法1 研究背景近些年来,我国频频发生重金属污染毒害事件,例如:湖南浏阳Cd污染、四川内江Pb污染、中金岭南铊超标、山东临沂As污染、陕西凤翔血铅事件等一系列重金属环境污染问题,给生态环境和居民健康带来严重威胁。
重金属由于其持久性、难降解性和毒性强等特点被誉为“化学定时炸弹”。
重金属元素作为地壳的天然组成成分,存在于自然环境中的各生态系统中均存在。
大规模、高强度的人类活动导致重金属在水、土壤、大气等环境介质中大量富集,引起严重的环境污染问题,引发国内外学术界的广泛关注和重视[1-2]。
在环境污染与保护方面,通常较为关注Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、As、Mn和Co等对自然生态环境和人体健康具有显著危害性、毒性较大的重金属元素。
重金属的来源包括自然源和人为源。
自然源主要为:在风力和水力的作用下土壤会产生位移致使重金属元素发生迁移,从而导致重金属在土壤中进行富集,以及岩石风化和火山喷发等自然原因也能将重金属元素释放到周围的各类环境介质中。
人为源主要包括:农业面源污染、工业污水和固态废弃物污染、大气降水和自然沉降[3-4]。
重金属主要大多富集在土壤表层,后期会慢慢通过植物根系的吸收等作用迁移至植物体内或深部土壤。
土壤中重金属的迁移转化机制主要包括:吸附作用、配合作用、沉淀作用、溶解作用以及生物转化作用[5]。
重金属化学性质稳定、难以被降解,即使在较低浓度下也具有很大毒性。
重金属能在食物链的放大作用下大量高效地累积富集,最后通过各种暴露途径进入人体对人体健康造成危害。
重金属能与人体内的蛋白质及酶发生相互作用,从而降低酶的活性,使细胞质中毒进而伤害神经组织,也可在人体器官中累积,造成相应组织器官的慢性中毒症状。
重金属的毒理作用主要表现为:它会影响胎儿的正常发育、造成人体生殖功能出现障碍、降低人体素质免疫力降低等[6-7]。
重金属可以在环境中发生迁移,并在生物体或人体内进行富集,也可转化为毒性更大的金属化合物,危害生态环境与人体健康。
中国资源综合利用China Resources Comprehensive UtilizationVol.39 No.122021年12月综 述环境重金属元素的原子光谱和质谱分析检测技术综述陈宏展1,朱国政1,余 鑫1,员 乐2,张国斐1(1.广东新创华科环保股份有限公司,广东 东莞 523000;2.华中科技大学环境科学与工程学院,武汉 430070)摘要:原子光谱和质谱分析检测技术主要有原子吸收光谱(AAS)、原子荧光光谱(AFS)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)。
本文介绍了环境监测领域重金属元素常用的原子光谱和质谱分析检测技术的原理、要点、仪器部件组成和功能,着重结合工作经验,分析各方法和仪器的特点,以提高环境重金属元素的原子光谱和质谱分析检测水平。
关键词:原子吸收光谱;原子荧光光谱;X射线荧光光谱;电感耦合等离子发射光谱;电感耦合等离子质谱中图分类号:X830 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2021)12-0098-05DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2021.12.027Review of Atomic Spectroscopy and Mass Spectrometry Analysis and Detection Technology of Environmental Heavy Metal ElementsCHEN Hongzhan1, ZHU Guozheng1, YU Xin1, YUN Le2, ZHANG Guofei1(1. Guangdong Xinchuang Huake Environmental Protection Co., Ltd., Dongguan 523000, China; 2. School of Environmental Science andEngineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430070, China)Abstract: Atomic spectroscopy and mass spectrometry detection technologies mainly include atomic absorption spectroscopy (AAS), atomic fluorescence spectroscopy (AFS), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES), and inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). This paper introduces the principles, main points, instrument components and functions of commonly used atomic spectroscopy and mass spectrometry detection techniques for heavy metal elements in the field of environmental monitoring, and focuses on combining work experience to analyze the characteristics of various methods and instruments,so as to improve the detection level of atomic spectroscopy and mass spectrometry of environmental heavy metal elements.Keywords: AAS; AFS; XRF; ICP-OES; ICP-MS近年来,我国环境监测行业发展迅速。
环境监测中的重金属元素分析方法探讨
发表时间:
2018-09-12T11:20:21.837Z 来源:《基层建设》2018年第22期 作者: 李楚华
[导读] 摘要:随着我国经济的不断发展,人民的生活水平日益提高。
深圳市华保科技有限公司 518000
摘要:随着我国经济的不断发展,人民的生活水平日益提高。同时,重金属污染情况也逐渐加重。科学技术的进步使我国的监测技术
不断发展和完善,重金属元素的分析方法呈多样化趋势。需要注意的是,在整治重金属污染的工作中,监测工作人员,不仅需要掌握正确
的重金属元素的分析方法,还要根据具体的实际情况、重金属污染程度等因素,对重金属分析方法进行有效地选择。
关键词:重金属元素;环境监测;分析方法
引言
随着我国绿色发展理念的深化,重金属污染防治工作越来越受到重视,防治重金属污染成为我国重要的环保工作之一。为了从根本上
减少重金属污染给人民生活带来的种种危害,对环境监测中的重金属元素进行分析,是解决重金属污染的首要任务。本文将对污染源及危
害进行概述,然后对重金属分析方法及注意事项进行论述。希望本文的探讨能给监测工作者带来一定的借鉴作用,使重金属元素的检测工
作更加高效进行。
一、重金属污染源及其危害
1.1
重金属污染的来源
据研究,重金属污染主要来自工业、农业、城市和环境事故污染几个方面。工业方面,在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等生
产环节都会产生大量的重金属污染,其排放的废水、废渣等污染物进入水体与土壤中,废气中的重金属沉降后也进入土壤、水体等环境
中,从而导致环境受到重金属污染且重金属浓度超标。农业生产过程中,由于使用含重金属的污水进行灌溉或者施用含重金属的农药、化
肥等都会直接造成土壤污染。城市重金属污染主要来源于污水处理厂污泥处置不当、垃圾渗滤液泄漏、含铅汽油的使用以及汽车轮胎等方
面;由于污泥、垃圾焚烧物含有大量重金属,处理不当就会造成重金属污染;轮胎中含锌等重金属,所以一些繁忙的公路附近的土壤重金
属严重超标。突发的环境污染事故也会造成严重的重金属污染,如一些地方发生的砷污染、血铅事件就是由于管理不当、交通事故以及长
期积累等原因造成的环境污染事故。
1.2
重金属的危害
重金属排入土壤和水体后,严重危害土壤、水生生态环境。由于重金属在环境中不能被降解,通过大气、水和土壤等环境进入动植物
体内,再经食物链富集后进入人体。进入人体的重金属,会与蛋白质、核酸等发生作用,引起酶活性下降或消失,导致核酸结构变化,进
而引发基因突变,另外重金属积存在人体内脏中,损伤机体功能,医学已证明水俣病、骨痛病、阿尔滋海默氏病等都与重金属过量有关,
所以重金属的危害是不容忽视的。
二、重金属元素的分析方法
2.1
分析方法概述
在进行重金属元素样本的选择上,主要包括固体样本和水体样本,在采集到的样本中,要做一定的处理,这样才能更好的进行之后的
分析工作,这个环节也被称之为样本的预处理。在现阶段都是使用仪器方法来检验重金属,其中比较常用的有电化学法和光学分析法。就
光学分析法而言,主要有原子吸收光谱法,以及原子荧光光度法,其中的电感耦合等离子体发射光谱法因为其速度快,操作简单等特点,
逐渐被广泛的推广和使用。在电化学分析法中,主要包括极谱分析法。选择分析的方法主要是根据重金属的浓度,以及元素之间互相影响
的关系。高浓度金属元素样本检测多用电化学法,中浓度金属元素样本检测多用原子吸收光谱法及原子荧光光度法,低浓度金属元素样本
的检测多用电感耦合等离子体发射光谱法。
2.2
分析样品的预处理方法
在对重金属污染分析中,对样品的预处理是非常重要的,其在很大程度上会直接影响分析的结果。在重金属样品中,通常其含有的重
金属比较低,如果样品有严重的污染,那么样品处理的结果和实际情况会有很大的误差。在进行水样预处理过程中,其根本原则就是处理
样本的干挠物质,最大程度减少干挠物质造成的误差。例如悬浮物、有机物就很可能存吸附的被测元素,在分析过程中如果对试液进
行预处理就会造成误差。在预处理过程中,首先使用微孔滤膜除去悬浮物等杂质,然后酸化到
PH 值为 1 到 2,予以保存,再进行消解处
理,
例如使用 NHO3、王水、HC1O4 等。如果样品在酸化后会挥发,那么就应该使用碱性来消解,或者是使用 Na OH-H2O2 进行消解。如
果是对固体样本进行预处理,比如沉积物和土壤,主要方法有碱熔法,酸分解法,以及固体悬浮液进样法,直接固体进样法等。使用酸分
解法,根据加热和敞闭方式可以分成高压密闭消解法,电热板法以及微波消解法。最经典的方式是电热板法,但是缺点是加热时间长,有
些易挥发的元素容易损失掉。因此在很多地方都被高压密闭法和微波消解法所取代。这种方式的优点是可以加快加热的速度,同时还可以
减少试剂的使用量,避免造成元素的损失。
2.3
重金属元素的分析方法
本文以 ICP-AES 方法,ICP-AES 是电感耦合等离子体原子发射光谱的简称,是以电感耦合等离子矩为激发光源的光谱分析方法,具有
检测快速、检出限低、灵敏度高和线性范围宽等特点,尤其是它能够同时测定多种元素的优势,使其在重金属监测中成为重要的分析手
段。
(1)按前述方法采集、消解水样;再以试样同样方法、体积的去离子水进行消解,制备空白溶液。(2)仪器参数。影响 ICP-AES 分
析的特性因素很多,主要参数有高频功率、载气流量、观测高度、元素波长等,分析不同的项目应选择合适的参数。(
3)试剂。使用分析
纯或优级纯的试剂。分别配制单元素和多元素混合标准溶液。(
4)水样测定。以选定的仪器参数,分别将试样和空白溶液按照规程进行操
作。标准化后,做试样和空白测定。消除干扰采用背景去除法或干扰系数法。(
5)进行结果分析,按照 ICP-AES 谱图分析结果,选择信
号适中,或者干扰情况比较小的谱线进行分析,对于检出限而言,都是使用检出限的
5 倍作为方法定,最后加标回收率和精密度都要符合
基本要求。
2.4
液体样品预处理
进行液体的预处理,实质上是对吸附在液体表面的杂志与有机物质等进行处理,目的是消除对分析结果的影响,减少监测误差。在液
体样品处理之前,应用洗涤液将预装样品的瓶子进行清洁,然后在弱酸性的溶液中放置十五分钟,用清水冲洗干净后盛装液体样品。处理
方法采用化学过滤法,使用孔径为
0.45 微米的滤纸进行过滤,将酸碱度降低到 1到2之间。若使用硝酸溶液,硝酸的加入其溶液的质量比例
为
1:500,重金属溶液可快速溶解到溶液中。保存后应用氯化酸消解方法进行试验。采用碱性溶液防治样品挥发。消解过程中,用电热板进
行加热。消解法被普遍应用在重金属检测试验中,具有方便、高效的特点。
2.5
污染程度分析
水质和土质的污染受到金属污染实际上是重金属含量的超标,超过的标准越多,污染程度越严重。实际监测中,重金属元素的样品含
量分布,可经过多种分析方法体现,进而确定重金属的污染程度。通常可以采用公式法计算,污染程度用单因子指数表示,不同重金属的
采样点单因子指数不同,污染程度不同。重金属的实际检测浓度为变量,污染程度与其成正比。该金属元素的背景值为定量,背景值的大
小有关采样区域,污染程度与其成反比。
2.6
空气样品预处理
在化工与煤矿厂集中地带,周围空气中重金属离子含量较大,便于采样和研究。利用中流量采样器,采集固定污染源排气筒中颗粒
物,以此分析其中的重金属含量。在采集过程中注意避免降雨天气,在风向稳定、温度适宜的情况下进行采集。由于空气采样的较难实
施,采样人员需要学习有关检测技术规范,正确使用仪器设备。采样后,将样品滤膜用锡箔纸夹好,放在干燥箱内保存,便于日后实验室
的分析测试。空气样品的预处理可参照固体样品处理方式。
三、结语
重金属污染是对环境造成巨大危害的污染之一。在“十三五”规划中,国家出台了重金属污染综合治相关政策及加强重金属污染防治工
作的指导意见,国家的指导与支持使金属元素污染防治工作更加高效。做好环保防治工作,需要在环境检测中加强对重金属元素的分析。
本文分析了重金属污染的源头和危害,分别阐述了液体样品和固体样品,制备过程及监测之前进行处理的注意事项。根据分析结果以及重
金属污染程度,采取不同的应对防范措施和治
理措施。以上针对监测环境中的重金属分析方法的探究,可供监测工作人员参考。除此之
外,保护环境是人类共同的责任,在防治工作的顺利开展时,更重要的是,提升企业及民众的环境保护意识。只有这样,重金属污染问题
才能得到根本上的解决。保护与治疗应双管齐下,将我国的持续发展战略方针实施到底。
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