The Detection of H eavy Metal Ions B ased on Screen2printed Carbon E lectrode
TONG Ji2jun1,WANG Ya2ming1,HUANG Wen2qing1,K ANG Feng1,CHEN Yu2quan2
1.College o f information and electron,Zhejiang Institute o f Science and Technology,Hangzhou310033,China;
2.Biosensor National Special Lab.,Zhejiang Univer sity,Hangzhou310027,China
Abstract: Heavy metal ions have great hazard to human.The development of low2cost,mass2produced electrochemical sens ors based on screen2printing technology have attracted considerable attention in recent years.We fabricated the Screen-printed carbon electrodes(SPCE)and realized the simultaneous detection of heavy metal ions(Cu,Pb,Zn)com2 plied with the use of differential pulse anodic stripping v oltammetry(DPAS V)and optimized the detection conditions.The electrodes have satis fying sensitivity and precision,the detectable concentration reaches ppb level.We detected the ions in polluted water and g ot g ood result.
K ey w ords: heavy metal ions;screen2printed carbon electrode;DPAS V
基于平面印刷碳电极的重金属离子检测①
童基均1,汪亚明1,黄文清1,康 锋1,陈裕泉2
1.浙江工程学院信息电子学院,杭州 310033
2.浙江大学生物传感器国家专业实验室,杭州 310027
摘要:重金属离子对人类产生了极大危害。基于平面印刷技术的电化学传感器由于其便于大规模生产、重复性好、成本低已引起人们的广泛关注。我们采用丝网印刷技术制备了以碳为工作电极和对电极、Ag/AgCl为参比电极的三电极系统,结合微分脉冲溶出伏安技术(DPAS V),实现了多种离子的同时检测(Cu,Pb,Zn),并对溶出条件进行了优化。该电极具有很好的灵敏度和精度,检测限达×10-9,并对污水中的重金属离子进行了检测,取得了较好的效果。
关键词:重金属离子;平面印刷碳电极;DPAS V
中图分类号:TP212.2 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2004)01-0022-04
重金属即使在微量存在的情况下对人类也会产生极大的危害,尤其由于他们的不可生物降解性,重金属又以各种形态长期存在,所以对他们的检测就变得尤为必要。
开发便携式的、适用于现场检测和便于操作的检测仪器是我们的主要目标。而平面印刷电极技术的出现使得这样的检测系统成为可能[1～3]。平面印刷技术为大规模生产廉价和重复性良好的电极提供了很好的方法,同时所制作传感器电极的大小和形状可以改变,易微型化和集成化。由于碳材料的可塑性和良好的导电性以及比较低的成本,具备了印刷生产的条件,结合现代丝网印刷技术,可以保证印刷电极的稳定性和一致性。
本论文中我们对平面印刷碳电极在重金属离子检测中的应用进行了研究,结合微分脉冲溶出伏安技术(DPAS V)[4,5],开发了基于平面印刷碳电极的抛弃型电化学离子传感器,对传感器的检测条件进行研究和优化,对传感器的特性进行评价。最后,我们
2004年3月 传 感 技 术 学 报 第1期
①收稿日期:2003208229
基金项目:国家863计划资助
作者简介:童基均(1977-)男,浙江兰溪人,主要研究方向为生物传感器与分析测试技术,jijuntong@https://www.doczj.com/doc/d44318596.html,;
陈裕泉,男,教授,博士生导师,yqchen@mail,bme,zju,https://www.doczj.com/doc/d44318596.html,.
将研制的电极进行污水中重金属离子的检测,取得了理想的效果。
1 实验条件与优化
111 仪 器
CHI660A 电化学分析仪,印刷三电极系统,碳为
工作电极和对电极,Ag/AgCl 为参比电极,移液器。
实验在25℃条件下进行。112 试 剂所有的试剂都是分析纯,所有的金属离子都以硝酸盐的形式存在,实验用水为去离子水。113 电极制作
很多文献给出了印刷电化学传感器的基本技术[6,7]。丝网印刷技术制作电化学传感器的换能元件是目前制备一次性使用电化学传感器电极的主要方法。
纤维素的含量对电极性能有很大的影响,含量过高,电极电阻大,响应不灵敏,含量过低,粘性小,电极易碎裂,性能不稳定,使用寿命短。本实验选择30～40g/L 醋酸纤维素并加入适当的有机导电材料(V 丙酮:V 环己酮=1:1)配制溶胶[8]。
印刷浆液组成不同,电极性能也有明显差异
。
碳质印刷浆液过于粘稠,不仅不利于电极形成,而且工作面积不易固定。
过于稀薄,则覆盖层不致密,影响电极性能,暴露的银易被氧化。因此本实验以014g 研细的石墨粉与1m L 上述溶胶配制碳质印刷浆液。
平面印刷三电极的结构示意图如图1和图2,电极面积为2mm ×2mm
:
图1 电极结构侧面示意图
图2 电极结构侧面示意图
平面印刷电极在5mm ol/L 的K 3Fe (C N )6中的表征,扫描速率是100mV/s 。表征特性如图3。
图3 电极的表征特性
从图3中我们可以看到K 3Fe (C N )6在印刷电极上是一个准可逆过程,这说明电极具有较好的电化学特性。
114 溶出方法
在阳极溶出过程中,普通直流伏安法的检出限受到充电电流的限制,我们采用微分脉冲溶出伏安法,它可以极大的减小或消除充电电流的影响,提高信噪比,进而提高检测的灵敏度和精度。下面我们以Cu 离子为例,进行DPAS V 溶出条件优化,而后把研究结果应用到多种离子的同时检测。
我们知道在固定其它测试条件不变的情况下,沉积时间,沉积电位对溶出电流具有很大的影响。在我们的检测系统中,待测溶液总体体积为20μL ,Cu 离子浓度为5×10-5
m ol/L ,另加入1×10-3
m ol/L 的Hg (NO 3)2作修饰液,011N 的HCl 作支持电解质。11411 沉积时间的影响
沉积时间对溶出峰具有很大的影响。沉积时间
越久,沉积的离子越多,则溶出峰电流越大,但是,对于我们这样的小体系,沉积时间过长会改变溶液的体浓度,使得金属离子浓度降低,则沉积的金属离子很难随着沉积时间的增加而增加。另外,增加沉积时间对于我们所要求的快速检测是不利的。我们固定沉积电位为016V 。沉积时间和峰电流关系如图4所示。从图中我们可以看到峰电流受沉积时间影
响较大,在400s 的时间限度内具有较好的线性。
11412 沉积电位的影响
一般我们选择沉积电位为低于半波电位013～016V ,在Cu 离子的检测中,我们固定沉积时间为150s 。过高的沉积电位虽然会加快沉积过程,但是容易产生干扰。沉积电位和峰电流关系如图5所示。
从图中我们可以看出,溶出电流并不和沉积电
3
2第1期 童基均,汪亚明等:基于平面印刷碳电极的重金属离子检测
图4
沉积时间和峰值电流关系
图5 沉积电位与峰值电流关系
位成线形关系。在我们的检测过程中,当电位低于
-018V 以后,可以很明显的看到电极表面有很多气
泡,这是由于溶液中H +的还原析出引起的,H +
的析出阻碍了金属在电极表面的沉积。这样的金属溶出就是在两种因素的综合作用下进行的。
2 金属离子的检测
211 单种离子(Cu )的检测
检测条件:沉积电位-016V ,沉积时间150s ,待测液体体积20μ
L 。支持电解质为011N 的HCl ,修
饰液:1×10-3
m ol/L Hg (NO 3)2。Cu 离子浓度分别
为:1×10-5m ol/L ,5×10-6m ol/L ,215×10-6
m ol/L ,1
×10-6m ol/L ,1×
10-7
m ol/L 。响应梯度如图6所示。
图6 单种铜离子的响应梯度曲线
从图中可以看出,电极具有很好的线性度。
212 重复性
其他条件同上,选择沉积电位为-016V ,沉积
时间为150s 。Cu 离子浓度为:1×10-
5
m ol/L ,进行5次测量,所得峰电流值分别为(微安):1149,11535,11544,11446,11338。5次测量结果如图7所示。
其均值为:11471μA 方差为:01084
方差很小,说明电极的重复性很好。
图7 检测Cu 离子的重复性曲线
213 多种离子的同时测定
21311 Cu 、Pb 的同时测定:
Cu 、Pb 离子的浓度为1×10
-5
m ol/L 。其它实验
条件同上。
图8中的三条曲线分别是Cu ,Pb 单独测试和Cu ,Pb 一起测试时的结果。从图中我们可以看到Cu ,Pb 的相互影响很小,测量具有很好的重复性。
图8 对Cu Pb 单独测试及其混后的测试结果曲线
21312 Cu 、Pb 、Zn 的同时测定
所用沉积电位为-114V ,沉积时间为150s ,其
它实验条件同上。实验结果如图9所示。
曲线1中:Cu 、Pb 的浓度为015×10-5
m ol/L ,Zn
的浓度为5×10-5
m ol/L 。
曲线2中:Cu 、Pb 的浓度为1×10-5
m ol/L ,Zn
的浓度为1×10-5
m ol/L 。
曲线3中:Cu 、Pb 的浓度为1×10-5
m ol/L ,Zn
的浓度为5×10-6
m ol/L 。
4
2 传 感 技 术 学 报 2004年
图9 Cu 、Pb 、Zn 的测定曲线
从实验可以看出,Cu 、Pb 基本上和单独检测时变化不大,但Zn 离子响应变小。并且当Cu 离子和Zn 离子浓度升高时,Zn 离子存在分步溶出。这主要是由于Cu 、Zn 在沉积过程中形成金属互化物造成的。
3 在污水检测中的应用
由于一般的检测需对污水进行预先的处理,为
了模拟现场检测的要求,我们不对污水进行预处理。我们以浙江大学附近一河流的流水进行了实验。
我们在河水中加入Hg (NO 3)2和HC L ,使其浓度
分别为1×10-3
m ol/L 和011m ol/L ,取样20μL 进行实验。沉积电位-018V ,沉积时间150s 。结果如图10所示。
图10 河水的直接测定曲线
从图中我们可以看出,
在0～-018V 的范围
内,我们看不到明显的溶出峰。由于各种原因,我们没有采用其它精确的分析方法对水样进行对比分析,而是进行了另外一种对比。我们以河水配制1
×10-5m ol/L 的Cu 2+和Pb 2+
,再稀释加入得到和上面实验同样浓度的Hg (NO 3)2和HC L 。结果如图11所示。
我们可以看到,如果污水中Cu 、Pb 的含量超过了国家排放标准(国家污水排放标准:Pb :0148×10-5m ol/L ,Cu 的一级标准:01785×10-5m ol/L ),我们采用这样的检测方法是可以进行检测的。同时我们也注意到溶出峰有偏移,我们认为这主要是由于污水的复杂成分所引起的,如有机分子和络离子等。
图11 污水实测结果
4 结论和致谢
我们开发的基于平面印刷碳电极,结合微分脉冲溶出伏安法的重金属离子的检测方法可以同时检测多种重金属离子,具有较低的检测限,很好的灵敏度和重复性。
但还可以从以下几个方面进行改进和提高:1) 改进平面印刷电极的工艺,改善电极表面状况。2) 进一步理解电极富集期间的金属间的相互作用。改善金属的沉积过程和阳极过程,去除杂质离子的干扰。
3) 由于我们在以HCl 做支持电解质,这样在沉积过程中由于较负的电位,会产生氢的析出,进而影响沉积效率。今后我们可以在寻找更合适的支持电解质方面展开工作。
本论文受到了国家863计划的资助!在此表示感谢!参考文献:
[1] Patel N G,Erlenkotter A ,et al.Sens or and Actuators ,B[J ],
2000,67:134-141.
[2] Joseph Wang ,Baomin T ian.Anal Chem[J ].1992,64:1706
-1709.
[3] Desm ond D ,Lane B ,Alderman J ,et al.Sens ors and Actua 2
tors B[J ].1998,48:409-414.
[4] 李荻.电化学原理[M].(修订版),北京航空航天大学出
版社,199918.
[5] 汪尔康.电分析化学[M].中国科学技术大学出版社,
199311.
[6] 汪立忠,张玉涛.印刷三电极系统的制备及分析应用
[J ].分析化学,1994,22(11):1185-1188.
[7] 张贤珍,刘旭辉等.丝印电化学传感器及其应用研究进
展[J ].现代科学仪器,200214.
[8] 胡 军.丝网印刷生物传感器的研究、制备和应用[J ].
化学传感器,199519.
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2第1期 童基均,汪亚明等:基于平面印刷碳电极的重金属离子检测
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。大多数有机物都有被生物分解的可能性，而大多数重金属都不易被生物分解，因此重金属污染一但发生，治理更难，危害更大。 （六）生物累积性： 生物累积性包括两个方面：一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。二是污染物在人体某些器官组织中由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积，造成各器官组织的损伤。又如1953年至1961年，发生在日本的水俣病事件，无机汞在海水中转化成甲基汞，被鱼类、贝类摄入累积，经过食物链的生物放大作用，当地居民食用后中毒。 （七）对生物体作用的加和性： 多种污染物质同时存在，对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类：一类是协同作用，混合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重；另一类是拮抗作用，污染物共存时使危害互相削弱。 二、重金属的定量检测技术
土壤重金属检测方法汇总 摘要：土壤重金属检测是土壤的常规监测项目之一。采用合理的土壤重金属检测方法，能快速有效地对土壤重金属检测和污染评价，并满足土壤的管理和决策需要。本文介绍了几种常用的土壤重金属检测方法，原子荧光光谱法，原子吸收光谱法，电感耦合等离子体发射光谱，激光诱导击穿光谱法和X射线荧光光谱，在介绍各个检测方法特性的同时，就灵敏度，测试范围，精确度，测试样品的数量等优缺点进行了对比。 关键词：土壤；重金属；检测方法 1. 前言 许多研究表明，种植物的质量安全与产地的土壤环境关系密切。重金属一般先进入土壤并积累，种植物通过根系从土壤中吸收，富集重金属，有时也通过叶片上的气孔从空气中吸收气态或尘态的重金属元素[1]。近几年，种植地因农药、肥料、生长素的大量施用及工业“三废”的污染，土壤重金属含量超标较严重且普遍，这不仅毒害土壤-植物系统，降低种植物品质，而且还会通过径流和淋洗作用污染地表水，尤其重要的是通过食物链的方式进入人体内，对于重金属的富集人体难以代谢，最终直接或间接危害人体器官的健康[2]。为此，解决这一难题，建设绿色食品和无公害食品生产基地，要求我们从土壤中的重金属检测分析抓起。本文介绍了土壤重金属的检测方法、并且对比各种方法优缺点。2．土壤中重金属检测方法 2.1 原子荧光光谱法 原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律[3]，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。 原子荧光光谱法具有原子吸收和原子发射两种分析方法的优势[4]，并且克服了这2种方法在某些地方的不足。该法的优点是灵敏度高，目前已有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法；谱线简单；在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3~5个数量级，特别是用激光做激发光源时更佳，但其存在荧光淬灭效应，散射光干扰等问题[5]。该方法主要用于金属元素的测定，在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用[6]。突出在土壤中的应用如何，以下各方法均是这个问题，相比之下2.5写的比较好
食品中几种常见的重金属检测方法 随着现阶段社会经济的快速发展，人们物质生活水平在不断提升，社会各界开始逐步重视食品安全问题。当前环境污染问题较为严重，各类重金属对食品安全构成了极大的威胁。为了有效应对食品安全中的重金属污染问题，当前需要对各类检测技术进行探究，促进食品安全检测工作质量的提升。 食品安全对于社会群众生命健康具有重要影响，当前相关食品检测机构需要从日常工作中提高责任意识，完善各项检测技术，确保食品安全。目前自然界中比重大于5的金属都被称为重金属，并不是所有的重金属都会对人体健康构成威胁，当重金属实际含量超出人体承受限度时会造成不同程度的危害，比如Pb、Cd、As、Hg等元素。许多重金属不能通过简单方法就能有效消除，如果人类长期使用被重金属污染后的食物，将会导致中毒问题。所以对重金属检测方法进行研究，对维护食品安全具有重要意义。 食物中常见重金属的主要来源概述 目前食品中存有的重金属来源主要有自然原因，也有诸多人为因素。自然原因主要包括不同地质和地理要素的影响，比如火山运动频繁的地区或是矿区，部分有毒重金属物质会对当地动植物产生不同程度污染，人类生活在此区域内，误食动植物都会诱发重金属中毒。人为因素导致的污染
主要是各类社会活动产生的主要后果，现阶段我国工业经济发展较快，各类工业生产活动会产生大量废渣和废水，此类废弃物当中存有较多重金属元素，如果相关部门不能对其进行有效处理，此类废弃物排放到自然环境中，不仅会破坏自然生态环境，还会对当地群众生命健康构成威胁。还有部分食物在实际存储和运输过程中与各类重金属元素进行直接接触，或是食物添加剂当中的有毒元素不断累积、发生相应化学反应都会导致重金属中毒现象的发生。 现阶段食品中几种常见的重金属检测方法探析 原子吸收光谱法。原子吸收光谱法主要是根据自由基础形态下的原子对辐射光进行共振吸收，通过光照强度来对食物中含有的重金属元素进行检测。此类方法实际操作较为便捷，能够最快速度得出相应结果，是当前食物重金属检测的重要技术。此类技术将磷酸二氢钾或是硝酸钯作为改进剂，通过添加改进剂能够使得原子温度有效降低，排除外界干扰因素，使得检测结果更加准确。现阶段在原子吸收光谱法中应用的吸收分光光度计都是通过微机进行控制，运用软件进行自动处理，简化了各项操作程序，有效缩短了实际反应时间。 原子荧光光谱法。原子荧光光谱技术是存在于原子发射和原子吸收之间的分析技术，在食物样品中添加还原剂，使得原子能够吸收特定的频率辐射，逐步形成激发态原子，此
重金属检测仪器选择 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）、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）分析等。 1. 原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry -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（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。 原子吸收分光光度计大概10-30万左右，可以作为重金属土壤修复的检测仪器。是重金属土壤修复研发试验中，定量、定性检测的精密仪器。而且国标中重金属的检测就是采用原子吸收分光光度计。 2. 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
一、实验目的与要求 1、掌握水的前处理和消解技术。 2、了解水中重金属的测定方法，掌握原子吸收分光光度计的测定技术。 3、了解利用AAS测定水的硬度和测定废水中SO42+。 4、了解水中重金属的种类、危害及有关知识，掌握水中重金属污染分析与评价的方法。 5、掌握水样的处理方法技术，并小结以前的处理方法。通过测定水中Cr、Pb 的含量分析所取水样的污染程度 二、实验方案 1、原理 （1）火焰原子吸收光度法是根据某元素的基态原子对该元素的特征谱线产生选择性吸收来进行测定的分析方法。将试样溶液喷入空气乙炔火焰中，被测的元素化合物在火焰中离解形成原子蒸汽，由锐线光源（元素灯）发射的某元素的特征普线光辐射通过原子蒸汽层的时候，该元素的基态原子对特征普线产生选择性吸收。在一定的条件下，特征普线与被测元素的浓度成正比。通过测定基态原子对选定吸收线的吸光度，确定试样中元素的浓度。 原子吸收法具有很高的灵敏度。每种元素都具有自己为数不多的特征吸收普线，不同元素的测定采用相应的元素灯，因此普线干扰在原子吸收光度法中是少见的。影响原子吸收光度法准确度的主要是基体的化学干扰。由于试样和标准溶液的基体不一样，试样中存在的某种基体常常影响被测元素的原子化效率，如在火焰中形成难离解的化合物，这时就会发生干扰作用。一般说来Cu，Zn，Pb，Cd的基体干扰不是很严重。 （2）干扰及消除。共存元素的干扰受火焰状态和观测高度的影响很大，在实验的时候应该特别注意。因为铬的化合物在火焰中易生成难以熔融和原子化的氧化物，因此一般在试液中加入适量的助熔剂和干扰元素的抑制剂，如NH4Cl（K2S2O7，NH4F，NH4ClO2）。加入NH4Cl可以增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，而且NH4Cl还可以抑制Fe，Co，Ni，V，Al，Pb，Mg的干扰。（3）适用范围。本方法可以适用于地表水和废水中总铬的测定，用空气-乙炔火焰的最佳定量分析范围是0.1-5mg/L。最低检测限是0.03mg/L。
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。大多数有机物都有被生物分解的可能性，而大多数重金属都不易被生物分解，因此重金属污染一但发生，治理更难，危害更大。 （六）生物累积性： 生物累积性包括两个方面：一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。二是污染物在人体某些器官组织中由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积，造成各器官组织的损伤。又如1953 年至1961 年，发生在日本的水俣病事件，无机汞在海水中转化成甲基汞，被鱼类、贝类摄入累积，经过食物链的生物放大作用，当地居民食用后中毒。 （七）对生物体作用的加和性： 多种污染物质同时存在，对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类：一类是协同作用，混合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重；另一类是拮抗作用，污染物共存时使危害互相削弱。 二、重金属的定量检测技术 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。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
重金属总量的测定采用消化→原子吸收光谱仪测定； 重金属有效态的测定采用震荡提取→原子吸收光谱仪测定 1 土壤消化（王水+HClO4法） 称取风干土壤（过100目筛）0.1 g（精确到0.0001 g）于消化管中，加数滴水湿润，再加入3 ml HCl和1 ml HNO3（或加入配好的王水4~5mL），盖上小漏斗置于通风橱中浸泡过夜。第二天放入消化炉中，80~90℃消解30 min、100~110℃消解30 min、120~130℃消解1 h，取下置于通风处冷却。加入1 ml HClO4于100~110℃条件下继续消解30 min，120~130℃消解1 h。冷却，转移至20mL容量瓶中，定容，过滤至样品存储瓶中待测。 注：最高温度不可超过130℃。消化管底部只残留少许浅黄色或白色固体残渣时，说明消化已完全。如果还有较多土壤色固体存在，说明消化未完全，应继续120~130℃消化直至完全。 2植物消化（HNO3+H2O2法） 称取待测植物1~2g（具体根据该植物对重金属吸收能力的强弱而定）于消化管中，加入5ml HNO3，盖上小漏斗置于通风橱中浸泡过夜。第二天放入消化炉中，80~90℃消解30 min、100~110℃消解30 min、120~130℃消解1 h，取下置于通风处冷却。加入 1 ml H2O2，于100~110℃条件下继续消解30 min，120~130℃消解1 h。冷却，转移至20mL容量瓶中，定容，过滤至样品存储瓶中待测。 注：植物消化完全为透明液体，无残留。植物消化前是否需要干燥根据实验要求而定。 3土壤中重金属有效态的提取 铅、锌、铜、镉有效态的提取：提取液为0.1mol/L的HCl 砷有效态的提取：提取液为0.5mol/L的NaH2PO4 水土比：10：1~20:1 提取步骤：称取1g（精确的0.0001g）土壤样品于100mL锥形瓶中，加入15mL提取液（以
231重金属检查法本试验系在规定的试验条件下，金属离子与硫化物离子反应显色，通过与制备的标准铅溶液目视比较测定，以确证供试品中重金属杂质含量不超过各论项下规定的限度（以供试品中铅的百分比表示，以重量计）。【见分光光度法和光散射项下测定法目视比较法<851>】【注意：对本试验有反应的典型物质有铅、汞、铋、砷、锑、锡、镉、银、铜和钼等】 除各论另有规定外，按第一法测定重金属。第一法适用于在规定试验条件下，能产生澄清、无色溶液的物质。第二法适用于在第一法规定试验条件下不能产生澄清、无色溶液的物质，或者适用于由于性质复杂，易干扰硫化物离子与金属离子形成沉淀的物质，或者是不易挥发的和易挥发的油类物质。第三法为湿消化法，仅用于第一法、第二法都不适合的情况。? 特殊试剂? 硝酸铅贮备液制备：取硝酸铅159.8mg，溶于100ml水中，加1ml硝酸，用水稀释至1000ml。制备和贮存本溶液的玻璃容器应不含可溶性铅。? 标准铅溶液制备：使用当天，取硝酸铅贮备液10.0ml，用水稀释至100.0ml。每1mL的标准铅溶液含相当于10μg的铅。按每克供试品取100μL标准铅溶液制备的对照溶液，相当于供试品含百万分之一的铅。
重金属 方法A 供试溶液：12ml待测水溶液，2ml pH为3.5的缓冲溶液，混合后加1.2ml的硫代乙酰胺试液，立即混合。 对照溶液：10ml的标准铅溶液（1ppm or 2ppm Pb），2ml pH为3.5的缓冲溶液，2ml 的待测液，混合后加1.2ml的硫代乙酰胺试液，立即混合。 空白溶液：10ml的水，2ml pH为3.5的缓冲溶液，2ml的测试溶液。混合后加1.2ml 的硫代乙酰胺试液，立即混合，同空白溶液比较，对照溶液显浅棕色。 2分钟后，供试的溶液颜色不得比对照溶液深。 方法B 用含最少量水的溶剂（例如含15％水的二氧杂环乙烷或含15％水的丙酮）溶解规定量的供试品，制成待测液 供试溶液：12ml待测液，2ml pH为3.5的缓冲溶液，混合后加1.2ml的硫代乙酰胺试液，立即混合。 对照溶液：10ml的标准铅溶液（1ppm or 2ppm Pb），2ml pH为3.5的缓冲溶液，2ml的待测液，混合后加1.2ml的硫代乙酰胺试液，立即混合。
水体中重金属离子检测方法现状及研究进展 随着我国科学体系以及科学技术水平的不断进步，多种水体功能的检测以及多种仪器的测量技术也在不断地完善促进了对水中金属离子以及其它方面的准确测量，所以文章就以水体中重金属离子的测量为主要的着力点，介绍了现阶段水体测量中对重金属测量的现状，并根据这些现状找到重金属离子测量过程中存在的一系列的问题，根据这些问题进行主要的策略分析，从而更好的促进我国水体的纯净与无污染，保护我国的生态环境。 标签：重金属离子；检测；现状；研究；问题；策略 1 水体中重金属离子检测方法现状分析 所谓重金属，重金属原义是指比重大于5的金属（一般来讲密度大于4.5g/cm3的金属），包括金、银、铜、铁、铅等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。水资源与人们生活密不可分，优质水源，优质水体对与身体有一定的好处，但是水体中含有一定的重金属，就会对人的身体造成一定的伤害，所以一旦发现水体中含有一定的重金属，就必须要检测其是否超标，从而确保水体的质量。现阶段重金属离子检测的方法在不断的增加，各种方法的适用也较为多变，这也是在实际的问题研究过程中需要充分注重的问题。现阶段水体中重金属离子检测的科学技术水平在不断的完善，但是从检测方法以及检测过程等多个方面来看，仍然存在一定的问题，因此针对这些问题，需要通过多种方式进行完善。 2 水體中重金属离子检测过程中存在的问题 2.1 检测标准不能更好确定 目前，针对水体中的不同的重金属，应该采用一个更加合理化的选择标准，一个合理的检测标准具有重要的作用，但是在现阶段的发展以及整体的完善过程中，必须要通过一个合理的标准进行时时检测，提高整体的检测水平，这也是在实际的问题研究过程中需要注重的一个问题。首先，检测标志呢确定，要根据具体的水质以及水量，来进行衡量与计算，找到一个更加准确的标准，将重金属降到这一标准以下，以求能够更好的将水体充分运用提升整个水体的应用价值。所以针对这一问题，在实际的问题研究过程中也需要更好的重视与完善。 2.2 检测方法单一化 针对不同的重金属选择不同的检测方式，所以针对这一问题的研究上来看，必须要更好的重视整个研究过程的完善，丰富多种水体中重金属的检测方式。但是现阶段，我国许多单位在进行重金属的检测上仍然存在检测方式过于单一化，检测内容不具有针对性的问题，所以通过实际的研究可以知道，水体中的重金属问题已经成为了一种检测方法的依据。所以在这些问题的改善上，必须要高度重
重金属离子有哪些？重金属离子主要是Cr6+、U6+、Te3+、Co3+、Se6+、Pu3+、Hg2+,Mn4+等 备注:重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。 哪些重金属离子可以使蛋白质变性 下面一段是我从我的化学选修书上摘下来的（自己打上来的）： 蛋白质受热到一定温度就会发生不可逆的凝固，凝固后不能在水中溶解，这种变化叫做变性。除了加热以外，在紫外线、X射线、强酸、强碱，铅、铜、汞等重金属的盐类，以及一些有机化合物如甲醛、酒精、苯甲酸等作用下，蛋白质均能发生变性。蛋白质变性后，不仅丧失了原有的可溶性，同时也失去了生理活性。 重金属指比重大于5的金属，（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属）约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。 铁锰同时存在的地下水中，要测锰离子浓度，如何消除铁离子对它的影响？ 最近在测定地下水锰离子浓度的时候，铁离子发生很大的干扰，我不知道如何消除，我用的方法是高碘酸钾分光光度法测定锰，不过高碘酸钾好像和铁也反应，导致测试结果偏高!有没有高手能解决这个问题的？小弟先谢谢了！注意：曝气除铁在测定锰，这种方法不能用，因为氢氧化铁会吸附锰离子，导致测试结果偏低。
这是典型的共存离子的干扰和消除。常采用A 控制酸度B 加掩蔽剂C 分离干扰离子 所以建议：可加入氟化钠，使其与铁离子生成无色络合物[FeF6]3- 来消除干扰。 1楼的方法是看到3价铁离子可以和铁单质反应生成亚铁离子，但这种方法不推荐，因为高碘酸存在强氧化性，即使不存在氧化性，亚铁离子本身也存在绿颜色 重金属捕捉剂 一、重金属捕捉剂别名： 重金属离子捕捉剂、重金属离子捕集剂、重金属离子去除剂、重金属离子吸附剂、重金属离子螯合剂等 二、应用范围： 在常温下与较宽的PH范围内能与废水中Hg 、Cd 、Cu 、Pb 、Mn 、Ni 、Zn 、Cr3＋等多种重金属离子迅速反应，生成不溶于水的絮状沉淀物,并能生成较大的矾花，从而达到捕集去除重金属离子的目的。 1、常规重金属废水处理，矿山、电镀、电子、线路板等行业排放废水重金属离子捕捉。 2 、核电站反应堆、铀钍的湿法冶金厂、医院、同位素试验堆及生产堆等放射性废水金属离子捕捉。 3、应用在垃圾焚烧发电方面的飞灰重金属治理方面有独特功效。 三、稳定性与灵敏性 1、稳定性： 本品与重金属离子形成稳定的聚合物，在强酸和强碱性环境下均不会析出重金属离子，在-100度至300度的温度范围内重金属螯合物也非常稳定，在自然环境条件下，可保持长达数百年的聚合物稳定性。
重金属检测方法 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）。现就这二种方法简介： 一、紫外可见分光光度法（UV） 检测原理：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。 一般来说分光光度计有两种方法：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。 检测波长一般是紫外和可见光区。
二、原子吸收法（AAS） 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。 检测原理：每一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线，也可以吸收与发射线波长相同的特征谱线。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，即入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A，与被测元素的含量成正比。由于原子能级是量子化的，因此，在所有的情况下，原子对辐射的吸收都是有选择性的。由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同，元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。通过能量的衰减量来检测原子的浓度。
重金属检查法标准 操作规程
目的：建立重金属检查法标准操作规程 范围：本规范适用于重金属检查法检查 职责：质量控制部全体人员 内容： 1.简述 重金属是指在规定实验条件下能与显色剂作用显色的金属杂质。采用硫代乙酰胺试液或硫化钠试液作显色剂，以铅的限量表示。由于实验条件不同，分为4种检查方法：第一法适用于供试品不经有机破坏，在酸性溶液中进行显色的重金属限度检查；第二法适用于供试品需灼烧破坏，取炽灼残渣项下遗留的残渣，经处理后在酸性溶液中进行显色的重金属限度检查；第三法用来检查能溶于碱而不溶于稀酸（或在稀酸中即生成沉淀）的药品中的重金属；第四法用微孔滤膜过滤，使重金属硫化物沉淀富集成色斑，用于有色溶液或重金属限度较低的品种。检查时，应根据药典品种项下规定的方法选用。四种方法显示的结果均为微量重金属的硫化物微粒均匀混悬在溶液中所呈现的颜色；采用滤膜法可获得“色斑”；如果重金属离子浓度大，加入显色剂后放置时间长，就会有硫化物聚集下沉。重金属硫化物生成的最佳PH值是3.0-3.5，选用醋酸盐缓冲液（PH3.5）2.0ml调节PH较好，显色剂硫代乙酰胺试液用量经实验也以2.0ML为佳，显色时间一般为2分钟。以10-20μg的Pb与显色剂所产生的颜色为最佳目视比色范围。在规定实验条件下，与硫代乙酰胺试液在弱酸条件下产生的硫化氢呈色的金属离子有银、铅、汞、铜、镉、铋、锑、锡、砷、锌、钴与镍等。由于在药品生产过程中遇到
铅的机会较多，且铅易积蓄中毒，故以铅作为重金属的代表，用硝酸铅配制标准铅溶液。 2.仪器与用具 2.1纳氏比色管50ml应选玻璃质量好、无色（特别管底）、配对、刻度标线高度一致的纳氏比色管。 2.2滤器见中国药典重金属检查法第四法附图，由具有螺纹丝扣并能密封的上、下两部分以及垫圈、滤膜和辅助滤板组成。 2.2.1滤器上盖部分A的入口处应能与50ML注射器紧密联接，滤器下部F的出口处能套上一合适橡皮管。A与F能经过螺纹丝扣密封。 2.2.2垫圈应内径光滑、大小相同，以使斑点边缘圆整、清楚、大小一致。在滤器上加上橡皮垫圈，既可使滤膜与滤板紧密结合，又可避免在旋紧滤器接头时扭曲或损坏滤膜。 2.2.3滤膜的直径为10MM，孔径为 3.0μm，使用前在水中浸泡24小时以上，可使色斑均匀。 2.2.4 50ml注射器，应能与滤器上盖入口处紧密联接。 3.试药和试液 3.1标准铅溶液 精密称取在105℃干燥至恒重的硝酸铅0.160g，置1000ml量瓶中，加硝酸5ml与水50ml溶解后，用水稀释至刻度，摇匀，作为贮备液。临用前，精密量取贮备液10ml，置100ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即得（每1ml相当于10μg的Pb）。 3.2硫代乙酰胺试液、硫化钠试液、醋酸盐缓冲液（PH3.5）与抗坏
肥料中重金属的测定方法 1.铅的测定 用吸管分别吸取蒸馏水2mL（作空白用）、蒸馏水2mL+1 滴铅标准储备液（作标准用）、待测液2mL 于三个小试管中，分别依次加入：铅1 号试剂 4 滴铅2 号试剂 4 滴铅3 号试剂4 滴 摇匀，静置显色1 分钟，转移到比色皿中，上机测定： ①拨动滤光片左轮使数值置2，置空白液于光路中，按“比色”键，功能号切换至1，按“调整＋”键或“调整－”键，使仪器显示100％。 ②将标准液置于光路中，按“比色”键，功能号切换至3，按调整键，使仪器显示值为200.00。 ③再将待测液置于光路中，此时显示读数即为肥料中铅(Pb)的含量(mg/kg)。 2.砷的测定 分别吸取蒸馏水10mL、蒸馏水10mL+8 滴砷标准储备液、待测液10.00mL 于三个砷反应瓶中，分别依次加入砷1 号试剂8 滴，用砷导气管将砷反应瓶和砷吸收池连接好，并于各吸收池 中加入蒸馏水3.0mL，砷2 号试剂8 滴，最后往砷反应瓶中加入砷3 号试剂0.5 克（事先称好），立即塞上反应瓶的瓶塞。若反应太慢，可用手摇动反应瓶，以加速反应。反应十分钟后，将吸收池中的显色溶液于比色皿中，上机进行测定。 ①拨动滤光片左轮使数值置1，置空白液于光路中，按“比色”键，功能号切换至1，按“调
整＋”键或“调整－”键，使仪器显示100％。 ②将标准液置于光路中，按“比色”键，功能号切换至3，按调整键，使仪器显示值为16.00。 ③再将待测液置于光路中，此时显示读数即为肥料中砷(As)的含量(mg/kg)。 3.铬的测定 用吸管分别吸取蒸馏水2mL（作空白用）、蒸馏水2mL+1 滴铬标准储备液（作标准用）、待测液2mL 于三个小试管中，分别依次加入：铬1 号试剂 4 滴铬2 号试剂 4 滴铬3 号试剂4 滴 摇匀，静置显色1 分钟，转移到比色皿中，上机测定： ①拨动滤光片左轮使数值置2，置空白液于光路中，按“比色”键，功能号切换至1，按“调整＋”键或“调整－”键，使仪器显示100％。 ②将标准液置于光路中，按“比色”键，功能号切换至3，按调整键，使仪器显示值为200.00。 ③再将待测液置于光路中，此时显示读数即为肥料中铬(Cr)的含量(mg/kg)。 4.镉的测定 用吸管分别吸取蒸馏水2mL（作空白用）、蒸馏水2mL+1 滴镉标准储备液（作标准用）、待测液2mL 于三个小试管中，分别依次加入：镉1 号试剂 4 滴镉2 号试剂 4 滴镉3 号试剂4 滴 摇匀，静置显色1 分钟，转移到比色皿中，上机测定： ①拨动滤光片左轮使数值置2，置空白液于光路中，按“比色”键，
微反应器中水样有机物光催化降解及重金 属在线检测 1.引言 环境样品的重金属测定往往需要将样品消解以消除有机物的干扰，常规的方法需要强酸在高温下将有机物消解，往往需要数十分钟时间，且容易产生二次污染。纳米TiO2光催化氧化技术具有光催化活性高，反应速度快，有机污染物在几分钟内就被破坏，几乎所有有机物都可降解，可氧化ppb级的污染物，无二次污染等突出优点[2]，被越来越多地应用于环境水质分析等环境监测中【】。 以微流控芯片为基本单元的微型分析系统可以降低能源消耗，减少空间、样品和试剂的使用，[3]内表面涂敷光催化剂的微流控芯片具有微通道内表面可负载大比表面积的固体催化剂，紫外光强照射均一，透射率高，光催化效率高等优点[5]。目前微流控芯片已用作光催化微反应器，用于有机物的光催化降解，并应用于环境监测当中。Zhang等[16]研制了一个高光载效率即转盘光催化反应器，并将其用于COD测定，以KMnO4为纳米TiO2光生电子的接受体，在光催化降解10min条件下，可准确地测定0–260mg L?1 之间的COD 值。Daniel 等[15]设计了电化学检测集成的微流控反应器，在其中利用吸附于金电极上的TiO2催化光降解水中EDTA，并用伏安法测定水中铜含量。然而这些方法光催化的能力及效率都还不够高，通常需数分钟甚至数十分钟才能将mg?L－1级的有机物完全降解。 与传统的重金属离子含量测定方法如原子吸收分光光度法（AAS），原子发射分光光度法（AES）和等离子体质谱分析法(ICP-MS)等相比，采用电化方法学检测重金属离子具有设备简单，易自动化，便于携带,灵敏度和准确度高，选择性好等优点。然而Daniel等采用的伏安法检测方法仅能检测一种离子，不能实现多种金属离子的同时检测。 本文以内壁涂覆TiO2 薄膜的微流控芯片为光催化微反应器，在光催化微反应器上集成电化学检测系统，以大功率UV-LED为光源，利用微流控芯片的网络结构控制样品及试剂溶液的流动，建立集样品预处理、重金属离子在线电化学检测于一体的微分析系统。用TiO2/H2O2协同光催化降解水样中的EDTA，使得被EDTA络合的重金属完全释放出，利用集成的微型电化学检测系统，采用差分脉冲溶出伏安法实现多种重金属离子的快速、灵敏的在线检测。 2.实验内容 2.1仪器与试剂
重金属的危害及检测方法
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
人体内重金属元素的危害及检测方法 （山东大学化学与化工学院2010级化学基地班耿轶峥 201000112008） 一、选定课题的简要说明： 近年来，随着我国工业化快速发展，大气、水土的污染形势日益严峻，人体中金属含量超标已经越来越多的在各地发生，其对人体造成的危害不容无视，如铅毒症、水俣病等。这些中毒症状往往会给人体带来严重的永久性损伤，进而导致残疾甚至死亡。因而，只有了解重金属以及其摄入过多的症状，才能有效防范重金属中毒。 由于危害人体健康的重金属含量极低，常规检查不易查出，一旦查出时往往已经出现严重的并发症，研制灵敏度更高、准确度更好、速度更快的检测方法便是现阶段追求的目标，本文将例举集中常用的测定重金属元素的检测方法。 二、信息检索说明： 1 检索关键词：重金属、人体、危害 2 检索工具和数据库： 2．1 中国期刊全文数据库 2．2 万方数据系统 三、综述： 以上检索共查找到了相关文献85篇，另外又对比参考了各个数据库推荐的相似文献，其中重点参考了中国期刊全文数据库中的20余篇文章。在经过对其的学习和理解并通过自己的总结及相应参考后，现将该课题内容和自己的启示心得综述如下。 摘要对什么是重金属目前尚无严格的定义，化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属。如：金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。从环境污染方面所说的重金属是指：汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有5种：铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。通常认可的重金属分析方法有：微谱分析（MS）、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）。 目录
重金属检查法 1 简述 1.1 重金属是指在规定实验条件下能与显色剂作用显色的金属杂质。中国药典2005年版二部附录Ⅷ H采用硫代乙酰胺试液或硫化钠试液作显色剂，以铅（Pb）的限量表示。 1.2 由于实验条件不同，分为4种检查方法：第一法适用于供试品不经有机破坏，在酸性溶液中进行显色的重金属限度检查；第二法适用于供试品需灼烧破坏，取炽灼残渣项下遗留的残渣，经处理后在酸性溶液中进行显色的重金属限度检查；第三法用来检查能溶于碱而不溶于稀酸（或在稀酸中即生成沉淀）的药品中的重金属；第四法用微孔滤膜过滤，使重金属硫化物沉淀富集成色斑，用于有色溶液或重金属限度较低的品种。检查时，应根据药典品种项下规定的方法选用。 1.3 四种方法显示的结果均为微量重金属的硫化物微粒均匀混悬在溶液中所呈现的颜色；采用滤膜法可获得“色斑”；如果重金属离子浓度大，加入显色剂后放置时间长，就会有硫化物聚集下沉。 1.4 重金属硫化物生成的最佳pH值是3.0～3.5，选用醋酸盐缓冲液（pH 3，5） 2.0ml调节pH 较好，显色剂硫代乙酰胺试液用量经实验也以2.0ml为佳，显色时间一般为2分钟。以10～20ug的Pb与显色剂所产生的颜色为最佳目视比色范围。在规定实验条件下，与硫代乙酰胺试液在弱酸条件下产生的硫化氢呈色的金属离子有银、铅、汞、铜、镉、铋、锑、锡、砷、锌、钴与镍等。 1.5 由于在药品生产过程中遇到铅的机会较多，且铅易积蓄中毒，故以铅作为重金属的代表，用硝酸铅配制标准铅溶液。 2 仪器与用具 2.1 纳氏比色管应选玻璃质量好、无色（尤其管底）、配对、刻度标线高度一致的纳氏比色管。 2.2 滤器见中国药典2005年版二部附录Ⅶ H重金属检查法第四法附图，由具有螺纹丝扣并能密封的上、下两部分以及垫圈、滤膜和辅助滤板组成。 2.2.1 滤器上盖部分A的入口处应能与50ml注射器紧密联接，滤器下部F的出口处能套上一合适橡皮管。A与F能通过螺纹丝扣密封。 2.2.2 垫圈应内径光滑、大小相同，以使斑点边缘圆整、清楚、大小一致。在滤器上加上橡皮垫圈，既可使滤膜与滤板紧密结合，又可避免在旋紧滤器接头时扭曲或损坏滤膜。 2.2.3 滤膜的直径为10mm，孔径为 3.0um，使用前在水中浸泡24小时以上，可使色斑均匀。 2.2.4 50ml注射器，应能与滤器上盖入口处紧密联接 3 试药和试液 3.1 标准铅溶液精密称取在105℃干燥至恒重的硝酸铅0.160g，置1000ml量瓶中，加硝酸5ml与水50ml溶解后，用水稀释至刻度，摇匀，作为贮备液。临用前，精密量取贮备液10ml，置100ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，即得（每1ml相当于10ug的Pb ）。 3.2 硫代乙酰胺试液、硫化钠试液、醋酸盐缓冲液（pH3.5）与抗坏血酸等均按药典附录XV 的规定。 3.3 稀焦糖溶液取蔗糖或葡萄糖约5g，置磁坩埚中，在玻璃棒不断搅拌下，加热至呈棕色糊状，放冷，用水溶解成约25ml，滤过，贮于滴瓶中备用。临用时，根据供试液色泽深浅，取适当量调节使用。 4 操作方法 4.1 第一法 4.1.1 取25ml纳氏比色管两支，编号为甲、乙。 4.1.2 甲管中加标准铅溶液一定量与醋酸盐缓冲液（pH3.5）2ml，加水或各品种项下规定的
方法分类 1、Hakanson土壤潜在生态风险指数法 2、（GB/T9078-1996）《国家工业烟尘排放标准》 国家环境保护标准（HJ 557-2010） 生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006） HJ/T299-2007《固体废物浸出毒性标准》 3、淋滤实验类型 分为分批浸出、柱淋滤和现场液度估定计方法三种，其中分批浸出是淋滤实验最早使用的淋滤方法，它与柱淋滤要求的设备条件都比较简单，成本低，但是柱淋滤属于动态淋滤方法，与自然环境较相似，在试验的要求上比较长，这点与分批浸出有较大的不同。而现场液度估定计方法由于试验要求的设备和费用较为昂贵，对现场的要求非常高，因此，目前以分批浸出和柱淋滤的实验方法应用较多 重金属元素含量测试方法汇总 1. 原子吸收光谱法（AAS） 原子吸收是最在最近几十年才创立的分析方法，它主要是利用外层电子与物质产生作用，由此产生波长在紫外和可见光之间的共振辐射，根据辐射强度与待分析元素含量的关系进行分析测定的分析方法。原子吸收法在重金属检测方面有着多种应用，它主要有分析方法的检出限低、受到的干扰较少、测试时间短、分析结果准确、应用领域广泛等优点。 2. 紫外可见分光光度法（UV） 紫外可见分光光度法在现代分析技术史上也是极其重要的一种方法，分光光度法主要是利用待测元素与显色剂发生络合反应，会因此而产生显色的分子团，根据分子团的颜色深浅与固有的显色试纸情况，从而得知待分析元素的浓度。 常用的分光光度分析法有两种，一种就是紫外和可见光的吸收被物质吸收进行测量；另一种则是利用络合反应生成有色分子团，经过显色对比，然后再测定其浓度。分光光度分析法具有样品处理相对简单、实验重现性较好、实验结果准确等优点。 3.原子荧光法（AFS） 原子荧光是现代分析方法的集大成者，它不仅有原子发射方法的优点，还具有荧光方法的优点。更是能够解决两种方法的缺点。它主要是利用固有频率的辐射激发待分析元素的原子蒸汽，通过相应的探测系统测定其所产生的的荧光强度，根据强度与待分析元素含量的关系得到其含量。 原子荧光光谱光谱法在现代社会应用领域相当广泛，它具有谱线简单干扰少、灵敏度高、还可以同时测量几种元素。原子荧光光谱仪可用于分析多种重元素。现已广泛地应用于地矿、环境监测、农林牧、饮用水、食品卫生等领域。 4. 电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS） ICP-MS 是除了X 荧光分析法以外，样品处理最简单的一种方法，它有着极低的检出限，溶液样品的检出限达到ppt 级。但是溶解质为单元素的溶液其