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，也指具有定毒性的般重金属，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。

　　?重金属检测方法及应用

　　、重金属的危害性

　　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，也指具有定毒性的般重金属，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。

　　()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ξ体中60多种常见元素的分布规律，发现其中大多数▼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、食品等入人体，在人体某些器官内积累，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ζ　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。在天然水体中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∏入环境后，随着水和空气⊙的流动，被稀释扩散，可能成点源到『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ぷ物质能长期地保持其危害性，如重金ㄨ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，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：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，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：类是协同作用∞，混合污染物使其对环境的危害比污ぷ染物质的简单相加▅更为严重;另类是拮抗作用，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：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)。微谱技术除上述方法外，更引入光》谱法来行检测，精密度更，更为准确!

　　日本和欧盟╲家有的采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)分析，但对内用户而言◣，仪器成本。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。新流行的检测方法--阳溶出法，检测速度快，数值准确，可用于现场等环境应急检测。

　　()原子吸◇收光谱法(AAS)

　　原子吸收光谱法是№20纪50年代创立〒的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卐提。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ζ间。现在已研制出气相色谱—原子吸收光谱(GC-AAS)的联用仪器，步拓展了原子吸收光谱法的应用域。

　　(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。在定波长下，比色检测。

　　分光光〗度分析有两种，种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收行测定;另种是⌒　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行光度测定，这是目前应用广泛的测试手段。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『反应生成的化合物般是稳定的螯∏合物。显色反应＠的选择性和灵敏度都较。有些有色螯合物易溶于有机溶剂，可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分光光度测定的灵敏度，改善分∞析性。显色剂在前处理萃取和检测比色方面的选择Ψ 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，灵敏度于原子吸收光谱法，线性范围较宽干扰少▓的点，能够行♀多元素同时测定。原子ぷ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↓水等域。在标中，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法。

　　气态自由原子吸收征波长辐射后，原子的外层电子从基态或低能态会跃迁到能态，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，它以多个强度◥空心阴灯为光源，以具有很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，与空心阴灯成直角●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—阳溶出╲伏安法

　　电化学法是近年来发展较快的种方法，它以〗经典谱法为依托，在此基础上又衍生出示波谱、阳█溶出伏安法等方法。电化学法的检测限较低，测试灵敏度较，值得推广应用。如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谱法。

　　阳溶出伏安法是将恒电位电解富集与伏安法测定相结合的种电化学分析方法。这种方〒法次可连续测定多种金属离子，而且灵◇敏度很，能测定10-7-10-9mol/L的金属离々子。此法№所用仪器简单，操作方便，是种很好的痕量分析手段。我已≡经颁布了适用于化学试剂中金属杂质测定的阳溶出伏安法家标准。

　　阳溶出伏安法测定分两个步骤。步为“电析”，即在个恒电位下，将被测离子电解沉积，富集在工作电上与电上汞生成汞齐。对给定的金属离子来说，如ξ　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，般静止30s或60s后，在工作电上施加个反∮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，即卐伏安曲线。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。

　　示波谱法又称“单扫描谱分析法”。种谱分析新力法。它是种快速加入电解电压◆的谱法。常∩在滴汞电每汞滴成长后期，在电解□池的两上，迅速加入锯齿形脉♂冲电压，在几秒钟内得出次谱图，为了快速●记录谱图，通常用示波管的荧光屏作显示工具，因此称为示波谱法。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点。它不仅用于常量元素的定性和定量分析，而☆且也可行微量元素的测定，其检出限多数可达10-6。与分离、富集等手段相卐结合，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行成分和膜厚的◆分析。

　　当试样受到√x射线，能粒子束，紫外光Ψ 等照射时，由于能粒子或光子与试①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，这样便产生系列的征x射线。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(次x射线)做激发原照射试样，使试样中⊙元素产生征x射线(荧光x射线)时，若元素和实验条件样，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的检出限给人深刻的印象，其溶液的检出限大部份为ppt，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，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，负载线圈由频电源ζ　耦合供电，产生垂直█于线圈平面的磁场。如果通过㊣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←的温度下,电离能低于7eV的元素全电离，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，因此都有很的灵敏度，少数电︽离能较的元素，如C，O，Cl，Br等也能◤检测，只是灵敏度较低。

　　检测标样

　　美加联提ξ　供各类基体的块状标样，包括符合欧盟标准的铝基ROHS标样、锌基ROHS标样、铜基ROHS标样、PVC/PE/PPROHS标样等里面含有⊙铅、镉、汞、氟、氯、溴、碘。此外，微谱可检测的■样品包括：橡胶制品检测、塑料制品检测、精细化学〖品检测、各种水体检测、饮料检测、玩具检测、食品检测、土壤检测等等。