分析儀器在重金屬檢測中的應(yīng)用

馬德明

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

對重金屬來講，其大多都是以天然的濃度存在在自然界之中，通過食物、土壤、水、空氣等途徑進(jìn)入到人的身體之內(nèi)，這些低濃度的重金屬在進(jìn)入到人體中后會大量積蓄在體內(nèi)，導(dǎo)致人體正常生理代謝被破壞，身體健康受到嚴(yán)重的影響。因此，為明確當(dāng)前生活和生態(tài)環(huán)境中存在的重金屬污染，借助各類分析儀器來做好重金屬檢測工作非常必要。

1 重金屬檢測應(yīng)用范圍和特點

對重金屬檢測來講，其應(yīng)用的領(lǐng)域相對較廣，不僅有食品、糧食、飲用水、飲料、保健品、蔬菜、水產(chǎn)品、食品添加劑等同人們生活密切相關(guān)的領(lǐng)域，還包括了土壤、飼料、農(nóng)藥、植物、動物、水體等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域；廢氣、固體廢物、植物、工業(yè)廢渣、環(huán)境樣品等環(huán)境領(lǐng)域；兒童玩具、涂料、廢舊電子產(chǎn)品、塑料、紡織品、油漆等工業(yè)領(lǐng)域；中草藥、生物化學(xué)樣品、中成藥等生物醫(yī)藥領(lǐng)域。

對重金屬檢測來講，需要施行檢測的領(lǐng)域相對較多、范圍較為寬廣，且重金屬對生活和生態(tài)的影響需要經(jīng)過一個漫長的過程，其本身的毒副作用需要經(jīng)過一段時間后才能夠顯現(xiàn)出來，這使得重金屬污染問題經(jīng)常會被忽視。加之重金屬檢測使用的儀器都比較先進(jìn)和貴重，這就需要相關(guān)人員掌握高超的技術(shù)才能夠完成。

2 重金屬檢測中分析儀器的應(yīng)用

2.1 原子吸收光譜儀

該光譜儀主要是由光源空心陰極燈在內(nèi)的其他光源發(fā)出特征的光譜輻射，在借助原子化器處理之后，根據(jù)分光系統(tǒng)來獲得單色光，再經(jīng)過光電倍增管之后最終達(dá)到檢測器。當(dāng)原子化器中有重金屬檢測樣品進(jìn)入后，光在通過原子化器的過程中，有部分光會被吸收掉，其透光率就會因此被減少。按照朗伯·比爾定律，樣品濃度同吸光度之間成正比，所以，根據(jù)吸光度的強(qiáng)弱，就可以確定樣品濃度。對原子化器來講，其主要包括了火焰原子化器與石墨爐原子化器兩種，第一種使用起來相對比較簡便、檢測速度比較快、檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度高，適合測定一些重金屬含量較少，或者是重金屬濃度較低的樣品；第二種在使用過程中的靈敏度更高，可以對樣品數(shù)量較少，重金屬含量極少或者是只有重金屬存在痕跡的樣品進(jìn)行檢測，二者因為檢測準(zhǔn)確率高、速度較快，所以都被廣泛的應(yīng)用到重金屬檢測中[1]。

2.2 ICP光譜儀

在中國的原子發(fā)射光譜儀中，ICP是應(yīng)用范圍最為廣泛的一種光譜儀，該儀器主要是以高溫氬等離子當(dāng)做激發(fā)光源使用，同時配合分辨率較高的光柵分光裝置，借助CCD、CID檢測器或者是光電倍增管，同時對樣品中的多個元素進(jìn)行檢測，其靈敏度相對較高，可以將樣品中的金屬元素與非金屬元素同時檢測出來[2]。就ICP光譜儀來看，其本身屬于應(yīng)用范圍比較廣泛的一種無機(jī)的元素分析儀。與原子吸收儀相比，ICP光譜儀適合需要同時對3個以上樣品進(jìn)行測量的工作。

2.3 原子熒光儀

對原子熒光儀來講，其本身的工作原理是其他的自由原子在吸收了光源特征輻射之后，原子外層的電子就會遷躍到一個較高能級上，之后，高能級中的電子再遷躍回到基礎(chǔ)狀態(tài)或者是低能級上，同時發(fā)射同原激發(fā)波長基本相同原子熒光。

就目前來看，原子熒光儀在對重金屬物質(zhì)進(jìn)行檢測時，大多都會同氫化法聯(lián)合使用，將氬和氫火焰當(dāng)做原子化器，可以對樣品中的Hg、Bl、Sn、Pb、Cd等在內(nèi)的11個元素進(jìn)行測定，本身的靈敏度相對較強(qiáng)[3]。同其他分析儀器相比，該檢測儀的價格低廉、檢測成本低、更加便于普及，屬于最經(jīng)濟(jì)實用的一種檢測儀器。

2.4 ICP質(zhì)譜儀

ICP質(zhì)譜儀在對樣品中的重金屬進(jìn)行檢測的過程中，大多都是講用電感耦合等離子體（ICP）當(dāng)做離子源，激昂質(zhì)譜儀當(dāng)做濾質(zhì)器無機(jī)元素的分析儀，以此來對各種類型的金屬和非金屬元素進(jìn)行檢測。

此種分析儀器檢出限較好，靈敏度相對較高，能夠同時進(jìn)行多種元素的測定，最多可以達(dá)到70多種元素，精密度可以達(dá)到0.15%～2%RSD、動態(tài)線性范圍能夠達(dá)到4～6個數(shù)量級的標(biāo)準(zhǔn)，在同時分析多個元素時的速度相對來講也比較快，且此種檢測方式對于樣品的需求量相對較少，還具有一定的掃描能力，可以進(jìn)行同位素的測定與鑒別[4]。但同其他分析儀器相比，ICP光譜儀檢測成本相對較高，部分元素的檢出限有限，復(fù)雜和位置基體光譜干擾問題的存在也會對其檢測效果產(chǎn)生一定的不利影響。

2.5 伏安分析儀

伏安分析儀是一種紫外線可見分光的光度計與電化學(xué)法所構(gòu)成的、能夠?qū)χ亟饘龠M(jìn)行有效分析的儀器，是以電流和電壓曲線特性的研究為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的分析法作為工作原理[5]。

伏安分析儀對于痕量金屬的監(jiān)測可以起到較好的檢測效果，可以借助溶出分析的方式，對某些物質(zhì)中重金屬的測定具有一定的靈敏度和精密度，使最終的監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確度相對較高，且使用的儀器設(shè)備也比較簡單。屬于痕量分析中比較重要的分析儀器。

3 結(jié)論

總而言之，由重金屬造成的污染問題在近些年愈發(fā)受到人們的關(guān)注，相關(guān)部門和行業(yè)領(lǐng)域更是設(shè)立了專門的檢測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對重金屬污染問題進(jìn)行檢測，政府部門也增加了在此方面的投資力度，通過逐步引進(jìn)先進(jìn)的儀器設(shè)備，且我國質(zhì)量檢測總局也引進(jìn)了多種國際上的監(jiān)測方法，對于出口商品、紡織品、食品和土壤等展開全面的檢測。為保證檢測效果和質(zhì)量，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)在引進(jìn)先進(jìn)儀器的同時，還需要大力培養(yǎng)和引進(jìn)高水平的專業(yè)技術(shù)人員，逐步提高相關(guān)人員的技術(shù)水平，以此來最大化的發(fā)揮分析儀器的作用，保證重金屬檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和質(zhì)量。