重金屬檢測方法

1、題目：題目：土壤土壤/ /沉積物中、水體、大氣、固體廢沉積物中、水體、大氣、固體廢 物中重金屬物中重金屬監(jiān)測技術(shù)監(jiān)測技術(shù)老師：楊再福老師：楊再福學(xué)生：張?jiān)缕綄W(xué)生：張?jiān)缕綄W(xué)號：學(xué)號：21112322111232 重金屬是指比重大于重金屬是指比重大于5 5 的金屬，在人體的金屬，在人體中累積達(dá)到一定程度，會對身體產(chǎn)生危害。重金中累積達(dá)到一定程度，會對身體產(chǎn)生危害。重金屬主要有屬主要有AgAg、CuCu、PbPb、NiNi、CoCo、CrCr、HgHg、CdCd、As As 等等45 45 種，其中對人體危害最大的有種，其中對人體危害最大的有PbPb、HgHg、CdCd、AsAs、CrCr等。這些重

2、金屬在水中不能被分解，在微等。這些重金屬在水中不能被分解，在微生物的作用下能夠轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬化合物。生物的作用下能夠轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬化合物。生物從環(huán)境中攝取重金屬，經(jīng)過食物鏈的生物放生物從環(huán)境中攝取重金屬，經(jīng)過食物鏈的生物放大作用，在較高級生物體內(nèi)富集，然后通過食物大作用，在較高級生物體內(nèi)富集，然后通過食物進(jìn)入人體，危害人體健康。進(jìn)入人體，危害人體健康。污染污染危害危害汞危汞危害害鉛危鉛危害害鎘危鎘危害害砷危砷危害害鉻危鉻危害害頭痛、易頭痛、易激動、無激動、無力、低熱力、低熱鉻鼻病、鼻中鉻穿鉻鼻病、鼻中鉻穿孔、可能有神經(jīng)系孔、可能有神經(jīng)系統(tǒng)癥狀統(tǒng)癥狀影響兒影響兒童智力童智力發(fā)育發(fā)育可

3、導(dǎo)致可導(dǎo)致胎兒中胎兒中毒毒惡心、咽惡心、咽痛、骨痛痛、骨痛病等病等1.1.傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法 1.1 1.1 原子吸收光譜法原子吸收光譜法 （AASAAS） 1.2 1.2 原子熒光光度法原子熒光光度法 （AFSAFS） 1.3 1.3 電感藕合等離子體法電感藕合等離子體法 （ICPICP） 1.4 1.4 高效液相色譜法（高效液相色譜法（HPLCHPLC） 1.5 1.5 電化學(xué)方法電化學(xué)方法2.2.新型方法新型方法2.1 2.1 酶分析方法酶分析方法2.2 2.2 免疫分析方法免疫分析方法2.3 2.3 生物傳感器生物傳感器土壤土壤重金屬檢測具體方法重金屬檢測具體方法水體水體重金屬檢測技術(shù)現(xiàn)

4、狀重金屬檢測技術(shù)現(xiàn)狀大氣大氣顆粒物中重金屬的檢測方法顆粒物中重金屬的檢測方法固廢固廢監(jiān)測方法的現(xiàn)狀監(jiān)測方法的現(xiàn)狀 這種方法根據(jù)蒸氣相中被測元素的基態(tài)這種方法根據(jù)蒸氣相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度來測定試樣中被原子對其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度來測定試樣中被測元素的含量。測元素的含量。AASAAS具有檢出限低，靈敏度高?；鹁哂袡z出限低，靈敏度高?；鹧嬖游辗ǖ臋z出限可達(dá)到焰原子吸收法的檢出限可達(dá)到ppbppb級，石墨爐原子級，石墨爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到吸收法的檢出限可達(dá)到g/Lg/L，甚至更低。此外還，甚至更低。此外還有分析精度好、分析速度快、應(yīng)用范圍廣有分析精度好、分析速度

5、快、應(yīng)用范圍廣（可測定可測定的元素達(dá)的元素達(dá)7070多個(gè)）、儀器較簡單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)多個(gè)）、儀器較簡單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，原子吸收光譜法的不足之處是多元素同時(shí)測定尚，原子吸收光譜法的不足之處是多元素同時(shí)測定尚有困難。有困難。 原子熒光光度法（原子熒光光度法（AFSAFS）是通過待測元素）是通過待測元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生熒光的發(fā)射強(qiáng)度的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生熒光的發(fā)射強(qiáng)度來測定待測元素的一種分析方法。原子熒光光度法來測定待測元素的一種分析方法。原子熒光光度法的檢出限比原子吸收法要低，譜線清晰干擾少，靈的檢出限比原子吸收法要低，譜線清晰干擾少，靈敏度較高，線性范圍大，但是測定的金

6、屬種類有限。敏度較高，線性范圍大，但是測定的金屬種類有限。 許月輝采用高錳酸鉀溶液吸收富集氧化汞，許月輝采用高錳酸鉀溶液吸收富集氧化汞，用原子熒光光度法測定空氣中的汞。測定用原子熒光光度法測定空氣中的汞。測定0 010ng 10ng / /mLmL 的標(biāo)準(zhǔn)系列的標(biāo)準(zhǔn)系列6 6次，次，r r為為0.99960.9996，線性范圍為，線性范圍為0 0 30ng /30ng /mLmL，方法檢出限為，方法檢出限為0.02 0.02 ngng / /mLmL。方方法法：電感藕合等離體原子發(fā)射光譜電感藕合等離體原子發(fā)射光譜( ICP- AES) ( ICP- AES) 高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的高溫將反應(yīng)氣加熱

7、、電離高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的高溫將反應(yīng)氣加熱、電離, , 利用元素發(fā)出的特征譜線進(jìn)行測定譜線強(qiáng)度與重金屬量利用元素發(fā)出的特征譜線進(jìn)行測定譜線強(qiáng)度與重金屬量成正比。成正比。ICP- AES ICP- AES 靈敏度高靈敏度高, ,干擾小干擾小, , 線性寬線性寬, , 可同時(shí)可同時(shí)或順序測定多種金屬元素（或順序測定多種金屬元素（CdCd、HgHg）。）。：電感藕合等離子體質(zhì)譜電感藕合等離子體質(zhì)譜( ICP- MS) ( ICP- MS) 分析技分析技術(shù)術(shù) 將電感藕合等離子體與質(zhì)譜聯(lián)用將電感藕合等離子體與質(zhì)譜聯(lián)用, , 利用電感利用電感藕合等離子體使樣品汽化藕合等離子體使樣品汽化, , 將待測金屬分離

8、出來將待測金屬分離出來, , 從從而進(jìn)人質(zhì)譜進(jìn)行測定而進(jìn)人質(zhì)譜進(jìn)行測定, , 通過離子荷質(zhì)比進(jìn)行無機(jī)元素通過離子荷質(zhì)比進(jìn)行無機(jī)元素的定性分析、半定量分析、定量分析的定性分析、半定量分析、定量分析, , 同時(shí)進(jìn)行多種同時(shí)進(jìn)行多種元素及同位素的測定元素及同位素的測定, , 具有比原子吸收法更低的檢測具有比原子吸收法更低的檢測限限, , 是痕量元素分析領(lǐng)域中最先進(jìn)的方法是痕量元素分析領(lǐng)域中最先進(jìn)的方法, , 但價(jià)格昂但價(jià)格昂貴貴, , 易受污染。易受污染。 高效液相色譜是色譜法的一個(gè)重要分高效液相色譜是色譜法的一個(gè)重要分支，以液體為流動相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將具支，以液體為流動相，采用高壓輸液系統(tǒng)，

9、將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱緩沖液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內(nèi)各成分被分離后，進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測，從而內(nèi)各成分被分離后，進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對試樣的分析目前，很多研究者將高效液相實(shí)現(xiàn)對試樣的分析目前，很多研究者將高效液相色譜法用于重金屬離子的檢測，并取得了一定的色譜法用于重金屬離子的檢測，并取得了一定的研究進(jìn)展。痕量金屬離子與有機(jī)試劑形成穩(wěn)定的研究進(jìn)展。痕量金屬離子與有機(jī)試劑形成穩(wěn)定的有色絡(luò)合物，然后用高效液相色譜法分離，紫外有色絡(luò)合物，然后用高效液相色譜法分離，紫外可見檢測

10、器檢測，可實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測定。但是可見檢測器檢測，可實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測定。但是絡(luò)合劑選擇有限，給該方法帶來了局限性。絡(luò)合劑選擇有限，給該方法帶來了局限性。 溶出伏安法，分成兩個(gè)過程：溶出伏安法，分成兩個(gè)過程： 一、被測物質(zhì)在適當(dāng)電壓下恒電位電解一、被測物質(zhì)在適當(dāng)電壓下恒電位電解, , 在攪拌下使試樣中痕量物質(zhì)還原后沉積在陰極上在攪拌下使試樣中痕量物質(zhì)還原后沉積在陰極上, , 稱為富集過程。稱為富集過程。 二、在靜止一段時(shí)間后二、在靜止一段時(shí)間后, , 再在兩電極上再在兩電極上施加反向掃描電壓施加反向掃描電壓, , 使沉積在陰極上的金屬離子氧使沉積在陰極上的金屬離子氧化溶解化溶解, , 形成較大的

11、峰電流形成較大的峰電流, , 這個(gè)過程稱為溶出過這個(gè)過程稱為溶出過程。程。 羅立強(qiáng)等建立了鉍膜修飾碳糊電極方波陽羅立強(qiáng)等建立了鉍膜修飾碳糊電極方波陽極溶出伏安法測定水樣中微量的鉛和鎘的新方法極溶出伏安法測定水樣中微量的鉛和鎘的新方法, , 靈敏度高靈敏度高, , 電極表面易更新電極表面易更新, , 且鉍沒有毒性。且鉍沒有毒性。分析方法分析方法AFSAFSAASAASICPICP電化學(xué)方電化學(xué)方法法火焰火焰石墨爐石墨爐ICPAESICPAESICPMSICPMS檢出限檢出限/ /（g/Lg/L）1010-9-91010-7-71010-9-91010-9-91010-10-101010-8-8精

12、密度精密度高高高高高高較高較高同時(shí)多元同時(shí)多元素分析素分析可以可以否否可以可以可以可以元素價(jià)態(tài)元素價(jià)態(tài)分析分析可以可以否否可以可以可以可以分析金屬分析金屬數(shù)目數(shù)目二十幾種二十幾種七十多種七十多種八十多種八十多種幾十種幾十種儀器價(jià)格儀器價(jià)格/ /萬元萬元十幾到幾十十幾到幾十幾到幾十幾到幾十幾十到幾百幾十到幾百幾到十幾幾到十幾 酶分析法的基本原理是重金屬離子對于酶分析法的基本原理是重金屬離子對于某些酶的活性中心具有特別強(qiáng)的親和力，與之結(jié)合某些酶的活性中心具有特別強(qiáng)的親和力，與之結(jié)合后會改變酶活性中心的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，引起酶活性下后會改變酶活性中心的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，引起酶活性下降，從而使底物酶系統(tǒng)產(chǎn)生一系列

13、的變化，諸如降，從而使底物酶系統(tǒng)產(chǎn)生一系列的變化，諸如使顯色劑的顏色、電導(dǎo)率、使顯色劑的顏色、電導(dǎo)率、pH pH 值和吸光度等發(fā)生值和吸光度等發(fā)生變化，這些方法可以直接用肉眼加以辨別或者是通變化，這些方法可以直接用肉眼加以辨別或者是通過電信號、光信號被檢測到，這樣可以判斷重金屬過電信號、光信號被檢測到，這樣可以判斷重金屬的存在或者測定其濃度。目前已經(jīng)有多種酶用于重的存在或者測定其濃度。目前已經(jīng)有多種酶用于重金屬離子的測定，如脲酶、磷酸酯酶、過氧化氫酶、金屬離子的測定，如脲酶、磷酸酯酶、過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶等，最常用的是脲酶。葡萄糖氧化酶等，最常用的是脲酶。酶的名稱酶的名稱檢出限檢出限/(g

14、 /mL)IC50 /( g /mL)測定對象測定對象木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶Cu2+ : 4g /mL;Hg2+ : 0.39; Ag2 + : 0.40;Cu2 +; Hg2 + ; Ag2 +Cd2+: 100g /mL;Pb2 + : 2.16; Zn2 + : 2.11;Pb2 + ; Zn2 +; Cd2 +菠蘿蛋白酶菠蘿蛋白酶0.15; 0. 23Hg2 + ; Cu2 +; 葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶1.3；0. 4 Cd2 + ; Sn2 + ;1.4Pb2 +土壤酶土壤酶定性研究土壤定性研究土壤的污染程度的污染程度過氧化氫酶過氧化氫酶20mg/kg土壤中土壤中Cr3 +; Cr6

15、 +脲酶脲酶0.0072 ; 0.0085Hg2 + ; Cu2 + ;0.0003 ; 0.0002Cd2 + ; Zn2 + 免疫分析法是一種特異性和靈敏度都較免疫分析法是一種特異性和靈敏度都較高的分析方法，在環(huán)境分析領(lǐng)域有著較高的應(yīng)用高的分析方法，在環(huán)境分析領(lǐng)域有著較高的應(yīng)用價(jià)值，用其分析重金屬離子得進(jìn)行兩方面的工作價(jià)值，用其分析重金屬離子得進(jìn)行兩方面的工作: : 其中選擇適合與重金屬離子結(jié)合的化合其中選擇適合與重金屬離子結(jié)合的化合物是能否制備出特異性抗體的關(guān)鍵。物是能否制備出特異性抗體的關(guān)鍵。選擇合適的化合物與選擇合適的化合物與重金屬離子結(jié)合，獲重金屬離子結(jié)合，獲得一定的空間結(jié)構(gòu)，得一

16、定的空間結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生反應(yīng)原性產(chǎn)生反應(yīng)原性; ;將與重金屬離子結(jié)將與重金屬離子結(jié)合的化合物連接到合的化合物連接到載體蛋白上，產(chǎn)生載體蛋白上，產(chǎn)生免疫原性。免疫原性。 生物傳感器利用生物識別物質(zhì)與待測生物傳感器利用生物識別物質(zhì)與待測物質(zhì)結(jié)合，發(fā)生的變化通過信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成易物質(zhì)結(jié)合，發(fā)生的變化通過信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成易于捕捉和檢測到的電信號或者光信號等，通過檢于捕捉和檢測到的電信號或者光信號等，通過檢測電信號、光信號或者其他信號等來判斷待測物測電信號、光信號或者其他信號等來判斷待測物質(zhì)的量。酶生物傳感器、微生物傳感器、免疫傳質(zhì)的量。酶生物傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器、感器、DNADNA傳感器、細(xì)胞傳

17、感器等在重金屬檢測傳感器、細(xì)胞傳感器等在重金屬檢測方面都有應(yīng)用。方面都有應(yīng)用。生物傳感器類別生物傳感器類別線性范圍線性范圍/( mol /L)檢出限檢出限/( mol /L)測定對象測定對象酶生物傳感器酶生物傳感器( 葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶)Hg2+: 2.5 22.5Cu2+: 0.16 1.652.5Hg2+Cu2+微生物傳感器微生物傳感器110-4Cd2+細(xì)胞生物傳感器細(xì)胞生物傳感器Cd2+ : 10-6 10000.001Cd2+細(xì)菌生物傳感器細(xì)菌生物傳感器Pb2+: 10-4 0.01250.510-4Pb2+DNA 生物傳感器生物傳感器6.710-4As3+免疫生物傳感器免疫生物

18、傳感器2.510-4Pb2+（1 1） 采集樣品采集樣品 在調(diào)查某蓄電池廠（全國較大的生產(chǎn)在調(diào)查某蓄電池廠（全國較大的生產(chǎn)鉛酸蓄電池的廠家之一）的基礎(chǔ)上，把工業(yè)區(qū)鉛酸蓄電池的廠家之一）的基礎(chǔ)上，把工業(yè)區(qū)分為分為A A、B B、C C、D D、E 5 E 5 個(gè)區(qū)，在距蓄電池廠個(gè)區(qū)，在距蓄電池廠D D 的不同區(qū)域的不同區(qū)域A A、B B、C C、E E分別采樣，土壤樣品采分別采樣，土壤樣品采樣深度樣深度0 10 cm0 10 cm，采用多點(diǎn)取樣組合分析，每，采用多點(diǎn)取樣組合分析，每個(gè)區(qū)域的代表性土壤混合樣品均由該區(qū)域的個(gè)區(qū)域的代表性土壤混合樣品均由該區(qū)域的20 20 25 25 個(gè)分樣品組成，采

19、集的土壤樣品按照區(qū)域個(gè)分樣品組成，采集的土壤樣品按照區(qū)域的劃分標(biāo)記為的劃分標(biāo)記為SASA、SBSB、SCSC、SD SD 和和 SESE。（2 2）分析樣品的制備）分析樣品的制備 土壤樣品經(jīng)風(fēng)干后，去除砂礫、植物土壤樣品經(jīng)風(fēng)干后，去除砂礫、植物碎屑等后，用瑪瑙研缽研磨，過直徑為碎屑等后，用瑪瑙研缽研磨，過直徑為2 mm 2 mm 的的土篩，再研磨全部通過土篩，再研磨全部通過100 100 目篩，以四分法取目篩，以四分法取250 g 250 g 樣品保存?zhèn)溆?，稱取樣品樣品保存?zhèn)溆茫Q取樣品4 g 4 g 放入模具放入模具中用硼酸鑲邊墊底，在中用硼酸鑲邊墊底，在30 t 30 t 壓力下，壓成試樣

20、壓力下，壓成試樣直徑為直徑為32 mm 32 mm 的樣片。的樣片。實(shí)驗(yàn)儀器及試劑實(shí)驗(yàn)儀器及試劑型號及產(chǎn)地型號及產(chǎn)地ICP-AESOptima 2100 D；美國，；美國，PerkinElmerDMA80測汞儀測汞儀意大利，意大利，MilestoneETHOS E 全自動微波消解儀全自動微波消解儀意大利，意大利，MileStone s. r. l.電熱板電熱板LabtechSPEX ICP 標(biāo)樣標(biāo)樣美國，美國，TKIHNO3、HCl、HF、HClO4優(yōu)級純優(yōu)級純表表4 實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材（3）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)試劑試劑與設(shè)備與設(shè)備（4 4） 消解方法消解方法稱取樣品加酸微波消解加高氯酸，加熱趕酸冷卻、過

21、濾，ICP-AES分析 小結(jié)小結(jié) 重金屬的分析檢測是水體重金屬污染監(jiān)督重金屬的分析檢測是水體重金屬污染監(jiān)督和治理的前提和依據(jù)。水體重金屬檢測面臨的情況和治理的前提和依據(jù)。水體重金屬檢測面臨的情況: : (1) (1) 需要及時(shí)知道污染情況，以便迅速制需要及時(shí)知道污染情況，以便迅速制定相應(yīng)的處理對策，因此人們越來越迫切需要在線定相應(yīng)的處理對策，因此人們越來越迫切需要在線、實(shí)時(shí)、現(xiàn)場的分析手段。、實(shí)時(shí)、現(xiàn)場的分析手段。 (2) (2) 重金屬元素的不同形態(tài)和價(jià)態(tài)對人體重金屬元素的不同形態(tài)和價(jià)態(tài)對人體的的危害是不同的，這就要求我們不僅要對重金屬元素危害是不同的，這就要求我們不僅要對重金屬元素總量進(jìn)行

22、測定，還應(yīng)該對重金屬的形態(tài)和價(jià)態(tài)能進(jìn)總量進(jìn)行測定，還應(yīng)該對重金屬的形態(tài)和價(jià)態(tài)能進(jìn)行細(xì)致的檢測。行細(xì)致的檢測。 新情況對水環(huán)境重金屬污染的檢測提出了新的新情況對水環(huán)境重金屬污染的檢測提出了新的挑戰(zhàn)與要求。挑戰(zhàn)與要求。 從目前的檢測技術(shù)看從目前的檢測技術(shù)看, ICP - MS , ICP - MS 優(yōu)點(diǎn)眾多優(yōu)點(diǎn)眾多, , 在在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域, ISO , ISO 等國際組織和發(fā)達(dá)國家等國際組織和發(fā)達(dá)國家( (如美國如美國) ) 在在20 20 世紀(jì)就先后制定相應(yīng)利用世紀(jì)就先后制定相應(yīng)利用ICP - MSICP - MS技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范。規(guī)范。 由于新型電化學(xué)傳感器在陽

23、極溶出伏安法中的由于新型電化學(xué)傳感器在陽極溶出伏安法中的應(yīng)用降低了儀器的檢測限應(yīng)用降低了儀器的檢測限, , 并且可以進(jìn)行便攜式的野外現(xiàn)并且可以進(jìn)行便攜式的野外現(xiàn)場監(jiān)測場監(jiān)測, , 美國美國EPA EPA 將其列為標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。將其列為標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。 激光誘導(dǎo)擊穿光譜法由于靈敏度高激光誘導(dǎo)擊穿光譜法由于靈敏度高, , 可進(jìn)行多可進(jìn)行多元檢測元檢測, , 近年來也得到廣泛的應(yīng)用。近年來也得到廣泛的應(yīng)用。 酶抑制法、免疫分析法、生物傳感器等新的重酶抑制法、免疫分析法、生物傳感器等新的重金屬檢測方法金屬檢測方法, , 隨著檢測技術(shù)的成熟也必將在水環(huán)境重金隨著檢測技術(shù)的成熟也必將在水環(huán)境重金屬檢測中發(fā)揮

24、重要作用。屬檢測中發(fā)揮重要作用。2.22.2 水體重金屬檢測技術(shù)現(xiàn)狀水體重金屬檢測技術(shù)現(xiàn)狀激光誘導(dǎo)擊穿光譜法激光誘導(dǎo)擊穿光譜法定義：激光誘導(dǎo)等離子體定義：激光誘導(dǎo)等離子體( LIBS) ( LIBS) 技術(shù)是基于高功率激技術(shù)是基于高功率激光光 與物質(zhì)相互作用與物質(zhì)相互作用, , 產(chǎn)生瞬態(tài)等離子體產(chǎn)生瞬態(tài)等離子體, , 對對等離子體等離子體 的發(fā)射光譜進(jìn)行研究的發(fā)射光譜進(jìn)行研究, , 達(dá)到對樣品的定性與達(dá)到對樣品的定性與定量分定量分 的一種光譜技術(shù)。的一種光譜技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.1. 無須對樣品預(yù)先處理，時(shí)間短無須對樣品預(yù)先處理，時(shí)間短 2. 2.且可對多種成分同時(shí)進(jìn)行分析且可對多種成分同時(shí)進(jìn)

25、行分析 3 3 可以實(shí)現(xiàn)對微量污染物的快速、無接觸可以實(shí)現(xiàn)對微量污染物的快速、無接觸和在線和在線 探測探測 4. 4.靈敏度高靈敏度高研究測定大氣顆粒物樣品中重金屬元素的成分分析研究測定大氣顆粒物樣品中重金屬元素的成分分析已趨于成熟已趨于成熟, , （1 1）將大氣顆粒物捕集后不經(jīng)樣品消解處）將大氣顆粒物捕集后不經(jīng)樣品消解處理而接進(jìn)行定量分析的方法有理而接進(jìn)行定量分析的方法有: : 儀器中子活化法儀器中子活化法(INAA) (INAA) 、質(zhì)子誘導(dǎo)、質(zhì)子誘導(dǎo)X X 射線熒光法射線熒光法( PIXE) ( PIXE) 、能量、能量色散和波長色散色散和波長色散X- X- 射線熒光法射線熒光法( X

26、RF) ( XRF) 等。等。 （2 2）大氣顆粒物經(jīng)消解后的測定方法主要）大氣顆粒物經(jīng)消解后的測定方法主要包括電感耦合等離子體質(zhì)譜包括電感耦合等離子體質(zhì)譜( ICP- MS) ( ICP- MS) 、離子色、離子色譜法、原子吸收光譜譜法、原子吸收光譜( AAS) ( AAS) 、原子熒光光譜、電、原子熒光光譜、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜。感耦合等離子體原子發(fā)射光譜。 方法對比方法對比 原子吸收法雖然廣泛應(yīng)用于大氣顆粒物中微量原子吸收法雖然廣泛應(yīng)用于大氣顆粒物中微量和痕量金屬成分的測定和痕量金屬成分的測定, , 但每次只能測定單一元素而不但每次只能測定單一元素而不能做到對同一份溶液中多元素的

27、同時(shí)測定，而且操作繁能做到對同一份溶液中多元素的同時(shí)測定，而且操作繁瑣費(fèi)時(shí)瑣費(fèi)時(shí), , 靈敏度相對較低。靈敏度相對較低。 電感耦合等離子體發(fā)射法及電感耦合等離子體電感耦合等離子體發(fā)射法及電感耦合等離子體質(zhì)譜具有靈敏度高，準(zhǔn)確性好，分析速度快，能進(jìn)行多質(zhì)譜具有靈敏度高，準(zhǔn)確性好，分析速度快，能進(jìn)行多元素同時(shí)測定的優(yōu)點(diǎn)，在大氣顆粒物研究中元素同時(shí)測定的優(yōu)點(diǎn)，在大氣顆粒物研究中, , 顯示出巨顯示出巨大的優(yōu)越性，已成為大氣顆粒物研究的一個(gè)重要分析手大的優(yōu)越性，已成為大氣顆粒物研究的一個(gè)重要分析手段。段。 電化學(xué)形態(tài)分析方法以其特有的優(yōu)勢適應(yīng)現(xiàn)代電化學(xué)形態(tài)分析方法以其特有的優(yōu)勢適應(yīng)現(xiàn)代分析簡單快速、靈

28、敏度高的要求分析簡單快速、靈敏度高的要求, , 尤其適于現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢尤其適于現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測測. . 現(xiàn)在的電化學(xué)分析方法在靈敏度方面已能基本滿足現(xiàn)在的電化學(xué)分析方法在靈敏度方面已能基本滿足大部分實(shí)際樣品的測定需要大部分實(shí)際樣品的測定需要 由于固體廢物的隨意傾倒和堆放，由于固體廢物的隨意傾倒和堆放，對整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成了很嚴(yán)重的影響。隨著時(shí)對整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成了很嚴(yán)重的影響。隨著時(shí)間的延長，有毒物會在空氣中擴(kuò)散，以及其隨間的延長，有毒物會在空氣中擴(kuò)散，以及其隨水體也會浸出毒性，所以在填埋處理時(shí)，各種水體也會浸出毒性，所以在填埋處理時(shí)，各種有毒物質(zhì)必須經(jīng)過測定，當(dāng)濃度合格時(shí)方可被有毒物質(zhì)必須經(jīng)過測定，當(dāng)濃

29、度合格時(shí)方可被填埋處理，而眾多有害物中，重金屬是很重要填埋處理，而眾多有害物中，重金屬是很重要的一項(xiàng)，在測定固廢中的重金屬濃度時(shí)，原子的一項(xiàng)，在測定固廢中的重金屬濃度時(shí)，原子吸收法較為常用，可滿足其測量要求。吸收法較為常用，可滿足其測量要求。 1 1 異位監(jiān)測精準(zhǔn)化異位監(jiān)測精準(zhǔn)化 從分光光度法、原子吸光光度法、原子發(fā)射從分光光度法、原子吸光光度法、原子發(fā)射光譜法、熒光光譜法、極譜法到儀器聯(lián)用，對痕量重光譜法、熒光光譜法、極譜法到儀器聯(lián)用，對痕量重金屬的檢出限逐漸降低，精準(zhǔn)化程度提高，所能測素金屬的檢出限逐漸降低，精準(zhǔn)化程度提高，所能測素范圍更廣，研究者逐漸傾向于使用儀器聯(lián)用法。從范圍更廣，研究

30、者逐漸傾向于使用儀器聯(lián)用法。從5050年代初，儀器儀表發(fā)展取得突破，年代初，儀器儀表發(fā)展取得突破，6060年代測試技術(shù)提年代測試技術(shù)提高、計(jì)算機(jī)引入，到高、計(jì)算機(jī)引入，到7070年代計(jì)算機(jī)算法深入，到年代計(jì)算機(jī)算法深入，到8080、9090年代網(wǎng)絡(luò)大面積興起，到年代網(wǎng)絡(luò)大面積興起，到2121世紀(jì)微電子技術(shù)、計(jì)算世紀(jì)微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)以及多媒體技術(shù)、人機(jī)友好交互、虛擬現(xiàn)機(jī)科學(xué)技術(shù)以及多媒體技術(shù)、人機(jī)友好交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的巨大進(jìn)步，實(shí)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的巨大進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了儀器監(jiān)測精度從實(shí)現(xiàn)了儀器監(jiān)測精度從mg/Lmg/L到到gg/L/L/，再到，再到ngng/L/L/，在，在精準(zhǔn)測量領(lǐng)域內(nèi)展