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砷、汞含量檢測

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發(fā)布時間：2025-07-16 12:10:05 更新時間：2025-07-15 12:10:05

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

砷、汞含量檢測

砷（As）和汞（Hg）是廣泛存在于自然環(huán)境中的有毒重金屬元素，由于其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、采礦等活動中的廣泛應用，以及自然地質(zhì)過程的釋放，它們可以通過多種途徑（如水源、土壤、空氣、食物鏈）進入環(huán)境和生物體。砷的毒性因其化學形態(tài)不同而有顯著差異，其中無機砷化物（如三價砷As(III)和五價砷As(V)）毒性遠高于有機砷化物（如砷甜菜堿、砷膽堿）。汞同樣形態(tài)多樣，包括元素汞（Hg?）、無機汞（Hg?, Hg2?）和有機汞（如甲基汞CH?Hg?），其中甲基汞因其強大的神經(jīng)毒性和生物累積放大效應而備受關注。長期暴露于超標的砷或汞，即使?jié)舛群艿?，也會對人體健康造成嚴重危害，包括致癌（皮膚癌、肺癌、膀胱癌）、神經(jīng)系統(tǒng)損傷、腎臟損傷、心血管疾病、皮膚病變（砷）等。因此，對各類環(huán)境介質(zhì)（水、土壤、空氣）、食品、藥品、化妝品、工業(yè)原材料及廢棄物中的砷、汞含量進行精準檢測至關重要，是保障環(huán)境安全、食品安全、公眾健康和符合相關法規(guī)標準的必要手段。

檢測項目

砷（汞）含量檢測的核心項目通常包括：
1. 總砷（總汞）含量測定：這是最常見的檢測項目，反映樣品中所有形態(tài)砷（汞）元素的總量。適用于環(huán)境監(jiān)測、食品安全限量控制等基礎性要求。
2. 砷（汞）形態(tài)分析：隨著對毒性認識的深入，僅測定總量已不能滿足評估風險的需求。形態(tài)分析旨在區(qū)分測定樣品中不同化學形態(tài)的砷（如無機砷As(III)、As(V)、一甲基砷MMA、二甲基砷DMA、砷甜菜堿AsB、砷膽堿AsC等）或汞（如無機汞Hg2?、甲基汞MeHg、乙基汞EtHg等）。這對于準確評估健康風險（特別是食品、水）至關重要。
3. 痕量/超痕量分析：對于某些基質(zhì)（如清潔水體、生物組織、高純材料），需要檢測ppb（μg/L）甚至ppt（ng/L）級別的極低含量。
4. 特定基質(zhì)中的砷（汞）：檢測項目會根據(jù)樣品類型細化，例如飲用水中的總砷/無機砷，大米中的無機砷，魚中的總汞/甲基汞，土壤中的總汞/有效態(tài)汞等。

主要檢測儀器

現(xiàn)代砷、汞分析依賴于多種高靈敏度和高選擇性的儀器：
1. 原子熒光光譜儀（AFS）：特別是氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法（HG-AFS），是目前國內(nèi)測定砷、汞（尤其是總砷、總汞）最常用的方法之一。其原理是利用特定還原劑（如硼氫化鉀KBH?）將樣品溶液中的砷或汞轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的氫化物（砷化氫AsH?）或汞蒸氣（Hg?），然后被載氣帶入原子化器，受特定光源激發(fā)產(chǎn)生熒光，通過檢測熒光強度進行定量。AFS具有靈敏度高（可達ppb甚至ppt級）、選擇性好、抗干擾能力強、儀器成本相對較低、操作簡便等優(yōu)點，非常適合大批量常規(guī)檢測。
2. 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）：這是目前最強大、最靈敏的痕量元素分析技術之一。樣品溶液經(jīng)霧化后進入高溫等離子體（ICP）被完全電離，形成的離子按質(zhì)荷比（m/z）在質(zhì)量分析器中分離，最后由檢測器檢測。ICP-MS具有超高的靈敏度（可達ppt甚至ppq級）、極寬的線性范圍、多元素同時分析能力。結(jié)合高效液相色譜（HPLC）或氣相色譜（GC），可實現(xiàn)砷、汞的高效形態(tài)分析（HPLC-ICP-MS, GC-ICP-MS）。
3. 原子吸收光譜儀（AAS）：
* 冷蒸氣原子吸收光譜法（CV-AAS）：主要用于汞的測定。利用還原劑（如氯化亞錫SnCl?）將汞離子還原為原子態(tài)汞蒸氣，載入吸收池，在253.7 nm波長下測量汞原子對特征譜線的吸收。靈敏度較高，應用廣泛。
* 氫化物發(fā)生原子吸收光譜法（HG-AAS）：原理類似HG-AFS，但檢測的是原子蒸氣對特征譜線的吸收（砷：193.7 nm；汞：253.7 nm）。靈敏度低于HG-AFS，但仍是一種常用方法。
* 石墨爐原子吸收光譜法（GF-AAS）：靈敏度很高，可直接測定溶液中的痕量砷、汞（總含量）。但基體干擾可能較復雜，操作相對繁瑣。
4. 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES/AES）：樣品在ICP中激發(fā)，發(fā)射出元素特征波長的光，通過分光檢測其強度進行定量。靈敏度低于ICP-MS，但高于常規(guī)AAS，適用于多元素同時測定，線性范圍寬，干擾相對較少。
5. 色譜-原子光譜聯(lián)用技術：如前所述，HPLC-ICP-MS、GC-ICP-MS是形態(tài)分析的金標準。HPLC-AFS、GC-AFS、LC-CV-AAS等技術也在形態(tài)分析中有應用。

常用檢測方法

具體的檢測方法通常結(jié)合了樣品前處理技術和上述儀器分析技術：
1. 樣品前處理：這是準確測定的關鍵步驟，目的包括：將目標物從復雜基質(zhì)中釋放出來、溶解/萃取、消除干擾、濃縮富集、形態(tài)保持（形態(tài)分析時）或形態(tài)轉(zhuǎn)化（如將有機砷/汞轉(zhuǎn)化為無機態(tài)進行總量測定）。常用方法有：濕法消解（電熱板/微波消解）、干灰化、酸浸提、溶劑萃取、固相萃取（SPE）、酶解（用于食品中無機砷提?。┑?。
2. 總砷/總汞測定方法：
* HG-AFS法：應用最廣泛，方法成熟，成本效益高，靈敏度滿足大多數(shù)需求。
* ICP-MS法：當需要超高靈敏度、多元素同時分析或作為仲裁方法時首選。
* CV-AAS (汞) / HG-AAS (砷)：傳統(tǒng)可靠的方法，仍在許多實驗室使用。
* AFS/AAS法通常需要使用硼氫化鉀/氯化亞錫等還原劑進行氫化物發(fā)生/冷蒸氣發(fā)生。ICP-MS/OES通常采用直接進樣分析消解液。
3. 砷/汞形態(tài)分析方法：
* HPLC-ICP-MS/HPLC-HG-AFS：是分離和檢測砷形態(tài)（尤其是水溶態(tài)）的主流方法，常用陰離子交換色譜柱分離不同砷形態(tài)。
* GC-ICP-MS/GC-AFS：常用于汞的形態(tài)分析（甲基汞、乙基汞），通常需要衍生化步驟（如四乙基硼酸鈉衍生）。
* LC-CV-AFS：液相色譜分離后用冷蒸氣發(fā)生-AFS檢測汞形態(tài)。

主要檢測標準

國內(nèi)外有眾多針對不同基質(zhì)中砷、汞含量檢測的標準方法，確保檢測結(jié)果的準確性、可比性和法律效力。重要標準示例包括：
中國國家標準 (GB)：
* 食品安全國家標準：
* GB 5009.11-2023 《食品安全國家標準食品中總砷及無機砷的測定》：規(guī)定了食品中總砷及無機砷的HG-AFS、ICP-MS、液相色譜-原子熒光光譜法（LC-AFS）等方法。
* GB 5009.17-2023 《食品安全國家標準食品中總汞及有機汞的測定》：規(guī)定了食品中總汞的AFS、ICP-MS、CV-AAS等方法，以及甲基汞的LC-AFS、GC-AFS等方法。
* 水質(zhì)標準：
* GB/T 5750.6-2023 《生活飲用水標準檢驗方法第6部分：金屬和類金屬指標》：包含了飲用水/水源水中砷（AFS、HG-AAS、ICP-MS）和汞（CV-AFS、CV-AAS、ICP-MS）的測定方法。
* HJ 694-2014 《水質(zhì) 汞、砷、硒、鉍和銻的測定原子熒光法》：規(guī)定了水中這些元素的AFS測定法。
* HJ 700-2014 《水質(zhì) 65種元素的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》：包含水中砷、汞的ICP-MS測定。
* 土壤和沉積物標準：
* HJ 680-2013 《土壤和沉積物汞