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分光光度法检测水中重金属离子
2012/10/10 0:02:32
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目前,重金属尚没有严格的统一定义,一般指比重大于5 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,但大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必需,而且所有重金属超过一定浓度对人体都有毒。在环境污染方面的重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属元素。如果重金属元素未经处理就直接排入河流、湖泊或海洋,或者进入土壤中,由于它们不能被生物降解而使这些河流、湖泊、海洋和土壤受到污染。在食物链的生物放大作用下,它们成千百倍地富集,最后进入人体。如鱼类或贝类积累的重金属被人类所食,或重金属被稻谷、小麦等农作物吸收后被人类食用,重金属就会进入人体,使人产生重金属中毒,轻则发生怪病(水俣病、骨痛病等) ,重则导致死亡。其次,重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可在人体的某些器官中累积,造成慢性中毒,重金属超标引起的中毒事件不胜枚举。
总之，重金属污染的特点是：(1)含量很低时就能引起环境污染。(2)重金属不能被微生物分解，相反，有些重金属有可能在微生物作用下转化为毒性更强的金属一有机化合物。(3)地表水的重金属可以通过生物的食物链富集，而达到相当高的浓度。(4)重金属进入人体后能够和生理高分子物质(如蛋白质、酶等)发生强烈的相互作用使它们失去活性，也可能累积在人体的某些器官中，造成慢性累积性中毒。由此，重金属的在线测量和应急测量已逐步受到相关部门的充分重视，现已成为一个市场热点。目前环保重点监测的重金属有砷、铅、铬、镉、汞，另外污染面比较大的电子行业的特定重金属还有铜和镍。
重金属的测定方法有很多，比如原子光谱中原子荧光，原子吸收，等离子发射光谱，质谱等；分子光谱中有可见光分光光度法，紫外分光光度法，荧光分光光度法等；电化学中比如选择性电极，阳极溶出法等；还有其他比如中子活化，离子色谱等方法。对于便携现场监测，主要是 分光光度法检测水中重金属离子和阳极溶出法检测水中重金属离子。
| 参数 | HACH具体量程（ppm） | 试剂货号 |
| 铬（六价） | 0.01-0.70, 0.01-0.60, 0.03-1.00 | 12710-99，22425-00，TNT854 |
| 镉 | 0.7-80.0 ug/L | 22422-01 |
| 汞 | 0.1-2.5 ug/L | 26583-00 |
| 锌 | 0.01-3.00, 0.02-3.0 | 24293-00 |
| 铜 | 2-210 ug/L, 0.04-5.00 | 26033-00，21058-69 |
| 砷 | 0.02-0.200 | 14571-42，134-49，14580-42，14568-42，14469-49，14476-24，14569-42，795-01 |
| 铅 | 5-150 ug/L | 23750-00 |
| 硒 | 0.01-1.00 | 22442-01 |
针对地表水，除汞外，HACH的试剂量程均能满足标准的测定要求。
| 参数 | 地表水标准上限（I类到V类）(“《”) | |||||
| I类 | II类 | III类 | IV类 | V类 | HACH量程覆盖（ppm） | |
| 铬（六价）√ | 0.01 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.1 | 0.01-1.00 |
| 镉√ | 0.001 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.01 | 0.0007-0.08 |
| 汞 | 0.00005 | 0.00005 | 0.0001 | 0.001 | 0.001 | 0.0001-0.0025（不能满足） |
| 锌√ | 0.05 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 | 0.01-3.00 |
| 铜√ | 0.01 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.002 - 5 |
| 砷√ | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.02-0.2 |
| 铅√ | 0.01 | 0.01 | 0.05 | 0.05 | 0.1 | 0.005-0.15 |
| 硒√ | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.01-1.00 |
针对地下水，HACH能满足锌、铜、铅、硒四个参数的标准的测定要求。
| 参数 | 地下水质量分类指标（I类到V类）(“《”) | |||||
| I类 | II类 | III类 | IV类 | V类（>） | HACH量程覆盖（ppm） | |
| 铬（六价） | 0.005 | 0.01 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.01-1.00（不能满足） |
| 镉 | 0.0001 | 0.001 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.0007-0.08（不能满足） |
| 汞 | 0.00005 | 0.0005 | 0.0001 | 0.001 | 0.001 | 0.0001-0.0025（不能满足） |
| 锌√ | 0.05 | 0.5 | 1.0 | 5.0 | 5.0 | 0.01-3.00 |
| 铜√ | 0.01 | 0.1 | 1.0 | 1.5 | 1.5 | 0.002 - 5 |
| 砷 | 0.005 | 0.01 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.02-0.2（不能满足） |
| 铅√ | 0.005 | 0.01 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.005-0.15 |
| 硒√ | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.1 | 0.1 | 0.01-1.00 |
目前市场上阳极溶出法的便携重金属测试仪炒作很火，但和我们的分光光度法一样，也在量程上不能完全覆盖所有重金属测试的要求。以下是某进口品牌阳极溶出法重金属分析仪的量程满足地表水及地下水重金属限值要求的情况，可以看出效果相似：
| 参数 | 阳极溶出法 | ||
| 量程覆盖 | 地表水 | 地下水 | |
| 铬（六价） | 0.004-30 | √ | √ |
| 镉 | 0.0005-30 | √ | |
| 汞 | 0.0005-6 | | |
| 锌 | 0.005-32 | √ | √ |
| 铜 | 0.0001-32 | √ | √ |
| 砷 | 0.001-8 | √ | √ |
| 铅 | 0.0005-30 | √ | √ |
| 硒 | 未介绍 | N/A | N/A |
另外，阳极溶出法用于现场测定，还要注意以下几点才能保证数据的准确性。
1、Cr,Hg,As则是在量程范围内有多个分段浓度曲线。这就造成这三个参数在实际使用过程中需要不止一次的测量
2、在测量的时候均需要在测试前仔细打磨测量电极，打磨电极如果不好会影响测试准确度，之后Cu,Pb,Zn,Cd四个参数还需要在打磨过的电极上镀汞膜
3、设备有三个电极，其中一个为参比电极，但测试过程依然会产生漂移的现象，比如六价
这样看来，阳极溶出法是否真的比比色法测试快速还值得商榷。
另外，总体来说，分光光度法的准确度和抗干扰的能力是优于电化学检测的。阳极溶出法虽然对水样的浊度色度没有要求，但是一些离子和有机物会对结果产生干扰。而分光光度法，只要做好样品的预处理工作，抗干扰能力总体来讲是由于阳极溶出法的。
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