重金属与分析仪器-辛仁轩

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1、重金属与分析仪器‐‐‐‐‐分析仪器在重金属检测中的应用清华大学核能与新能源研究院辛仁轩摘要随着我国国民经济高速发展，重金属污染对人们生态和生活的影响日益显现，从粮食，食品，蔬菜，水果，饮用水、药材、空气、土壤到日用品及儿童玩具等均受到重金属污染的威胁。为了了解重金属污染的程度并设法控制控制它对人类的危害，首先必须有有效的手段可靠地检测这些重金属的存在。本文综述了造成污染的重金属性质、类型及其及其检测仪器和技术，系统介绍了原子吸收光谱仪、ICP发射光谱仪、原子荧光分析仪及ICP质谱仪性能，特点及在重金属污染检测中的应用，同时介绍了各类原子光谱类仪器和原子

2、质谱类仪及其联用装置在重金属形态分析中应用。关键词重金属，分析仪器，形态分析1前言重金属一般以天然浓度存在与自然界，主要通过空气，水，土壤和食物等多种途径进入人体。。环境中低浓度的重金属通过食物链中的富集作用,在人体内大量蓄积,破坏人体内正常生理代谢活动,损害人体健康。随着工业的发展,人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,重金属的使用越来越广泛,重金属污染也越来越严重。根据2006年的《海洋环境状况公报》，我国每年有17吨汞和大约150吨镉排入海。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占

3、污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%。2009年中国食品安全高层论坛报告上的数据显示，我国1/6的耕地受到重金属污染。中国疾病预防控制中心近年来开展的食品污染物和食源性疾病监测显示，我国食品在重金属污染方面以铅和镉污染问题较为突出。有36%的膳食铅摄入量超过安全限量，特别在皮蛋中的含量比较高。另外，镉的污染水平较高。部分地区儿童血铅浓度过高影响发育。重金属在世界各国均被列为优先关注的污染物,环境重金属污染已成为一个民生关注问题。重金属种类很多，主要指的是比重大于4的金属,约有45种,如铜、铅、

4、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、铝、金、银等。部分重金属,如锰、铜、锌等是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属,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都对会对人体造成损害。,目前环境保护和食品卫生等部门关注度最高的重金属主要包括铅、镉、汞、铬等。砷虽为类金属元素,但从它的环境污染效应来看,也常把它与重金属一起考虑。2主要重金属污染及其影响铅目前,在全世界每年消耗的铅中,约有40%用于制造蓄电池,20%加入汽油中作为防爆剂,12%用作建筑材料,18%作其他用途。铅的冶炼和汽油燃烧时排放的含铅废气的沉降是铅污染的

5、主要来源。此外,铅蓄电池厂的废水及污泥也是铅污染的主要来源。废旧电子器件处理产生大量铅中毒，造成儿童血铅事故频发。铅可在人体内长期蓄积。其中尿铅是反映近期铅接触水平的敏感指标之一。铅无论对成人还是儿童均有明显的毒性。铅中毒可引起贫血、精子数以和活力降低、胎儿畸形、儿童智力发育受损、降低呼吸系统的抵抗力等。1其中对儿童智力发育的影响作用明显。镉WHO确定镉为优先研究的食品污染物,联合国环境规划署提出12种具有全球性意义的危险化学物质,镉被列为首位。环境中的镉大约有70%积累在土壤中,15%存在于枯枝落叶中,迁移到水体中的镉仅占3.4%左右。目前环境中的镉

6、污染主要来自矿山开采和冶炼,以及电镀、电池、颜料、塑料、涂料等的工业生产。此外,。人群主要通过食品和饮水摄入镉。镉蓄积性很强,镉污染对健康的危害主要表现为慢性过程,靶器官为肾,长期吸入福可引起肾脏损害,也可以同时累及骨骼、神经系统、心血管系统、生殖系统等多个系统。镉还具有致畸和致突变作用,是人类致癌物质。汞广泛应用于工业、农业、医药卫生等领域。全球每年开采应用汞约1万吨，大部分进入环境。在氯碱工业，乙醛生产大量应用。汞的另一来源是煤及化石燃料燃烧产生释放大气中。汞与有色金属伴生于硫化矿，冶炼时进入废气。汞的形态可以分为金属汞，无机化合态汞及有机化合态汞

7、，甲基汞毒性最强。汞的自然循环过程是：土壤‐粮食，蔬菜‐人体，各种蔬菜对汞的吸收不同。金属汞75%～85%以蒸汽态经呼吸进入体内，还可被皮肤吸收。汞毒性：长期低剂量吸收会造成神经系统，肾脏系统，心血管，免疫系统，生殖系统，智力低下，生育能力下降。铬,以两种价态存在，三价铬和六价铬。水体铬中铬污染源主要是电镀、金属酸洗、皮革蹂制等,工业废水。电镀厂是产生六价铬废水的主要来源,皮革厂染料厂，制药厂等是产生三价铬废水的主要来源。含铬废渣的堆放、施用化肥以及城市消费和生活等都是向环境中排放铬的可能来源。砷化工、冶金、炼焦、火力发电、造纸、玻璃、皮革、电子工业等

8、均向环境排放大量的砷。其中以冶金、化学工业排砷以最高。砷主要以正三价和正五价态存在于环境中,三