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二價(jià)錳檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-29 09:07:59 更新時(shí)間：2025-07-28 09:07:59

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

二價(jià)錳檢測(cè)概述

二價(jià)錳（Mn2?）是錳元素在水體、土壤、生物體及工業(yè)產(chǎn)品中最常見(jiàn)的形態(tài)之一。它在自然環(huán)境中普遍存在，既是生物必需的微量元素，又可能在濃度過(guò)高時(shí)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害（如神經(jīng)毒性）。因此，準(zhǔn)確檢測(cè)二價(jià)錳的含量對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)（尤其是飲用水、地下水、地表水、廢水）、食品安全、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制（如冶金、電鍍、電池制造）、地質(zhì)勘探以及醫(yī)學(xué)/生物學(xué)研究等領(lǐng)域至關(guān)重要。其檢測(cè)的核心目標(biāo)在于定量分析樣品中可溶性Mn2?離子的濃度，評(píng)估其是否符合相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，并為污染治理或工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

二價(jià)錳檢測(cè)的核心項(xiàng)目就是樣品中可溶性二價(jià)錳離子（Mn2?）的濃度。根據(jù)檢測(cè)目的和樣品基質(zhì)的差異，常涉及以下具體項(xiàng)目：

水體中Mn2?濃度： 這是最常見(jiàn)的檢測(cè)項(xiàng)目，涉及飲用水源、地下水、地表水、生活污水、工業(yè)廢水等。
土壤/沉積物浸出液中Mn2?濃度： 評(píng)估土壤污染狀況或錳的生物可利用性。
食品/生物樣品中可溶性Mn2?含量： 監(jiān)控食品中的微量元素含量或研究生物體內(nèi)的錳代謝。
工業(yè)原料或產(chǎn)品中的Mn2?含量： 如礦石、冶金中間品、電鍍液、電池材料等質(zhì)量控制。

常用檢測(cè)儀器

針對(duì)二價(jià)錳的檢測(cè)，依據(jù)靈敏度、精度、成本和實(shí)驗(yàn)室條件，主要采用以下幾種儀器：

紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) (UV-Vis Spectrophotometer)： 這是應(yīng)用最廣泛、成本相對(duì)較低的儀器?；贛n2?與特定顯色劑反應(yīng)生成有色絡(luò)合物，通過(guò)測(cè)量該絡(luò)合物在特定波長(zhǎng)下的吸光度定量Mn2?濃度。
原子吸收光譜儀 (Atomic Absorption Spectrometer, AAS)：
- 火焰原子吸收光譜法 (FAAS)： 將樣品溶液霧化噴入火焰，Mn2?原子化后吸收特定波長(zhǎng)的光（Mn的特征譜線為279.5 nm），根據(jù)吸光度定量。操作簡(jiǎn)單快速，適合較高濃度樣品。
- 石墨爐原子吸收光譜法 (GFAAS)： 將樣品注入石墨管中高溫原子化，靈敏度比FAAS高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，適合痕量Mn2?檢測(cè)。
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer, ICP-OES)： 樣品溶液在高溫等離子體中激發(fā)，發(fā)射出Mn的特征譜線（如257.61 nm, 259.37 nm, 260.57 nm等），通過(guò)檢測(cè)譜線強(qiáng)度定量?？赏瑫r(shí)測(cè)定多種元素，線性范圍寬，抗干擾能力強(qiáng)。
電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer, ICP-MS)： 是目前最靈敏的痕量元素分析技術(shù)之一。樣品在等離子體中離子化，通過(guò)質(zhì)譜儀分離并檢測(cè)Mn?（質(zhì)荷比m/z=55）的離子信號(hào)。檢出限極低（可達(dá)ppt級(jí)），適合超痕量分析。

主要檢測(cè)方法

檢測(cè)方法的選擇取決于樣品類型、目標(biāo)濃度范圍、所需精度和可用設(shè)備：

高碘酸鉀氧化分光光度法 (GB/T 11906-89, HJ/T 344-2007等)：
這是測(cè)定水中Mn2?和總錳最經(jīng)典和常用的方法之一。在酸性介質(zhì)中（通常是磷酸介質(zhì)），高碘酸鉀（KIO?）將Mn2?氧化成紫紅色的高錳酸根離子（MnO??），然后在525 nm波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度。此方法選擇性好，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，廣泛用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)。
甲醛肟分光光度法：
Mn2?在堿性條件下與甲醛肟反應(yīng)生成棕色絡(luò)合物（吸收峰~450 nm），可用于測(cè)定水中的錳（包括Mn2?和可被還原的高價(jià)錳）。靈敏度較高，但易受重金屬離子干擾，常需加入掩蔽劑（如EDTA）。
原子吸收光譜法 (AAS - FAAS/GFAAS)：
直接或經(jīng)適當(dāng)消解/酸化后的樣品溶液，引入AAS儀器，通過(guò)測(cè)量Mn原子對(duì)特征譜線（279.5 nm）的吸光度進(jìn)行定量。FAAS用于常規(guī)濃度，GFAAS用于痕量濃度。
等離子體發(fā)射光譜/質(zhì)譜法 (ICP-OES/ICP-MS)：
樣品通常需經(jīng)酸消解（對(duì)固體樣品）并稀釋至合適濃度范圍，然后直接進(jìn)樣分析。ICP-OES/ICP-MS提供高靈敏度、多元素同時(shí)分析能力，尤其適合復(fù)雜基質(zhì)或超痕量分析。
電化學(xué)方法 (如離子選擇電極)：
使用錳離子選擇電極直接測(cè)量溶液中Mn2?的活度（濃度）。操作快速簡(jiǎn)便，適用于現(xiàn)場(chǎng)或在線監(jiān)測(cè)，但選擇性相對(duì)較差，易受共存離子干擾，且檢出限通常不如光譜法低。

重要提示： 對(duì)于樣品中“可溶性Mn2?”的測(cè)定，通常在采樣現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)室立即用0.45μm（或0.22μm）濾膜過(guò)濾樣品，取濾液進(jìn)行檢測(cè)，以避免顆粒物溶解或吸附帶來(lái)的誤差。若測(cè)定“總錳”，則需對(duì)樣品進(jìn)行強(qiáng)酸消解（如硝酸、硝酸-雙氧水混合酸等），將各種形態(tài)的錳轉(zhuǎn)化為Mn2?后再檢測(cè)。

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

為確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和可比性，必須遵循國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方法。以下是部分常見(jiàn)的二價(jià)錳（或總錳）檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB)：
- GB 11906-89 《水質(zhì) 錳的測(cè)定高碘酸鉀分光光度法》 (注：該標(biāo)準(zhǔn)已轉(zhuǎn)化為HJ標(biāo)準(zhǔn)，但仍有參考價(jià)值)
- GB/T 5750.6-2006 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法金屬指標(biāo)》中錳的測(cè)定方法（包含高碘酸鉀氧化法、原子吸收法等）
- GB/T 14673-93 《水質(zhì) 釩和錳的測(cè)定石墨爐原子吸收分光光度法》
- GB/T 23374-2009 《食品中鋁、砷、鈣、鎘、鉻、鐵、汞、鉀、鎂、錳、鈉、鎳、鉛、硒、鋅的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)》 (適用于食品中錳的測(cè)定)
中國(guó)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) (HJ)：
- HJ/T 344-2007 《水質(zhì) 錳的測(cè)定甲醛肟分光光度法》 (適用于地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水)
- HJ 776-2015 《水質(zhì) 32種元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》 (包含錳)
- HJ 700-2014 《水質(zhì) 65種元素的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》 (包含錳)
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) (ISO/ASTM等)：
- ISO 6333:1986 《水質(zhì) 錳的測(cè)定甲醛肟光譜法》
- ISO 8288:1986 《水質(zhì) 鈷、鎳、銅、鋅、鎘和鉛的測(cè)定火焰原子吸收光譜法》 (可參考其基本流程)
- ISO 11885:2007 《水質(zhì) 選定元素測(cè)定的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)》 (包含錳)
- ASTM D858 - 17 《水中錳的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》 (包含比色法、原子吸收法、ICP法等)

進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)時(shí)，務(wù)必查閱和遵循所選用標(biāo)準(zhǔn)方法的最新有效版本，嚴(yán)格按照其中規(guī)定的采樣、樣品保存與預(yù)處理、試劑配制、儀器校準(zhǔn)、操作步驟、質(zhì)量保證/質(zhì)量控制（QA/QC）措施（如空白試驗(yàn)、平行樣、加標(biāo)回收率、