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痕量砷檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-29 21:02:44 更新時(shí)間：2025-07-28 21:02:45

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

痕量砷檢測(cè)的重要性與背景

痕量砷檢測(cè)是指對(duì)環(huán)境中極低濃度（通常在ppb級(jí)別，即億分之一以下）的砷元素進(jìn)行定量分析的過(guò)程。砷是一種劇毒元素，可來(lái)源于自然礦物風(fēng)化、工業(yè)排放或農(nóng)業(yè)污染，長(zhǎng)期暴露可能導(dǎo)致皮膚癌、內(nèi)臟損傷和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等嚴(yán)重健康問(wèn)題。在當(dāng)今世界，隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程加速，砷污染問(wèn)題日益凸顯，痕量砷檢測(cè)已成為環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、飲用水安全以及醫(yī)藥研究等領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如，世界衛(wèi)生組織（WHO）規(guī)定飲用水中砷的限值為10 μg/L（微克/升），超過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)人體造成累積性危害。因此，發(fā)展高效、準(zhǔn)確的痕量砷檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于預(yù)防公共衛(wèi)生事件、遵守國(guó)際法規(guī)（如美國(guó)環(huán)保署EPA標(biāo)準(zhǔn)）以及推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有深遠(yuǎn)意義。本篇文章將系統(tǒng)介紹痕量砷檢測(cè)的核心要素，包括檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，旨在為相關(guān)從業(yè)者提供實(shí)用指南。

檢測(cè)項(xiàng)目

痕量砷檢測(cè)的項(xiàng)目主要圍繞砷的元素總量、化學(xué)形態(tài)及分布特征展開(kāi)，以確保檢測(cè)的全面性和針對(duì)性。關(guān)鍵項(xiàng)目包括：砷的總濃度測(cè)定（例如在水樣、土壤或食品樣本中），區(qū)分三價(jià)砷（As(III)）和五價(jià)砷（As(V)）的形態(tài)分析（前者毒性更強(qiáng)），以及特定應(yīng)用場(chǎng)景下的衍生項(xiàng)目，如生物樣本中的砷代謝物檢測(cè)。檢測(cè)樣本類型多樣，涵蓋飲用水、廢水、農(nóng)產(chǎn)品（如大米）、土壤和人體體液等。這些項(xiàng)目的設(shè)置依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 17294-2），需考慮砷的痕量特性（檢測(cè)限常低于10 μg/L），并結(jié)合樣本基質(zhì)干擾因素（如重金屬共存）進(jìn)行優(yōu)化。選擇檢測(cè)項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)優(yōu)先關(guān)注高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域，例如在飲用水安全監(jiān)測(cè)中，重點(diǎn)測(cè)量總砷濃度，以確保符合全球健康指南。

檢測(cè)儀器

痕量砷檢測(cè)依賴于高靈敏度儀器，以確保在極低濃度下實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。常用儀器包括原子吸收光譜儀（AAS）、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）、原子熒光光譜儀（AFS）以及高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（HPLC-MS）。其中，ICP-MS以其超低檢測(cè)限（可達(dá)ppt級(jí)別）和快速多元素分析能力成為主流儀器，適用于水樣和生物樣本中的痕量砷測(cè)定；AAS則成本較低，適合實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析（如使用氫化物發(fā)生原子吸收法）。AFS專用于砷的熒光檢測(cè)，靈敏度高但易受基質(zhì)干擾。此外，便攜式儀器如電化學(xué)傳感器在野外檢測(cè)中日益普及。選擇儀器需權(quán)衡靈敏度（如ICP-MS的檢測(cè)限為0.1 μg/L）、操作成本和使用場(chǎng)景——例如，在資源有限地區(qū)，可優(yōu)先采用AAS。儀器校準(zhǔn)和維護(hù)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需定期驗(yàn)證以確保精度。

檢測(cè)方法

痕量砷檢測(cè)的方法多樣，根據(jù)靈敏度、成本和樣本類型選用合適技術(shù)。主要方法包括分光光度法（如使用銀二乙基二硫代氨基甲酸鹽（SDDC）顯色）、原子光譜法（AAS或ICP-MS直接測(cè)定）、電化學(xué)法（如陽(yáng)極溶出伏安法）以及色譜法（HPLC與ICP-MS聯(lián)用）。分光光度法簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，適用于現(xiàn)場(chǎng)快速篩查，但檢測(cè)限較高（約1 μg/L）；原子光譜法則精度高，ICP-MS法可達(dá)0.01 μg/L檢測(cè)限，是痕量砷分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)。電化學(xué)法利用電極響應(yīng)，成本低且便攜，但易受干擾。對(duì)于形態(tài)分析，HPLC-ICP-MS聯(lián)用法能分離As(III)和As(V)，提供重要毒性信息。方法選擇需考慮樣本預(yù)處理（如酸消解去除基質(zhì)干擾）和優(yōu)化參數(shù)（如pH值控制）。實(shí)際應(yīng)用中，推薦結(jié)合多種方法，例如先用分光光度法初篩，再用ICP-MS確認(rèn)，以兼顧效率與準(zhǔn)確性。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

痕量砷檢測(cè)遵循嚴(yán)格的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的可比性和可靠性。核心標(biāo)準(zhǔn)包括ISO 11083（水質(zhì)中砷的測(cè)定方法）、GB/T 5750.5（中國(guó)飲用水標(biāo)準(zhǔn)中砷的檢測(cè)規(guī)范）以及美國(guó)環(huán)保署的EPA 6020A（ICP-MS測(cè)定痕量金屬）。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢測(cè)限、精密度（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<5%）、準(zhǔn)確度（通過(guò)加標(biāo)回收率驗(yàn)證）和質(zhì)量控制措施（如使用NIST標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)）。ISO標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)方法驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)，要求檢測(cè)限在0.1-10 μg/L范圍；中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)則針對(duì)不同樣本（如地表水或食品）設(shè)定具體操作流程。此外，歐盟指令（如EC 1881/2006）對(duì)食品中砷限值有明確規(guī)定。遵守標(biāo)準(zhǔn)不僅保證檢測(cè)合規(guī)性，還能減少假陽(yáng)性/假陰性風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際檢測(cè)中，實(shí)驗(yàn)室必須通過(guò)認(rèn)證（如ISO/IEC 17025），并定期參與能力驗(yàn)證項(xiàng)目，以維持標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)有效性。