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砷、銻、汞、硒（水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)、弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-31 03:01:12 更新時(shí)間：2025-07-30 03:01:12

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

砷、銻、汞、硒（水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)、弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)）檢測(cè)

砷、銻、汞、硒形態(tài)檢測(cè)：環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的關(guān)鍵技術(shù)

在環(huán)境科學(xué)和生態(tài)毒理學(xué)領(lǐng)域，砷(As)、銻(Sb)、汞(Hg)和硒(Se)是典型的重金屬污染物，其環(huán)境行為、生物可利用性和毒性高度依賴于化學(xué)形態(tài)。這些元素常來源于采礦、工業(yè)排放、農(nóng)業(yè)施肥和自然地質(zhì)過程，一旦進(jìn)入土壤或水體，會(huì)以多種形態(tài)存在，直接影響生態(tài)安全和人體健康。例如，水溶態(tài)砷容易被植物吸收并進(jìn)入食物鏈，引發(fā)慢性砷中毒；而汞的甲基化形態(tài)（如甲基汞）具有高度神經(jīng)毒性，可通過水生生物富集威脅人類。檢測(cè)其不同形態(tài)（如用戶指定的水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、腐殖酸結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)、弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)）對(duì)于評(píng)估污染程度、制定修復(fù)策略以及預(yù)測(cè)長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。連續(xù)提取法是一種標(biāo)準(zhǔn)化的化學(xué)分級(jí)技術(shù)，能分離這些形態(tài)，揭示元素的遷移性和穩(wěn)定性。本篇文章將聚焦于檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供實(shí)用指導(dǎo)。

檢測(cè)項(xiàng)目

檢測(cè)項(xiàng)目涵蓋砷、銻、汞、硒四種元素及其九種特定化學(xué)形態(tài)，每種形態(tài)代表元素在環(huán)境介質(zhì)（如土壤或沉積物）中的不同結(jié)合狀態(tài)和生物可利用性。這些形態(tài)包括：水溶態(tài)（元素以溶解離子形式存在，易被生物吸收）、離子交換態(tài)（通過離子交換反應(yīng)可釋放，反映短期遷移風(fēng)險(xiǎn)）、碳酸鹽結(jié)合態(tài)（與碳酸鹽礦物結(jié)合，受pH影響）、腐殖酸結(jié)合態(tài)（與腐殖質(zhì)結(jié)合，影響土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性）、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)（吸附于鐵錳氧化物表面，在還原條件下可釋放）、有機(jī)結(jié)合態(tài)（與有機(jī)物如腐殖酸鍵合，需氧化處理）、殘?jiān)鼞B(tài)（嵌入礦物晶格中，穩(wěn)定性高）、弱酸提取態(tài)（可用弱酸提取的形態(tài)，包括部分碳酸鹽結(jié)合態(tài)）、可還原態(tài)（在還原條件下可溶解，如鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)）和可氧化態(tài)（在氧化條件下釋放，如有機(jī)結(jié)合態(tài)）。這些形態(tài)的檢測(cè)能全面評(píng)估元素的潛在風(fēng)險(xiǎn)，例如，殘?jiān)鼞B(tài)通常被視為低風(fēng)險(xiǎn)，而水溶態(tài)則需優(yōu)先控制。

檢測(cè)儀器

檢測(cè)砷、銻、汞、硒形態(tài)依賴于高靈敏度和選擇性的分析儀器，以確保準(zhǔn)確測(cè)定痕量元素。主要儀器包括原子吸收光譜儀（AAS），適用于常規(guī)重金屬定量，具成本效益；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS），提供ppb級(jí)的高靈敏度和多元素同時(shí)分析能力，是形態(tài)檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)；原子熒光光譜儀（AFS），特別適合汞和砷的檢測(cè)，靈敏度高且抗干擾強(qiáng)；高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀（HPLC-ICP-MS），用于分離和定量特定形態(tài)，如區(qū)分砷的有機(jī)和無機(jī)形態(tài)。此外，輔助設(shè)備如離心機(jī)（用于樣品分離）、pH計(jì)（控制提取條件）和微波消解儀（處理殘?jiān)鼞B(tài)樣品）也必不可少。儀器選擇需基于靈敏度需求，例如ICP-MS適用于低濃度樣品，而AFS常用于汞的快速篩查。

檢測(cè)方法

檢測(cè)方法以連續(xù)提取法（Sequential Extraction Procedure, SEP）為核心，該方法通過分步化學(xué)處理分離不同形態(tài)，操作步驟標(biāo)準(zhǔn)化以確保重現(xiàn)性。典型流程包括：第一步弱酸提?。ㄊ褂?.11 M醋酸溶液提取水溶態(tài)、離子交換態(tài)和弱酸提取態(tài)）；第二步可還原態(tài)提?。ú捎?.5 M羥胺鹽酸在pH 1.5條件下處理，分離鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和可還原態(tài)）；第三步可氧化態(tài)提取（以雙氧水氧化，結(jié)合醋酸銨提取，釋放腐殖酸結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和可氧化態(tài)）；第四步殘?jiān)鼞B(tài)處理（用強(qiáng)酸如王水微波消解，分析礦物晶格嵌入元素）。整個(gè)過程需在惰性氣氛下進(jìn)行，防止氧化干擾，樣品需離心分離后，上清液用ICP-MS或AAS定量。方法驗(yàn)證要求平行樣品和加標(biāo)回收率（目標(biāo)85%-115%），以確保數(shù)據(jù)可靠性。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)確保方法的國(guó)際可比性和法律合規(guī)性，主要參考國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)包括ISO 11466（土壤中重金屬連續(xù)提取方法）和EPA Method 3050B/3051A（酸消解總元素分析），其中EPA方法兼容形態(tài)檢測(cè)；針對(duì)特定元素，ISO 17294-2（ICP-MS水質(zhì)應(yīng)用）和ISO 17852（汞的冷蒸氣原子熒光檢測(cè)）提供詳細(xì)指導(dǎo)。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)如GB/T 22105.1-3（土壤中總As、Sb、Hg、Se測(cè)定）和HJ 491-2019（土壤和沉積物連續(xù)提取法），明確規(guī)定了形態(tài)提取步驟和質(zhì)量控制要求。實(shí)驗(yàn)室需遵循標(biāo)準(zhǔn)中的校準(zhǔn)程序（如使用NIST標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)）、空白樣品和重復(fù)測(cè)試（RSD<10%），以符合環(huán)境監(jiān)測(cè)法規(guī)（如歐盟REACH或中國(guó)土壤污染防治法）。