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砷、鉍、鎘、鈷、銅、鎳、銻檢測

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發布時間：2025-07-30 16:33:09 更新時間：2025-07-29 16:33:09

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

引言：砷、鉍、鎘、鈷、銅、鎳、銻檢測的重要性與背景

砷（As）、鉍（Bi）、鎘（Cd）、鈷（Co）、銅（Cu）、鎳（Ni）和銻（Sb）是環境中常見的有毒重金屬元素，它們在工業、農業和自然過程中廣泛存在，但高濃度暴露對人類健康和環境安全構成嚴重威脅。砷以其劇毒性著稱，可引發癌癥和神經系統疾病，主要來源于礦產開采和農藥殘留；鎘是已知的腎毒物和致癌物，常見于電鍍、電池生產和土壤污染；鈷在維生素B12合成中不可或缺，但職業暴露可能導致呼吸系統問題；銅作為必需微量元素，過量時會造成肝損傷和威爾遜病；鎳和銻則與皮膚過敏、肺病和潛在致癌風險相關，尤其在電子和阻燃劑行業；鉍相對毒性較低，但在醫藥和化妝品中仍需嚴格監測。隨著全球工業化進程加速，這些元素在水體、土壤、食品、藥品和工業產品中的污染日益顯著，檢測其含量成為環境監測、食品安全、醫藥監管和工業質量控制的核心任務。相關國際組織如WHO和EPA已將其列為優先控制污染物，強調了標準化檢測的必要性。本文將深入探討這些元素的檢測項目、儀器、方法及標準，為從業人員提供全面參考。

檢測項目

針對砷、鉍、鎘、鈷、銅、鎳和銻的檢測項目主要包括環境樣本（如水、土壤和空氣）、食品及農產品（如谷物、海鮮和蔬菜）、生物樣品（如血樣和尿樣）以及工業材料（如電子廢料和合金）中的元素含量分析。具體項目涉及：砷的檢測重點在于飲用水和糧食中的無機砷形態（如As(III)和As(V)），以評估致癌風險；鎘的檢測常針對大米和煙草中的積累量，監測腎毒性暴露；鈷的檢測用于電池制造中的職業健康監控；銅的檢測涉及飲用水和膳食攝入，防止威爾遜病；鎳的檢測關注于化妝品和首飾中的致敏性；銻的檢測聚焦于塑料制品中的阻燃劑殘留；鉍的檢測則主要在醫藥制劑中確保安全劑量。這些項目需結合樣本類型設定限值，例如飲用水砷限值為10μg/L（WHO標準），食品鎘限值為0.1-0.2mg/kg（中國GB2762標準）。

檢測儀器

檢測砷、鉍、鎘、鈷、銅、鎳和銻的常用儀器包括原子光譜儀、質譜儀和電化學設備，確保高靈敏度與準確性。核心儀器有：原子吸收光譜儀（AAS），用于單元素定量分析，如鎘和銅的檢測，檢出限可達μg/L級；電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS），適用于多元素同時檢測，對砷、鎳和銻的痕量分析靈敏度高（檢出限ng/L級）；電感耦合等離子體原子發射光譜儀（ICP-AES），用于鈷和鉍的快速篩查；X射線熒光光譜儀（XRF），適合固體樣品（如土壤或合金）的非破壞性分析；陽極溶出伏安儀（ASV），專門用于銅和鎘的電化學檢測；以及高效液相色譜-質譜聯用儀（HPLC-MS），用于砷的形態分析（區分有機和無機砷）。這些儀器需定期校準，以確保精度，例如ICP-MS使用標準溶液校準，并配備自動進樣系統提高效率。

檢測方法

檢測方法依據樣本特性和精度要求，分為光譜法、色譜法和電化學法三大類。主要方法包括：原子吸收光譜法（AAS），適用于水樣中的銅和鎳檢測，采用火焰或石墨爐技術，預處理包括酸消化；電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS），為砷、銻和鈷的多元素分析首選，樣本需經微波消解處理；電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES），用于鎘和鉍的篩查，檢出限在mg/L級；X射線熒光光譜法（XRF），適用于土壤或工業產品的非破壞性檢測；分光光度法，如砷斑法用于現場快速定性；以及電化學方法如陽極溶出伏安法（ASV），專門檢測鎘和銅。針對復雜樣本，常采用聯用技術，例如高效液相色譜-ICP-MS用于砷形態分析。所有方法需優化參數：AAS的波長設定（如砷193.7nm），ICP-MS的碰撞池消除干擾，并確保樣本制備標準化（如使用硝酸-過氧化氫消解）。

檢測標準

檢測標準確保結果可比性和合規性，主要引用國際和國家規范。關鍵標準包括：ISO 17294-2（水質-電感耦合等離子體質譜法測定元素），適用于砷、鎘、鈷、銅、鎳和銻的飲用水檢測；ISO 11885（水質-電感耦合等離子體原子發射光譜法），用于鉍和多元素同時分析；EPA Method 6020（美國環保署ICP-MS標準），規范土壤和廢物中的重金屬檢測；中國國家標準GB 5749-2022（生活飲用水衛生標準），設定砷限值0.01mg/L，鎘0.005mg/L；GB 2762-2022（食品安全國家標準），規定食品中鎳限值1.0mg/kg，銅10mg/kg；以及歐盟EN 71-3（玩具安全-重金屬遷移），對銻和鎳的限量。其他標準如AOAC Official Method 2015.01（食品中砷的測定）和ASTM E1479（電化學方法指南）。實施時需遵循質量保證協議，包括空白對照、加標回收（回收率90-110%）和參與能力驗證計劃，確保數據可靠性。