化工产品中重金属检测

铅中毒、镉大米等事件的频频曝光，使重金属污染成为社会关注的一大热点。国家也颁布《重金属污染综合防治“十二五”规划》，大力治理该问题。天瑞仪器业已实现的“涵盖土壤、水质、大气等领域的重金属系列产品线”，为各行业的重金属污染防治增砖添瓦。 央视曝光铅超标引关注 7月9日，中央电视台《新闻调查》推出《铅污染、谁之过》专题。报道围绕河南省灵宝市豫灵镇展开调查，结果表明，在这个河南省最西端的矿产资源重镇，存在着大量居民血铅超标事实。 当地的一家大型制铅厂被怀疑为为铅毒污染源。为证实这一疑问，《新闻调查》栏目邀请中科院地理科学与资源研究所，现场对该厂附近土壤进行检测，结果表明，土壤中铅含量超出正常值近4倍。随后，送往中国检验检疫科学院综合检测中心的土壤检测报告也显示，20份土样的检测数据基本都超标2-3倍，在姚子头村南村组所取的土样超标尤为明显，超标4.8倍。 同时，《新闻调查》还对当地居民随机提取了15份头发样本，并委托中国科学院地理资源研究所检测。结果显示，在15份发样中有13份超标，铅超标比例高达87%。其中有8名14岁以下的儿童超标最高的已经达到14.6倍。 节目播出后，引起了社会各界的广泛关注。铅污染的防治和检测，再次被提上日程。 重金属污染危害人体健康 铅引起的污染事件近年频见于媒体。如2006年甘肃徽县300多人铅中毒、2009年陕西凤翔174名儿童血铅中毒。然而，威胁健康的重金属污染远不止铅污染。 重金属是指比重(密度)大于4或5的金属，约有45种。大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。如汞会导致神经系统紊乱，肝功能衰竭；铅会影响人体神经系统、肾脏和血液系统；砷中毒则会造成脱发、色素沉积，还可能致癌。 重金属污染主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致，主要表现在土壤、水、和大气界质中。如“镉大米事件”，即由土壤中镉污染引发。据相关机构的调查，目前国内市场10%的大米镉超标。“中国的重金属污染在北方只是零星的分布，在南方则较密集，湖南、江西、云南、广西等省区的部分地方，都出现连片的分布。”中国科学院地理科学与资源研究所环境修复研究中心主任陈同斌研究员表示。 据统计，全世界平均每年排放汞约 1.5万吨 ，铜 340 万吨，铅500 万吨，锰1500 万吨，镍100万吨。 “十二五”规划严治重金属污染 2011年2月，国务院批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，计划在未来5年投入750亿元，综合防治重金属污染。 规划将重点防控的重金属污染物分为两类：第一类：铅、汞、镉、铬、砷；第二类：铊、锰、铋、镍、锌、锡、铜、钼等。5大重点防控行业为：有色金属矿(含伴生矿)采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业，同时列出了全国14个重金属污染综合防治重点省区，138个重点防治区域和4452家重点防控企业。 同时，规划指出，在2015年建立起比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系，解决一批损害群众健康的突出问题；进一步优化重金属相关产业结构，基本遏制住突发性重金属污染事件高发态势；重点区域重点重金属污染物排放量比2007年减少15%，非重点区域重点重金属污染物排放量不超过2007年水平，重金属污染得到有效控制。 精密仪器助力重金属检测 日益严峻的重金属污染现象及相关政策的颁布，促使天瑞在重金属检测领域倾注更多精力。2011年初，天瑞通过研发机构调整、产品线细分、研发资金投入等方式，加强对重金属检测类仪器及其方法的开发研究。大手笔的战略倾斜及原有的核心技术积累，使天瑞能在短期内取得系列成效，推出多种通用性和适用性更强产品，在重金属检测领域拓宽了产品线。目前，天瑞可用于检测重金属的仪器已达10余种，可广泛用于土壤、水质、大气等介质。 土壤快速检测 手持式三代环境重金属检测仪（EDX-P930）曾现身央视《新闻调查》栏目，助力检测土壤中的铅污染。这是一款可“快速原位检测、分析土壤中重金属含量”的仪器，检测样品包括矿渣、岩石、沉积物、土壤、底泥，水体等，特别关注在国家标准中所规定的铅、汞、镉、铬、砷等多种重金属元素，样品形态可以为固体、液体、粉末等。 Genius 9000XRF是在EDX-P930基础上升级而成的另一款手持式土壤重金属分析仪，实现了更稳定、更精准、更迅速的理念。Genius 9000XRF引入了小功率端窗一体化微型光管、大面积铍窗SDD硅漂移探测器、微型数字信号多道处理器三大核心技术，有效增加了分辨率和统计计数，从而确保产品性能更稳定、并实现轻元素检测功能。应用模式也更灵活，既可手持1-2秒对测试样品，也能使用座式实现较长时间的精细测试，10秒测量结果即可接近实验室精度。 EDX-PortableI则是另一款用于土壤重金属在线检测的便携式X荧光光谱仪。 水质在线监测 WAOL 2000-Cr6+水质在线分析仪-六价铬是天瑞最新推出的新品之一，主要应用于水环境自动监测站、自来水厂、地区水界点、水质分析室以及各级环境监管机构对水环境污染源（皮革厂、造纸厂、电镀厂等重点排放企业）的监测，监测对象为六价铬。 WAOL 2000-Cr6+采用天瑞自主研发的交流调制检测电路与滤波算法，并引入高精度注射泵，仪器稳定性及重现性高。该仪器智能化程度高，可自动控制水泵采样，自动完成每日校准、自动实现报警保护、自动存储检测数据。它的所有功能，均能在触摸屏界面操作完成，还可远程遥控并修改。 此外，天瑞生产水质在线重金属检测产品还包括HM-3000P便携式水质重金属测定仪，可在野外现场快速分析，最短检测时间25秒，铅、汞、镉、铬、砷等多种重金属元素的检出限达到ppb量级。 大气在线检测 EHM-X100大气重金属分析仪，可以满足各省、市、地区环监站等国内环保领域和大气污染源企业（有色金属冶炼及压延加工业、燃煤电厂、铅蓄电池、再生铅、水泥、钢铁冶炼等）对大气、烟气的在线监测。EHM-X100对大气中的铅、汞、镉、铬、砷、铊、锰、镍、锌、锡、铜、钼等重金属进行现场测量。实现长时间（1-3个月）无人值守、自动富集、自动测量、自动保存滤膜样品。 实验室检测分析 Super XRF 1050超级X荧光光谱仪则主要用于实验室土壤和水体中重金属的定量检测，可快速同时分析多种重金属元素。它采用独特的X光路设计，超高分辨率探测系统和最新的数字多道技术，结合内置信噪比增强器可有效提高仪器信号处理能力25倍，大大提高元素检出限，尤其对重金属元素的检出限最好可达200ppb。 石墨炉原子吸收光谱仪AAS 8000和原子荧光光谱仪AFS-200是标准的实验室化学分析设备，主要用于实验室土壤和水体中微量重金属的定量检测，铅、汞、镉、铬、砷等多种重金属元素的检出限达到ppb量级。 了解天瑞仪器：www.skyray-instrument.com

政策解读重金属具有较强的迁移、富集、潜伏性和生物毒性，威胁生态环境安全和人体健康。“十三五”时期，重金属污染防控取得积极成效，但重金属污染防控仍任重道远，党中央、国务院对此高度重视，于3月7日发布了《关于进一步加强重金属污染防控的意见》。《意见》明确指出强化重点区域、重点行业重金属污染监控预警，对有色金属冶炼企业集中的工业园区、重点区域及其周边水、气、土壤等开展重金属长期跟踪监测，对铅、汞、镉、铬和砷五种重金属污染物排放量实施总量控制。管控的重点行业包括重有色金属矿采选业，重有色金属冶炼业，铅蓄电池制造业，电镀行业，化学原料及化学制品制造业，皮革鞣制加工业等6个行业。因此，为了贯彻落实“十四五”规划，切实抓好重金属污染防治，保护人民群众身体健康、促进社会稳定和谐，亟需开展重金属污染环境监测工作，提高生态环境监测现代化水平，为生态环境持续改善和生态文明建设实现新进步奠定坚实基础。1监测技术目前，我国重金属的测定方法包括前处理和测定两个部分，前处理主要采用传统酸消解及微波消解。测定方法包括分光光度法、电化学分析法、原子吸收法、原子荧光法、电感耦合等离子体质谱法等。 分光光度法具有设备简单、 方法可靠、 简便快速 、 应用广泛等优点 , 已成为测定重金属的重要方法之一 ，但是其存在易被其他离子干扰等问题。电化学分析法在环境监测中占有重要地位。电化学方法主要是阳极溶出伏安法，大大降低了重金属的检出限值 。原子吸收法该方法具有灵敏度高 、检出限低、 分析速度快、选择性好、抗干扰能力强等优点 , 被列为测定地表水、废水中金属元素的标准分析方法。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）检出限低，主要用于痕量重金属的检测，但目前由于仪器价格高、检测成本高等问题，尚未得到广泛应用。2重金属自动监测行业现状01标准规范方面l 自动在线监测仪标准不全：目前近年来，中国生态环境部陆续发布了总铅、总镉、总砷、六价铬在线监测仪标准规范，通过对产品性能检测、实际应用等进行定性评价。但目前，标准规范还不全面，需要进一步补充完善，为规范重金属在线监测行业提供技术保障l 目前尚未发布重金属自动在线监测仪的运行、安装、验收等标准规范02监测技术方面l 测定准确度低：市面上部分重金属自动监测产品无前处理过程，加之现场水样复杂，缺乏抗干扰能力，标液能测准，但面对实际水样测试，频繁“超标”、测定不准等问题就逐渐暴露出来；l 测定易受干扰：含重金属废水成分复杂，重金属测定过程中易受其它因素（色度、浊度、其他离子）干扰，监测过程中易发生沉淀，系统管路易堵塞，需要定期手工清洗；l 检测方法不适用：不同应用场景中（地表水、水源地、排放废水等）重金属浓度不同，对水质监测设备的检出限值、检测方法的适用性方面提出要求；l 创新性不强：目前整个重金属检测行业创新性不强，很多技术面临卡脖子问题，如ICP-MS中关键元器件国内尚不能实现自主研发；l 远程运维能力不足：目前，国家要求运维人员每周须到现场进行运维，耗费人力物力，且运维效率低，运维成本高。3对策（1）应该进一步完善重金属监测方面的法律法规，制定更合理、更严格的标准规范。加快重金属监测的先进技术分析方法的标准化工作，进一步完善重金属自动监测仪表（技术要求、运行、安装、验收等）的相关规范，为重金属精准管控提供有力保障；（2）目前能用于重金属监测的方法多，每种方法都具有一定的检出限值，在实际的监测过程中能够根据水质的实际情况针对性地选择一种或者两种配合使用。通常来说，对含量比较低的地表水和饮用水源地的重金属监测，使用电化学法和原子吸收法；而对于污染源企业排放废水来说，经济、准确的分光光度法也是一个好的选择；（3）企业自身应加强关键核心技术研发，建立以质量为基础的品牌发展战略。开展关键材料、设备的研发和生产，推进产学研用协同创新，解决卡脖子技术难关，全面提高我国重金属监测能力和水平；（4）加强智慧感知-远程运维监测体系建设。综合运用“监测数据+质控数据+流程日志+参数识别+平台反算”的数据防伪技术，结合远程质控测试、仪器校准、故障诊断等功能，建立自动预判、智能审核及人工审核相结合的多级数据审核机制，增强异常数据报警诊断。运用GIS定位、AI智能、自动控制等技术对运维人员、车辆、仪器设备、备品备件、运维维护等信息进行动态管理，实现运维全过程留痕。关于我们朗石是水质监测领域公认的技术领先企业，自成立以来一直潜心研究重金属监测技术：阳极溶出伏安法、化学比色法、冷原子吸收法以及适应各种应用场景的前处理技术。产品系列齐全，环境保护产品认证证书齐全，监测参数包括铅、汞、镉、总铬、六价铬、砷、锌、铜、镍、锰、银、铁等，覆盖了国内现阶段重点关注的重金属污染物，可以满足不同场景的应用，为了满足运维需要，还推出了WEIMS智慧运维平台，欢迎前来咨询。

仪器信息网讯 2015年6月17日，&ldquo 第四届中国食品与农产品质量安全检测技术国际论坛暨展览会&rdquo 在北京国家会议中心开幕。此次会议特别设置了&ldquo 食品与农产品中重金属元素和其他有害物质检测&rdquo 、&ldquo 食品与农产品安全微生物检测&rdquo 、&ldquo 饮用水安全检测&rdquo 等九个专题。大会第二天，来自中国科学院广州生物医药与健康研究院曾令文研究员在&ldquo 食品与农产品中重金属元素和其他有害物质检测&rdquo 专题中做了题为&ldquo 核酸生物传感器在重金属离子检测中的应用&rdquo 的报告。 专题现场 中国科学院广州生物医药与健康研究院 曾令文研究员 　　在报告中，曾令文首先介绍了重金属污染的危害、污染源和污染特点。他说，随着工农业生产的迅速发展，食品污染问题越来越严重，重金属是最主要的污染物质之一，会通过食物链的富集最终残留在人体内，对人体的组织器官构成了严重威胁。重金属污染源主要有工业污染、农业污染、生活污染和环境事故污染等。具有不可逆转性、生物积累性、难以降解、生物催化以后毒性会转变等特点。 　　同时曾令文提到，与其他国家相比，我国重金属污染相对比较严重。大气、土壤、水体都存在重金属污染的现象，污染一旦产生，面积会不断扩大。 　　其次，曾令文在报告中详细介绍了目前重金属的检测方法。据他介绍，传统重金属检测方法主要有光谱法、电化学法和基于显色螯合剂的方法等。光谱法主要包括原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法和分光光度法等方法。光谱法和电化学法需要借助相关的仪器进行检测，具有灵敏度高、特异性好等优点。但是样品处理繁琐、检测成本和技术要求较高，不利于基层单位使用。而基于显色螯合剂的方法具有简便快速、成本低等优点，但是灵敏度不足、其他离子会干扰检测的特异性。 　　为了解决传统方法在检测重金属污染中面临的问题，在曾令文的带领下，课题组研制了两种新型生物传感器，基于核酸酶(DNAzyme)的传感器和基于荧光铜纳米颗粒的荧光传感器，并进行了大量实验验证方法的可行性和灵敏度。据他介绍，两种方法具有以下优点：简单、快速、检测成本较低 降低对仪器的依赖，肉眼即可观察结果 适合在基层实验室或野外使用等。 　　在介绍基于核酸酶(DNAzyme)的传感器在重金属检测中的应用时，曾令文说，该方法在检测重金属离子时主要有两种方法，试纸条法和荧光法。 　　试纸条法中主要制备了Pb2+和Cu2+特异性的DNAzyme检测试纸条，并进行相关实验进行检验。对于Pb2+来说，该方法检测限可以达到10pM，线性范围为10pM-100nM，特异性非常好，不受其他离子干扰，用湖水做回收率分析实验，结果可达88%-106%。对于Cu2+来说，该方法检测限可以达到10nM，特异性分析实验中，铜离子为0.3&mu M，其他离子为3&mu M。 　　荧光法中，主要制备了铜离子检测的荧光传感器和基于比色法检测铜离子的传感器，铜离子检测的荧光传感器的灵敏度可达12.8pM，线性范围是20pM-1&mu M，特异性分析实验中，铜离子为1&mu M，其他离子为10&mu M。基于比色法检测铜离子的传感器，灵敏度可达240nM，线性范围是0.4&mu M-100&mu M，特异性分析实验中，铜离子为10&mu M，其他离子为100&mu M。 　　在介绍基于荧光铜纳米颗粒的荧光传感器在重金属检测中的应用时，曾令文谈道，用该方法检测铅离子，灵敏度为5nM，线性范围为5-100nM，选择性分析实验中，铅离子为0.3&mu M，其他各离子为3&mu M。 　　最后，曾令文总结了基于核酸酶(DNAzyme)的传感器和基于荧光铜纳米颗粒的荧光传感器在进行重金属检测中的优点，并展望了两种方法在未来重金属检测中的应用前景。 　　编辑：张葳