重金属含量测试是通过化学或仪器分析手段,定量检测样品中铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)等重金属元素含量的技术。
一、概述
重金属含量测试是通过化学或仪器分析手段,定量检测样品中铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)等重金属元素含量的技术。其核心目标包括:
1. 安全性保障:防止重金属通过食物链、环境或消费品危害人体健康(如铅致神经毒性、镉致肾损伤)。
2. 法规合规:满足国内外限值标准(如中国GB、欧盟RoHS、美国CPSC)。
3. 环境监测:评估土壤、水体污染程度,指导生态修复。
检测对象分类:
· 食品:农产品、水产品、加工食品(如大米中镉、鱼类中汞)。
· 环境样品:土壤、水体、大气颗粒物。
· 工业品:电子产品(RoHS指令限值)、玩具(EN 71-3)、化妆品。
二、检测标准
应用领域 | 国际标准 | 国内标准 |
食品 | CODEX STAN 193-2015 | GB 2762-2022《食品中污染物限量》 |
环境 | EPA 6020B(ICP-MS法) | HJ 781-2016(固体废物重金属测定) |
消费品 | EU RoHS 2011/65/EU(电子电气) | GB/T 26125-2011(电子电器产品) |
玩具 | EN 71-3:2019 | GB 6675.4-2014(可迁移重金属限值) |
三、检测设备
检测技术 | 设备/试剂 | 适用场景 | 检出限(典型值) |
原子吸收光谱(AAS) | 石墨炉原子吸收光谱仪(GF-AAS) | 痕量重金属检测(如食品中铅、镉) | 0.001-0.1 mg/kg |
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS) | ICP-MS联用仪 | 多元素同时分析(环境、食品、工业品) | 0.0001-0.01 mg/kg |
原子荧光光谱(AFS) | 原子荧光光度计 | 汞、砷等挥发性元素检测(水质、土壤) | 0.0005 mg/kg(Hg) |
X射线荧光光谱(XRF) | 手持式XRF分析仪 | 现场快速筛查(电子产品、玩具涂层) | 1-10 mg/kg(半定量) |
四、检测流程
1. 样品前处理
· 消解:
o 湿法消解:硝酸+高氯酸混合酸加热消解(适用于有机质样品如食品)。
o 微波消解:密闭高压消解(减少挥发性元素损失,参考EPA 3052)。
· 提取(针对可迁移重金属):
o 模拟体液浸泡(玩具:0.07 mol/L HCl,37℃振荡1小时,参考EN 71-3)。
2. 仪器分析
· ICP-MS检测:
o 条件:氦气碰撞模式消除干扰(如ArCl⁺对砷的干扰)。
o 内标校正:添加铑(Rh)、铟(In)补偿基体效应。
· GF-AAS检测(以铅为例):
o 灰化温度:500℃(去除有机物干扰)。
o 原子化温度:2300℃(优化信号灵敏度)。
3. 数据分析与报告
· 对比限值(如大米中镉≤0.2 mg/kg,GB 2762)。
· 计算不确定度(包含消解回收率、仪器误差等)。
五、费用与周期
1. 费用范围
· 单元素检测(如铅):300-800元/样。
· 多元素联检(ICP-MS法,6种重金属):1500-3000元/样。
· 现场快速筛查(XRF):500-1000元/样(半定量)。
2. 测试周期
· 常规检测:3-5个工作日(含前处理及仪器分析)。
· 加急服务:支付50%加急费可缩短至1-2天。
3. 成本影响因素:
· 样品基质复杂度(高脂肪/高盐样品需额外净化)。
· 检测精度要求(痕量分析成本更高)。
六、实际应用
1. 食品安全监测
· 大米镉污染:ICP-MS法检测(GB 5009.15-2023),保障稻米产区安全(如湖南、广西矿区周边)。
· 海产品汞控制:冷原子吸收法(GB 5009.17)检测甲基汞(限值≤0.5 mg/kg)。
2. 环境治理
· 土壤修复评估:XRF快速筛查工业用地中铅、铬污染(《土壤环境质量 建设用地标准》GB 36600-2018)。
· 水质检测:AFS法测定饮用水砷含量(≤0.01 mg/L,GB 5749-2022)。
3. 消费品安全
· 玩具涂层铅含量:EN 71-3模拟迁移测试(可迁移铅≤13 mg/kg)。
· 电子电器RoHS合规:ICP-MS检测镉(≤100 ppm)、铅(≤1000 ppm)。
4. 化妆品监管
· 唇膏中重金属:微波消解-ICP/MS法检测(《化妆品安全技术规范》2022版,汞≤1 mg/kg)。
七、注意事项
1. 污染防控:
· 实验全程使用超纯水(≥18.2 MΩ·cm)、高纯酸(MOS级)。
· 消解罐需定期清洗,避免交叉污染。
2. 方法验证:
· 加标回收率控制在80%-120%(如铅加标回收率≥90%)。
· 定期使用标准物质(如NIST 1547桃叶)校准仪器。
3. 法规动态:
· 跟踪欧盟REACH、中国《重点管控新污染物清单》对新型重金属化合物的限值更新。