[空气]大气中重金属的检测及相关标准概述 [复制链接]

      大气重金属污染的现状

　 国内的环境污染现状已使环境问题成为了公众焦点，其中难以降解的重金属污染以其对环境的破坏及人体的危害又成为焦点中的焦点。国务院于2011年2月19日批复了首个“十二五”专项规划—《重金属污染综合防治“十二五”规划》(以下简称《规划》)，《规划》要求，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。

　　《规划》的防治对象主要为铅、汞、镉、铬、砷等生物强且污染严重的重金属元素，以及铊、锰、铋、镍、锌、锡、铜、钼等重金属;《规划》防控的5大重点行业为：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，重点防控企业有4452家。同时，内蒙古、江苏、浙江、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、云南、陕西、甘肃、青海14个省区被列为重点治理省区，其中，以湖南被列入重点监控的企业最多。另外，新疆、宁夏、西藏、贵州也有少量企业被列入重点监控。

　　据悉，未来5年，中央财政将以百亿元为单位增加对重金属污染防治的投资，而2012年环保部的重金属污染防治专项资金可达32亿元。另外，一些地方也规划了重金属防治计划和投资，如浙江省制定了《浙江省重金属污染综合整治规划》，整治区域和监控企业较国家规划均有所增加，不包括对关停企业的赔偿在内的治理投资将达28亿元。

　　对于重金属污染，由于大气污染物的无形无色，比之水中重金属易被人忽视，但实际上，根据第一次全国污染源普查结果，2007年全国大气中上述铅、汞、镉、铬、砷污染物年排放量已达约9500吨。这些重金属污染物可能通过呼吸，或迁移至水、土壤后，经食物链进入人体。

　　相关标准方法的发展

　　在大气颗粒物中金属元素的检测方面，目前国内外并存着原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X-射线荧光光谱法、中子活化分析法以及质子诱导X射线发射光谱法等检测方法，其中，国内采用较多的有AAS法、ICP-AES法和XRF法。

　　大气颗粒物的组成成分复杂，颗粒物中不同金属元素的浓度范围相差很大，在数十甚至数百个ppm至ppt级的范围内，由于需要控制的金属元素不断增加，而部分元素的基准浓度或控制限浓度都非常低，因此对仪器及检测方法提出了较高要求。分光光度法、石墨炉原子吸收分光光度法等在一次检测过程中都只能检测一种金属元素，且对一般元素的检出限只能达到ppb级或亚ppb级，原子荧光分光光度法检出限可达ppt级，但同样只能检测一种金属元素。ICP-AES法能同时检测多种元素，其可检元素种类也多于AAS法，是一种相对较成熟的方法，但ICP-AES法对Se、Hg、Be、As、Pb、Tl、U等元素往往无法满足相应的控制限浓度的要求，必须与石墨炉原子吸收(GF-AAS)和汞冷原子吸收(CV-AAS)技术结合使用才能达到大部分元素的分析要求。XRF法的优势在于检测快速、简便、无需复杂的前处理工作、检测无损性、同时检测多种元素，因此其可以实现现场和在线监测，但XRF法的缺点也很明显，检出限仅达ppm级，检测对标样有依赖性，对样品量的要求使其需要一定的富集时间，也部分抵消了其现场优势。ICP-MS法可以实现多元素分析，具有灵敏度高、检出限低，分析取样量少等优点，它可以同时测量周期表中大多数元素，测定分析物浓度可低至纳克/升(ng/L)或万亿分之几(ppt)的水平，但也有着仪器价格高昂，使用难度和维护使用费用均很高，用于大气颗粒物金属检测时重现性不佳的缺点。

　　因此，目前国内在大气颗粒物中的金属检测方法标准方面，目前以针对一种金属元素检测的环境保护行业标准为主，而许多大气重金属检测仪器如天瑞大气重金属在线监测仪、聚光大气重金属分析仪等也参考了一些国际标准。

　　随着仪器及检测技术的发展，国内也开始制修订一些新的标准方法，目前，部分现有暂行方法正在修订，而基于电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、原子荧光光谱法或氢化物吸收原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法的新标准方法也均在同时制定之中。

相关检测标准与方法列表 :L1dyVA{  
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排放标准 C":o/;,1  
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GB 3095-2012 环境空气质量标准 qOUqs'7/]  
GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准 KM!k$;my  
GB 9078-1996 工业炉窑大气污染物排放标准 TP"1\O  
V hk_  
采样标准 :OkT? (i  
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GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 8?i7U<CB  
HJ/T 397-2007 固定源废气监测技术规范 PmR~c,  
HJ/T 75-2007 固定污染源烟气排放连续监测技术规范 6sE{{,
OGB  
b.@P%`@a.  
检测标准 F! X}(N?t  
0UH*\<R  
GB/T 15264-94 环境空气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法 [ G e=kFB  
HJ 538-2009 固定污染源废气铅的测定火焰原子吸收分光光度法（暂行） v @O&t4  
HJ 539-2009 环境空气铅的测定石墨炉原子吸收分光光度法（暂行） ,j?.4{rHJ  
HJ 540-2009 环境空气和废气砷的测定二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法（暂行） x%<  
HJ 541-2009 黄磷生产废气 气态砷的测定 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法（暂行） P1U*g!  
HJ 542-2009 环境空气 汞的测定 巯基棉富集-冷原子荧光分光光度法（暂行） H Y ynMP  
HJ 543-2009 固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法（暂行） s3 ;DG  
HJ/T 63.1-2001 大气固定污染源 镍的测定 火焰原子吸收分光光度法 J@L9p46,  
HJ/T 63.2-2001 大气固定污染源 镍的测定 石墨炉原子吸收分光光度法 $ 3d}"D  
HJ/T 63.3-2001 大气固定污染源 镍的测定 丁二酮肟-正丁醇萃取分光光度法 y#<MVH  
HJ/T 64.1-2001 大气固定污染源 镉的测定 火焰原子吸收分光光度法 #u5~0,F  
HJ/T 64.2-2001 大气固定污染源 镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法 >qo~d?+  
HJ/T 64.3-2001 大气固定污染源 镉的测定 对-偶氮苯重氮氨基偶氮苯磺酸分光光度法 oA tsUF+a  
HJ/T 65-2001 大气固定污染源 锡的测定 石墨炉原子吸收分光光度法 %@R~DBS  
v8I{XU@%  
国际标准 *]x*B@RF  
~~8rI[/  
US EPA Method IO-3.1 过滤材料的选择、准备、萃取 g6sjc,`  
US EPA Method IO-3.2 环境悬浮颗粒金属的测定原子吸收光谱法 cX At:m  
US EPA Method IO-3.3 环境悬浮颗粒金属的测定XRF法 mEQ!-p  
US EPA Method IO-3.4 环境悬浮颗粒金属的测定ICP法 >Jm"2U}lZW  
US EPA Method IO-3.5 环境悬浮颗粒金属的测定ICP/MS法 ?z"KnR+?Q  
US EPA Method IO-3.6 环境悬浮颗粒金属的测定PIXE法 r(}nhUQ%E  
US EPA Method IO-3.7 环境悬浮颗粒金属的测定中子活化能谱测量法 5#_tE<uM  
ISO/DIS 30011 工作场所空气-颗粒物中金属和非金属的测定电感耦合等离子体质谱法 RI@*O6\/I  
ISO 15202-2 工作场所空气-颗粒物中金属和非金属的测定等离子体原子发射光谱法 第2部分：试样制备 4^Ow^7N?  
ISO 15202-3 工作场所空气-颗粒物中金属和非金属的电感耦合等离子体原子发射光谱法 JJl7JwSTW  
编修中标准 fW~*6 ln  
空气和废气 气相和颗粒物中金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法 M\yHUS6N  
空气和废气 气相和颗粒物中金属元素的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 m.V,I}J.q  
空气和废气 气相和颗粒物中砷、汞、锑、锡的测定 氢化物发生原子荧光光谱法或氢化物吸收原子荧光光谱法 Zu=kT}aGg  
空气和废气 气相和颗粒物中金属元素的测定 X 射线荧光光谱法 n+quSF)  
固定污染源排气 铅及其化合物的测定方法 石墨炉原子吸收分光光度法（修订暂行方法） ny`(f,)u*  
固定污染源排气 铅及其化合物的测定 络合滴定法（修订暂行方法） & zgPN8u  
空气和废气 砷及其化合物的测定 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法（修订暂行方法） d +xA:  
空气和废气 汞及其化合物的测定 巯基棉富集-冷原子荧光分光光度法（修订暂行方法） cDO:'-  
环境空气 铅的测定 石墨炉原子吸收分光光度法