重金属监测分析技术培训-国家中心

入海污染物监测技术交流与培训

（重金属）

国家海洋环境监测中心

2010-05-11

重金属监测技术

11、重金属污染监测样品采集与前处理方法（贺广凯）

原子吸收法测定海洋环境重金属元素的关键技术

13、原子荧光分析技术讲座（杨景广）

14、环境中重金属污染监测与分析检测技术（齐文启）

15、海洋环境重金属污染监测的全程质量控制（马永安）

16、流动注射-分光光度法测定入海污水和海水中的重金属元素（邱想得）

17、海水、沉积物和生物中样品中的汞分析技术教程（刘亮）

热分解、汞齐化、原子吸收分光光度法测定海水、沉积物和生物中的汞（规范送审稿）

美国EPA 方法（Method 7473）

24、入海污染源及海洋环境重金属污染状况监测技术探讨（王立军）

（11）重金属污染监测样品采集

与前处理方法

（贺广凯 国家海洋环境监测中心）

前言

造成海水痕量元素分析数据误差较大的因素有以下几点：

z沾污。从采样过程、前处理到分析测定的每一个环节都可能引入沾污，需要采取严格预防措施避免沾污；

z痕量元素的存在形式，不同富集方法及测定手段只能富集和测定与之对应的存在形态，如极谱法测定海水中离子态重金属含量，原子吸收法可测定重金属总量；

z样品保存期间可能发生变化，海水样品保存需要加酸酸化，使金属离子处于稳定状态；

z有些测定方法灵敏度较低，在分析下限附近精密度较差，分光光度法适合测定重金属含量高的海水，不适合测定超痕量海水样品；

z操作人员的操作水平和熟练程度不同。

从目前情况看，沾污是最主要的原因，因此必须遵守从采样到分析测试全过程的质量控制程序。

1 水质监测

1.1 站位布设

海水监测站位布设一般采用网格法，体现近岸较密、远岸较疏的原则，重点海域(如重要渔场、养殖场，重要的海湾、入海河口，环境功能区、重点风景区、自然保护区、废弃物倾倒区以及环境敏感区等具有典型性、代表性的海域)较密，对照区较疏的原则；并尽可能沿用历史监测站位。站位设置时尽量避开航道、锚地，以及污染混合区。

1.2 监测时间与频率

1.3 监测项目

1.4 样品采集

1.4.1 采样准备

采水器的技术要求

z材质要有化学稳定性，不沾污也不吸附水质样品。　

z具有良好的注充性和密封性。采水器到达预定深度时，与周围水体充分交换，迅速充满，然后完全闭合。

z结构简单、轻便、易于冲洗、操作和维修，分装水样方便。

z适应在各种环境条件下操作；

z价格便宜，易于推广；

目前，海水重金属监测使用的采水器有：表层采水器、高氟隆（GO-FLOW）采水器、CTD 仪配备采水系统等

高氟隆（GO-FLOW）采水器采样步骤

z固定好采水器，开启采水器闭合装置，关闭采水器出水口；

z将采水器放到海水中，尽量保持采水器与海面垂直，若水流太大，加大铅锤的配重；

z采水器到达预定深度后，放下使锤使采水器闭合，稍停片刻将采水器提出水面，先放掉少量海水，再分装，装取海水样需要现场海水样品清洗样品瓶2次~3次（使海水与容器内壁金属离子浓度达到平衡，减少吸附效应），再装取。

CTD仪采水器采样步骤

CTD仪为综合系统，又叫温盐深仪，配采水系统。通过计算机与CTD仪相连的电缆，由计算机对采水器设定操作程序，在预定的水深自动关闭采水器闭合装置。CTD仪还可安装溶解氧、温度、盐度、海水深度、pH传感器，在采样的同时，进行海水中溶解氧、温度、盐度、pH等要素的测试。

z根据站位点水深，在计算机中设定采样层次；

z将采水器放到海水中，尽量保持采水器与海面垂直，若水流太大，加大铅锤的配重；

z采水器到达预定深度后，采水器闭合装置会自动关闭，稍停片刻将采水器提出水面，先放掉少量海水，再分装，装取海水样需要先用现场海水清洗样品瓶2次~3次，再装取。

图1 CTD仪配采水系统

采样瓶的要求

装取海水重金属的容器，可选用聚乙烯、聚四氟乙烯和多碳酸酯聚合材质制成的样品瓶。

样品瓶使用前须在硝酸溶液（1+3）中浸泡24h以上，使用前用超纯水淋洗至少3遍，晾干后（避免样品瓶受到污染），放入密封塑料袋中保存，且勿与船体或其他沾污源直接接触。操作时应戴聚乙烯手套，不宜戴乳胶手套。

水文绞车的要求

为防止采样过程的沾污，水文绞车最好采用不锈钢材质，钢丝绳应以非金属材质涂敷或以塑料绳代替。

1.4.2 采样层次

采样层次见表 1。

表1 采样层次

水深范围

(m) 标准层次

底层与相邻标准层

最小距离(m)

小于10 表层

10～25 表层，底层

25～50 表层，10m，底层

50～100 表层，10m，50m，底层 5

100以上 表层，10m，50m，以下水层酌情加层，底层 10

注：

1 表层系指海面以下0.1 m～1.0m；

2 底层，对河口及港湾海域最好取离海底2m的水层，深海或大风浪时可酌情增大离底层的距离。

1.4.3 样品采集

采样目的是为了分析海水中物理、化学组分的含量，以表征海洋环境的质量。

采样时应尽可能考虑全部的影响因素，包括人为的和客观环境的影响因素以及这些因素可能的变化情况，采取预防措施，避免沾污。

当船体到达采样站位后，应该根据风向和流向，采取逆风逆流操作，采水器不能直接接触船体任何部位，裸手不能接触采水器排水口，采水器内的水样先放掉一部分后，然后再取样。

水样分装顺序的基本原则：不过滤的样品先分装，需要过滤的样品后分装。

1.5 海水样品过滤

海水样品装瓶后，破坏了原来在水相中的相对动态平衡，因此，样品采集后最好现场过滤，过滤后的样品加硝酸酸化至pH<2（硝酸使用前，应检验空白值）。如果不具备立即过滤条件，则将样品保持在4℃以下，水样送回实验室后立即过滤。

海水过滤有三种方法，加压过滤、负压过滤或离心过滤。加压过滤一般用高纯氮气、高纯氩气，负压过滤采用真空泵抽滤。压力过大或负压过高会使浮游生物细胞破裂，导致溶液中金属浓度增大，溶解有机质的增加还可能引起金属元素存在形式发生变化。此外，滤膜在负压过高时容易破裂，发生颗粒物穿滤，调节压力以滤液不成水流为宜。过滤应在洁净的环

境下进行操作，在现场或调查船上应配备洁净工作台，以防吸入周围空气造成沾污。

图2 加压过滤器和负压过滤器

1.6 样品标志和记录

采样前应对样品瓶作好唯一性标记（标签）。

采样瓶注入样品后，立即将样品信息在采样记录表中用硬质铅笔进行详细记录，要求内容齐全。

1.7样品保存与运输

样品保存基本要求

z抑制微生物作用；

z减缓化合物或络合物的水解及氧化还原作用；

z减少组分的挥发和吸附损失；

z防污染。

保存方法

z冷藏（冻）法：未过滤的样品在4℃冷藏，在暗处贮存，但冷藏温度要适宜，冷藏贮存海水样品不能超过规定的保存期；或将水样迅速冷冻；

z过滤的样品加入硝酸控制溶液pH值。

样品运输

装取水样的样品瓶运回实验室时，应采取多种措施，防止破碎，保持样品完整性，使样品损失降低到最小程度。除现场测定样品外，所有样品都应及时运回实验室。

样品运输过程中应注意以下几点：

z样品装运前必须逐件与样品登记表、样品标签和采样记录进行核对，核对无误后分类装箱；

z塑料容器要拧紧内外盖，贴好密封带；

z玻璃瓶要塞紧磨口塞，然后用铝箔包裹，样品包装要严密，装运中能耐颠簸；

z用隔板隔开玻璃容器，填满装运箱的空隙，使容器固定牢靠；

z不同季节应采取不同的保护措施，保证样品的运输环境条件；在装运的液体样品容器侧面上要粘贴上“此端向上”的标签，“易碎—玻璃”的标签应贴在箱顶上；

z样品运输应附有清单，清单上注明：实验室分析项目、样品种类和总数；

z设专门的样品保管室，并由专人负责样品及相应采样记录的交接，及时作好样品的保存与分析测试过程完成后的样品的清理；

z作好样品交接、保存与清理的过程记录。

1.8 分析方法

1.9 质量控制

1.10 水质评价

2 沉积物监测

2.1 站位布设

2.2 监测时间与频率

2.3 监测项目

2.4 样品采集

2.4.1 采样器和辅助器材

沉积物采样器一般要求用强度高、耐磨性能较好的钢材制成，使用前应除去油脂并清洗干净。根据不同需要，可采用掘式（抓式）采泥器、锥式（钻式）采泥器、管式采泥器和箱式采泥器。掘式（抓式）采泥器适用于采集较大面积的表层样品；锥式（钻式）采泥器适用于采集较少的沉积物样品；管式采泥器适用于采集柱状样品；箱式采泥器适用于大面积，一定深度沉积物样品的采集。

表层沉积物采集设备主要为抓斗式采泥器，如下图：

图3 抓斗式表层沉积物采泥器（Grab Sampler）

柱状沉积物采集设备：柱状沉积物采集设备主要有重力采泥器、箱式采泥器等。

图4 重力式采泥器和箱式采泥器

辅助器材一般包括绞车（电动或手摇绞车）、接样盘（木质或塑料制成）、塑料刀、勺、烧杯、记录表格、塑料标签卡、铅笔、记号笔、钢卷尺、接样箱等。

2.4.2 样品容器选择与处理

聚乙烯和聚苯乙烯容器适于痕量金属样品的贮存。

聚乙烯袋的强度有限，使用时可用两只袋子双层加固并要使用新袋，不得印有任何标志和字迹。样品容器使用前须用硝酸溶液（1+2）浸泡2d～3d，用去离子水清洗干净、晾干。

2.4.3 表层样品采集操作

表层沉积物样品一般用掘式采泥器采集。具体操作：

将采泥器与钢丝绳末端连接好，检查是否牢靠，测量采样点水深；慢速启动绞车，提起已张口的采泥器，用手扶送慢速放入水中，稳定后常速放至离底3m～5m，全速放入底部，然后慢速提升采泥器，离底后快速提升；将采泥器降至接样盘上，打开采泥器耳盖，轻斜采泥器使上部水缓缓流出，再进行定性描述和分装。

表层沉积物的分析样品一般取上部0cm～2cm的沉积物。如一次采样量不足，应再次采样。

2.4.4 柱状样的采集

垂直断面沉积物样品用重力采样器采集。具体操作：

船到采样点后，先采集表层沉积物样品，以了解沉积物类型，若为沙质则不宜采柱状样；将采样管与绞车连接好，并检查是否牢固；慢速启动绞车，用手扶采样管下端小心送至船舷外，用钩将其慢慢放入水中；待采样管在水中停稳后，按常速将其降至离底5 m～10m 处，视重力和沉积物类型而定，再以全速砸入沉积物中；慢速提升采样管，离开沉积物后再快速提升至水面，出水面后减速提升，待采样管下端高过船舷后立即停车，用铁钩钩住管体将其转入船舷内，平放在甲板上；小心倾倒出管上部的积水，测量采样深度，再将柱状样缓缓挤出，按序接放在接样箱上，进行描述和处理；清洗采样管，备好待用；若柱状样品长度不够或重力采样管斜插入沉积物时，视情况重新采样。

沉积物柱状样大多用于科研监测，根据采样所在区域沉降速率及研究要求对样柱进行分段。一般样柱上部30cm 内按5cm 间隔、下部按10cm 间隔（超过1m 时酌定）用塑料刀进行分段，并根据研究要求对每段样品按纵向分成若干份进行相应项目的监测分析。

2.5 样品的现场描述

样品分装前及时作好沉积物的颜色、嗅、厚度、沉积物类型和生物现象等的描述，并详细记录。

2.6 样品的标志和记录

样品瓶或样品袋事先编号，装样后贴上标签，用记号笔将站号写在容器上，以免标签脱落弄乱样品；塑料袋上需贴胶布，用记号笔注明站号，并将写好的标签放入袋中扎口封存；并认真作好采样详细记录。

2.7 样品的保存与运输

沉积物保存采用低温冷藏（<4℃）或冷冻。样品容器要盖紧盖子，以避免任何沾污或蒸发。运输时注意防止容器破裂。

2.8 样品制备

将样品袋中的湿样转到洗净并编号的瓷蒸发皿中，置于80℃～100℃烘箱内，排气烘干。将烘干的样品摊放在干净的聚乙烯板上，用聚乙烯棒将样品压碎，剔除砾石和颗粒较大的动植物残骸。将样品装入玛瑙钵中。放入玛瑙球，在球磨机上粉碎至全部通过160 目。也可用玛瑙研钵手工粉碎，用160 目尼龙筛加盖过筛，严防样品逸出。

将加工后的样品充分混匀，四分法缩分取10g～20g，放入样品瓶，送各实验室进行分析测定。其余样品盛入250ml 磨口广口瓶，盖紧瓶塞，留作副样保存。

2.9 分析方法

2.10 质量控制

2.11 沉积物质量评价

3 生物监测

3.1 站位布设

3.2 监测时间与频率

3.3 监测项目

3.4 种类选择

3.4.1 种类的选择原则

z能积累污染物并对有一定的耐污能力，其体内污染物含量明显高于其生活水体；

z被人类直接食用或作为食物链被人类间接食用的海洋生物；

z大量存在、分布广泛，易于采集；

z有较长的生活周期，至少能活一年以上的种类；

z生命力较长，样品采集后依然呈活体；

z固定生息在一定海域范围，游动性小；

z样品适当大小，以便有足够肉质供分析；

z生物种群中的优势种和常见种。　

3.4.2 种类选择

海洋生物种类选择以贝类为主（选择生物质量监测种类的顺序依次为贻贝、牡蛎和菲律宾蛤），根据海区（滩涂）特征可增选鱼、虾和藻类作为监测生物。根据我国海洋生物分布的特点，建议采样的贝类为贻贝、牡蛎、蚶类、蛤类、蛏类等；鱼类为黄鱼、梅童鱼、鲳鱼、鲻鱼、鲆鲽鱼等；甲壳类为梭子蟹、虾等；藻类为海带、紫菜、马尾藻等。

3.4.3 生物样品的来源

生物测站的底栖拖网捕捞；近岸定点养殖采样；渔船捕捞；沿岸海域定置网捕捞及垂钓；市场直接购买，样品来源必须确认是监测海区，主要包括经济鱼类、虾蟹类、贝类和某些藻类。

3.5 样品采集

现场采集样品，一定要保持生物个体不受损伤。栖息在岩石或其它附着物上的生物个体，要用凿子铲取。栖息在沙底或泥底中的生物个体可用铲子采取，或铁钩子扒取。在选取生物样品时要去掉壳碎的或损伤的个体（指机械损伤），但在特殊情况下（如溢油或其它事故），对采集的生物样品不能丢掉，保存起来，带回实验室分析其原因。要挑选完好的生物个体，每种样品必须选择大小相近的个体，记录其体长（贝类应记录壳长、壳高和壳宽）。现场无法确定生物种名时，需将该样品放在广口玻璃瓶中（2个～3个个体），用5％福尔马林溶液或70％酒精溶液保存，带回实验室进行鉴定。

在养殖场、渔船、渔港采集或选取样品时，原则同上。

贝类样品的采集

挑选采集体长大致相似的个体约1.5Kg。如果壳上有附着物，应用不锈钢刀或比较硬的毛刷剥掉，彼此相连个体应用不锈钢小刀分开。用现场海水冲洗干净后，放入双层聚乙烯袋

中冰冻保存（-10℃～-20℃）。

藻类样品的采集

采集大型藻类样品100g左右，用现场海水冲洗干净，放入双层聚乙烯袋中冰冻保存（-10℃～-20℃）。

虾、鱼类样品的采集

虾、鱼类等生物的取样量为1.5kg左右，为了保证样品的代表性和分析用量，应视生物个体大小确定生物的个体数，保证选取足够数量（一般需要100g肌肉组织）的完好样品用于分析测定。用现场海水冲洗干净，放入双层聚乙烯袋中冰冻保存（-10℃～-20℃）。

3.6 样品的标志和记录

样品采集后，要认真做好现场描述和样品登记编号。现场描述内容包括生物个体的大小、颜色、死亡数量、机械损伤或其它异常个体，记录生物个体的生活环境等。生物样品的名称一律用俗名和学名同时记录，样品登记时按顺序编号进行填写，记录时间、栖息地点、采集的生物名称，记录时用铅笔。

3.7 样品的保存与运输

样品的保存

所采生物样可采取冰冻保存（-10℃～-20℃）；若采取冷藏（0℃～4℃）保存，保存时间不得超过24h。

样品运输

样品运输前，应根据采样记录和样品登记表清点样品，填好装箱单和送样单，由专人负责，将样品送回实验室冷冻保存。

3.8 样品制备

贝类样品的制备

将贝类样品解冻后，用蒸馏水或清洁海水漂洗每一个个体，并使其自然风干。用卡尺测定每一个贝类的体长（从壳前缘至后缘的距离），称重量．并记录。有足丝的贝类需将足丝拉出， 用于分析重金属的生物样品，制备时选用木质或有机塑料板取出软组织（不得丢失体液），将多个个体合并匀浆，放入广口瓶中，冰冻保存。

虾样制备

将样品解冻后，用蒸馏水或清洁海水漂洗每一个个体并风干。测定并记录每一个体体长和重量，然后用不锈钢刀将腹部与头胸部及尾部分开，小心取出内脏，切除腿。用于分析重金属的生物样品，选用木质或有机塑料板取出肌肉。按此法取出多个个体的肌肉，将多个个体合并匀浆，放入广口瓶中，冰冻保存。

鱼样制备

取解冻并清洗好的个体样品，测定鱼的叉长（从头至尾鳍的长度）并称重。中、小型鱼样，需逐个测量与称重。然后用不锈钢刀切除胸鳍并切开背鳍附近自头至尾部的鱼皮，在鱼鳃附近和尾部，横过鱼体各切一不锈钢刀，在鱼腹部，鳃和尾部两侧各切一不锈钢刀（均切

在鱼体一侧，但不得切得太深，以免切开内脏，沾污肉片）。然后将鱼皮和肉分开，谨防外表皮沾污肉片，用另一把不锈钢刀将肌肉与脊椎分离，用于分析重金属的生物样品，须用竹签或有机塑料板取出用镊子将肌肉取出。若一侧肌肉不足，用同样方法取出另一侧肌肉。将足够分析测定用的鱼样合并匀浆后放入广口瓶中封闭，冰冻保存。

藻类样制备

取藻类样品清洗干净后，除去根和末稍，切成段（或细条），然后在组织捣碎机中匀浆后，放入广口玻璃瓶中密封，冰冻保存。

3.9 分析方法

3.10 质量控制

3.11 生物质量评价

原子吸收法测定海洋环境重金属元素的关键技术

海水是一个复杂的多组分的多相体系，包括多种有机和无机的、溶解态的和悬浮态的物质，各组分的含量相差悬殊。在海水中11种主要溶解成分占总盐分的99.99%，其他成分的含量均在百万分之一以下，其中大多数成分的含量都在痕量或超痕量的量级。海水的这些特点，对海水重金属分析带来很大的影响。如：大量基体盐类对测定的影响，有机物及微生物的活动影响。在痕量或超痕量成分分析时，需要从盐类基体中分离、富集出痕量元素，测定方法的操作步骤要求比较严格，因而，海水中痕量元素的分析一直是海水分析化学的主要内容和难点之一。

重金属元素进入海洋环境以后，在生物地球化学过程作用下，绝大部分迅速由水相转入固相，即迅速地结合到悬浮物和沉积物中。悬浮物是水体污染物迁移的主要载体，沉积物则成为污染物的主要储存场所，沉积物中的金属含量往往比水中高出许多倍，并表现出较明显的含量分布规律性。当水体pH、Eh等条件发生变化时，沉积物将会释放吸附的污染物，对水体产生二次污染。从沉积物中重金属的含量水平可以判断监测区域受污染的程度，从重金属的含量水平分布可以追踪其污染源，了解其扩散范围；而研究沉积物重金属在柱状样不同层位的含量分布，则可了解所研究区域重金属的污染历史；把柱状样重金属含量与未污染区背景值进行对照，可反映出不同历史阶段人类活动对所研究区域重金属的输送量的变化情况。

海洋环境中的重金属元素会通过生物体的摄食作用积累于生物体中，并会通过食物链或食物网富集放大，从而危害到人类健康。因而海洋生物体中重金属元素的监测分析能够更为客观的反映海洋环境质量。

1 海水分析

海水中Cu、Pb和Cd原子吸收分光光度测定法

方法原理

在pH为5～6的条件下，海水中的铜、铅、镉与吡咯烷二硫代氨甲酸铵（APDC）和二乙氨基二硫代甲酸钠（DDTC）混合液螯合，经甲基异丁酮（MIBK）－环己烷混合溶液萃取分离后，于各自的特征波长下用石墨炉原子吸收光谱法测定其吸收值。

分析步骤

加1滴溴甲酚绿指示剂，用盐酸和氨水调溶液pH5～6；

加1.0mL醋酸铵，3.0mLAPDC-DDTC混合液，10.0mLMIBK-环己烷溶液，振荡2min，静置分层。收集有机相于样品瓶中，待测。

按选定的仪器工作条件，依次测定标准溶液和样品的吸光值A i。

注意事项

z所用试剂，在使用前作空白试验，对空白值高的试剂，应进行提纯处理或使用高纯的试剂；

z所用试剂均为分析纯及以上，水为去离子水或等效纯水；

z所用器皿需用（1+3）硝酸溶液浸泡，使用前用水清洗，防止沾污；

z根据使用原子吸收分光光度计灵敏度高低，和海水样品铜、铅、镉浓度高低，相应增加

或减少海水样品取样体积，海水样品取样体积应与标准溶液体积相同；

z根据所用的原子吸收分光光度计性能，选定最佳仪器工作条件

2 沉积物分析

海洋沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd的测定

方法原理

沉积物样品经硝酸-高氯酸消化后，在稀酸介质中，Cu在324.7nm波长， Pb在283.3nm 波长， Cd在228.8nm波长处进行无火焰原子吸收测定。

样品消化

称取0.1g（±0.0005 g）经烘干的沉积物样品于30mL聚四氟乙烯坩埚或玻璃烧杯中，用少许水润湿样品，加入5mLHNO3，盖上盖子，置于电热板上由低温升至180℃~200℃，蒸至近干，加入1mLHNO3，2mLHCLO4，蒸干，用少许水淋洗坩埚壁或烧杯壁，并蒸至白烟冒尽，加入1.0mLHNO3溶液（1+1），微热浸提，取下冷却，将溶液及残渣全量转入25mL具塞闭塞管中，用水定容至标线，混匀，澄清，上清液待测。同时做分析空白

样品微波消解

称取0.2000g±0.0005g海洋沉积物干样于聚四氟乙烯消解罐中，加少许水润湿，加入6mLHNO3，3mLHCl，1mLH2O2，待反应平稳后，旋紧瓶盖，放入微波消解仪中，按选定的微波工作条件消解，消解完毕，取出，用水将消解液转入50mL烧杯中，置于电热板上加热蒸干，加入1mL（1+1）HNO3溶液浸提，冷却后，全量转入100mL容量瓶中，定容至标线，混匀，待测。

注意事项：

z所用试剂均为分析纯及以上，水为二次去离子水或等效纯水；

z所有器皿应经硝酸溶液（1+3）浸泡12h以上，使用前用水洗净。

3 生物样分析

生物样品中Cu、Pb、Zn和Cd原子吸收测定法

方法原理：

生物样品用硝酸-过氧化氢消化后， Cu在324.7nm波长， Pb在283.3nm波长， Cd在228.8nm波长处进行无火焰原子吸收测定。

样品消化

称取0.1g（±0.0005 g）生物干样或2g～5g（精确至±0.001g）生物湿样于50mL烧杯中，用几滴水润湿样品，加入2mLHNO3，盖上表面皿，置于电热板上，低温加热至泡沫基本消失。取下烧杯，缓慢地加入0.5mLH2O2，盖上表面皿，于电热板160℃~200℃加热约20min，补加1mLH2O2，继续加热并蒸至约剩1mL。再补加1mLHNO3，1.5mLH2O2，盖上表面皿，于电热板160℃~200℃加热，并蒸至约剩0.5mL，全量转入10mL具塞比色管中，加水至标线，混匀。同时制备分析空白样

样品微波消解

称取0.2000g±0.0005g海洋生物干样或2g～5g（精确至±0.001g）生物湿样于聚四氟乙烯消解罐中，加少许水润湿，加入6mLHNO3，1mLH2O2，待反应平稳后，旋紧瓶盖，放入微波消解仪中，按选定的微波工作条件消解，消解完毕，取出，用水将消解液转入50mL烧杯中，置于电热板上加热蒸至约剩0.5mL，加入1mL（1+1）HNO3溶液浸提，冷却后，全量转入100mL容量瓶中，定容至标线，混匀，待测。

注意事项

z所用试剂均为分析纯及以上，水为二次去离子水或等效纯水；

z所有器皿应经硝酸溶液（1+3）浸泡24h以上，使用前用水洗，并检查试剂和水空白是否合格；

z样品消化时，应始终盖上表面皿；

z不同型号的原子吸收分光光度计，自行选定仪器最佳技术参数。

原子吸收分光光度法测试通则

重金属元素的分析测试过程，可以分为样品的前处理和仪器分析测试两部分，要得到准确、可靠的分析结果，除了要有细致的前处理操作（萃取或消化），还要与最佳的仪器分析测试条件相结合，熟悉影响分析测试结果的关键步骤，以满足监测工作的需要。

前处理步骤的主要影响因素有实验环境和试剂纯度等。海水中重金属元素含量较低，为ppb~ppt级，实验环境尤为重要，有条件的话，海水萃取操作在洁净实验室进行；若没有洁净实验室，可在一般实验室中设置洁净工作台，做到局部洁净，防止室内空气对样品的沾污，实验室应有良好的通风设施和安全措施。

应特别注意实验所用水和试剂的纯度，进行分析测试前，首先要测试所用试剂和水的空白值，选择低空白值的试剂和水。

实验用水——蒸馏法、纯水装置提纯；

化学试剂——蒸馏法、亚沸蒸馏法、等温扩散法提纯，或使用高纯、进口试剂。

z凡经过前处理的样品，必须同时带空白样，甚至双份空白；

z低浓度的标准溶液应在使用前配制，配制标准使用液采取逐级稀释；

z所有器皿必须洁净无污染，容量器皿应预先校正；

原子吸收法最佳仪器条件的选择

原子吸收光谱分析中，选择最佳的仪器分析测定条件，能够获得最好的测定灵敏度、稳定性、精密度和准确度。不同型号的仪器以及不同的元素其最佳测定条件的选择都有所不同，因此在分析工作中要根据实际情况进行选择

波长的选择

在原子吸收分析中，分析波长一般从灵敏度、抗干扰、仪器自身条件等三个方面进行选择。原子吸收通常用于痕量、超痕量含量元素的测定，所以一般选择最灵敏的共振吸收线作为分析波长，但在对高含量元素分析时，为了避免试样溶液的过度稀释和减少污染的机会，则选择次灵敏线。在选择分析波长时，还必须考虑到其他谱线的干扰以及背景吸收等的影响。

最适宜的分析线，一般应根据具体情况由实验来确定。

狭缝宽度的选择

狭缝宽度的选择既要考虑到仪器的分辨能力，又要照顾到光的强度。狭缝较宽，信噪比提高，但谱线的分辨率降低，背景和邻近干扰加大；狭缝较窄，灵敏度较高，但光强减弱，信噪比变差。在原子吸收光谱分析中，谱线重叠的几率很小，因此在测定时可以使用较宽的狭缝。选择狭缝宽度的一般原则是：不降低灵敏度和能分辨开干扰谱线的前提下，尽可能使用较宽的狭缝。

空心阴极灯电流的选择

空心阴极灯的发射特性取决于灯的工作电流。灯电流过小，放电不稳定，光输出稳定性差，而且光谱输出强度小；灯电流过大，发射谱线变宽，导致灵敏度下降，校正曲线弯曲，灯寿命缩短。灯电流的选择原则：保证稳定放电和合适的光强输出前提下，尽可能使用较低的工作电流。在商品空心阴极灯的标签上通常标有额定（最大）工作电流，对大多数元素来说，工作电流选择额定工作电流的50%~70%比较适宜。在具体的分析实验中，通过测定吸光度随灯电流的变化来选定最适宜的工作电流。

原子化条件选择

火焰原子化条件的选择

火焰原子吸收法中，原子化条件的选择，主要是调整喷雾器最佳雾化状态，改变燃助比

选择最佳火焰类型和状态，调节燃烧器高度，从原子密度最大处通过入射光。 火焰类型和状态的选择

火焰类型和状态是影响原子化效率的主要因素，测定不同的元素，应选用不同的火焰类型及火焰状态。对低、中温元素，使用空气-乙炔火焰；对高温元素，宜采用氧化亚氮-乙炔火焰；对易电离元素，则选用低温火焰。对于选定的火焰类型，还要进行火焰状态的选择。火焰的状态取决于火焰的燃气和助燃气的流量比，燃助比不同，火焰的温度和性质也不同。最佳燃助比的选择方法是：在固定助燃气的条件下，改变燃气流量，测定标准溶液在不同流量时的吸光度，绘制吸光度与燃助比的关系曲线，吸光度大而又比较稳定的燃气流量就是最佳燃助比。

表 2 乙炔-空气火焰的种类

火焰的种类 燃助比 火焰的性质火焰状态

应用范围

富燃火焰 约1：3 还原性 层次模糊 呈亮黄色 适用于难熔氧化物的原子化如Al、Cr、Ba 等 化学计量火焰 约1：4 中性 层次清楚 蓝色透明

大多数元素皆适用

贫燃火焰

约1：6

氧化性

火焰发暗 高度缩小 金属和不易氧化的元素Au. Pt. Pd 等

燃烧器高度的选择

由于自由原子在火焰中的空间分布是不均匀的，且随火焰条件改变而改变，致使不同元素的自由原子浓度在火焰中的空间分布也不同，因此在原子吸收分析时要对燃烧器的高度进行调节，以使空心阴极灯辐射出的光从自由原子浓度最大的火焰区域通过，从而获得最佳的灵敏度。

燃烧器高度可分为三个部位即氧化焰、中性焰、还原焰。氧化焰的高度大约是光束离燃烧器高度6mm~12mm 之间，这种高度的火焰比较稳定、温度较高且干扰较少，但灵敏度稍低；中性焰的高度大约是光束离燃烧器高度4mm~6mm 之间，这种高度的火焰稳定性比氧化焰区差，温度稍低，干扰也较多，但灵敏度比氧化焰区高；还原焰的高度大约是光束离燃烧器高

度4mm以下，这种高度的火焰稳定性最差，干扰也较多，对紫外线吸收最强，但吸收灵敏度却最高。

在实际分析工作中，火焰高度不同，其温度和还原效率不同，因而被测元素基态原子的吸光度随火焰高度的不同而不同。燃烧器高度是由实验来确定的，具体方法是：在固定燃助比条件下，测定标准溶液在不同燃烧器高度时的吸光度，绘制燃烧器高度与吸光度的关系曲线，吸光度最大处即为最佳燃烧器高度

石墨炉原子吸收法：

由于样品中的基体成分较为复杂，被测组分和基体组分往往不容易分开，这是造成许多干扰的原因之一。为了消除基体组分的干扰影响，在试样中加入一种能改变基体组分和被测组分挥发特性的试剂，让基体组分在被测组分原子化之前尽可能从炉中挥发除去，而被测组分不损失，这种试剂称为基体改进剂。

根据元素的化学特性加入基体改进剂，目的是尽可能提高灰化温度，以祛除基体组分的干扰，保护被测元素在原子化前不损失；

灰化温度、原子化温度应做条件实验，以环境样品（沉积物和生物消化液）进行分析测试，选择最佳灰化温度、原子化温度。

灰化温度的选择

灰化程序是石墨炉原子吸收测定最为重要的加热步骤，灰化阶段是基于保持待测元素不挥发损失的前提下，尽量提高灰化温度，以分解有机物，祛除易挥发的基体成分，减轻基体干扰，降低背景吸收。最佳灰化温度的选择需要通过实验来确定，即在干燥、原子化温度程序不变的条件下，改变灰化温度实验来绘制温度-吸收值曲线，考虑基体的不同，使用样品消化液来选择最佳灰化温度实用意义更大。

原子化温度的选择

不同元素的原子化温度是不同的，而同种元素的处于不同的基体成分中，原子化温度也不同。需要通过实验来确定最佳原子化温度，即其它程序条件不变，以样品消化液作为试样，仅改变原子化温度绘制出原子化温度-吸收值曲线，选择最大吸收值对应的最低温度作为最

佳原子化温度。

图5 沉积物Pb灰化温度、原子化温度曲线

图6沉积物和生物镉最佳原子化温度比较 监测分析中使用的标准方法和技术规程

1 《海洋监测规范》， GB 17378-2007；

2 《海洋调查规范》， GB/T12763-2007;

3 《水和废水监测分析方法》（第三版、第四版）

4 《陆源入海排污口及邻近海域监测技术规程》，HY/T 076-2005；

5《海洋生物质量监测技术规程》，HY/T 078-2005；

6《贻贝监测技术规程》，HY/T 079-2005；

7 《滨海湿地生态监测技术规程》，HY/T 080-2005；

8《红树林生态监测技术规程》，HY/T 081-2005；

9《珊瑚礁生态监测技术规程》，HY/T 082-2005；

10《海草床生态监测技术规程》，HY/T 083-2005；

11《海湾生态监测技术规程》，HY/T 084-2005；

12《河口生态系统监测技术规程》，HY/T 085-2005；

13《陆源入海排污口及邻近海域生态环境评价指南》，HY/T 086-2005；

14《近岸海洋生态健康评价指南》，HY/T 087-2005； 15《海水增养殖区监测技术规程 》

16《海水浴场环境监测技术规程》