鎘(Cd)檢測綜述

鎘（Cadmium，元素符號Cd）是一種廣泛存在于自然環境中的重金屬元素，主要來源于工業活動如電池制造、電鍍、顏料生產和礦山開采等。作為一種有毒污染物，鎘在環境中的積累會對生態系統和人類健康造成嚴重威脅。長期暴露于鎘可導致腎損傷、骨質疏松（骨軟化癥）、肺功能障礙甚至癌癥，因此世界衛生組織（WHO）和美國環境保護署（EPA）等機構均設定了嚴格的環境和食品限量標準（如飲用水中鎘的限值為0.003 mg/L）。在范圍內，鎘檢測已成為環境監測、食品安全、水質評估、生物醫學研究和工業質量控制的核心環節，旨在預防污染事件、保障公共健康，并推動可持續發展。本文章將系統介紹鎘檢測的關鍵要素，包括檢測項目、檢測儀器、檢測方法及檢測標準，為相關從業者提供實用參考。

檢測項目

鎘檢測項目主要針對不同介質和環境場景，旨在量化鎘濃度并評估其風險水平。常見項目包括：在水質檢測中，監測飲用水源、地表水、地下水及廢水中的溶解態和總鎘含量，以防止水源污染；在土壤和沉積物檢測中，評估農田、工業區或污染場地的鎘積累量，服務于土地修復和農業安全；在食品和農產品檢測中，分析谷物、蔬菜、海鮮等中的鎘殘留，確保符合食品安全標準（例如，大米中鎘限量為0.2 mg/kg）；在生物樣本檢測中，如血液、尿液或組織樣本，用于職業暴露評估或流行病學研究；以及在大氣和工業排放物檢測中，控制工廠廢氣中的鎘釋放。這些項目通常基于特定需求設計，結合采樣、前處理和定量分析，以實現精準的風險管理。

檢測儀器

鎘檢測依賴于高精度儀器，以確保靈敏度和準確性。常用儀器包括：原子吸收光譜儀（AAS），尤其火焰原子吸收光譜法（FAAS）和石墨爐原子吸收光譜法（GFAAS），適用于低濃度樣本（檢出限可達0.001 mg/L），操作簡便且成本較低；電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS），提供超高靈敏度（檢出限低至0.0001 mg/L）和多元素同時分析能力，廣泛用于環境和水質樣本；原子熒光光譜儀（AFS），基于鎘的熒光特性，適合于特定快速檢測；X射線熒光光譜儀（XRF），用于現場無損檢測，如土壤或固體樣本，但靈敏度相對較低；以及電化學分析儀如陽極溶出伏安法（ASV）設備，適用于便攜式水質監測。這些儀器需定期校準和維護，結合自動進樣系統提高效率，確保檢測結果的可靠性。

檢測方法

鎘檢測方法涉及樣品前處理和定量分析兩步，核心在于消除干擾并提高精度。標準方法包括：分光光度法，利用鎘與顯色劑（如雙硫腙）的反應生成有色復合物，通過比色計測量吸光度，適用于水質和食品樣本，操作簡單但靈敏度有限；電化學方法如陽極溶出伏安法（ASV），通過電沉積和溶出過程測定鎘離子濃度，靈敏度高且適合現場快速檢測；色譜法，如高效液相色譜（HPLC）或離子色譜（IC）耦合紫外或質譜檢測器，用于復雜基質中的痕量鎘分析；光譜法則以AAS和ICP-MS為主，涉及樣品消解（如酸消化或微波消解）以釋放鎘元素，然后進行原子化或離子化檢測。現代方法也整合自動化技術，如在線預濃縮系統，以提升檢出限（例如，ICP-MS可達到ppb級別）。選擇方法時需考慮樣本類型、濃度范圍和成本因素。

檢測標準

鎘檢測遵循國際和國家標準以確保一致性和可比性。主要標準包括：國際標準化組織（ISO）標準，如ISO 15586（水質中鎘的測定-原子吸收光譜法）和ISO 17294-2（水質-電感耦合等離子體質譜法）；美國環境保護署（EPA）方法，如Method 6020A（ICP-MS用于水和廢棄物）和Method 7130（AAS用于土壤）；中國國家標準（GB/T），如GB/T 7475（水質鎘的測定-原子吸收分光光度法）、GB/T 17141（土壤中鎘的測定）及GB 2762（食品中污染物限量，規定鎘的允許值）；歐盟標準如EN 14084（食品中重金屬檢測）。此外，行業特定標準如食品安全領域的Codex Alimentarius，以及質量控制規范如ISO/IEC 17025（實驗室能力要求），確保檢測過程嚴謹。這些標準定期更新，強調質量控制和不確定性評估，以應對新興污染挑戰。