金属检测十篇

金属检测篇1

关键词：重金属 污染 检测

中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0081-01

对重金属目前缺少严格的定义，一般来说，重金属指的是比重比5大的几种金属，如金、银、铜、铅、汞等都属于重金属。随着工业化的推进，重金属广泛的存在于空气、水、土壤中，在人们经常接触的物质，比如化妆品、食物、化工品当中，也会有大量的重金属存在。环境中的重金属是不能够被分解的，部分微生物会与重金属反应，产生毒性更强的化合物，这些会随着食物链的不断递进，不断向人体传递，由于累积效应的存在，会使人体内的重金属物质积聚，严重危害人体的健康。因此，对重金属污染的研究势在必行，也得到了人们的广泛关注。

1 重金属的污染

重金属的来源主要是由于其在开采、运输、炼制、加工过程中产生的，能源资源如煤炭和石油的开采、炼制和使用中，也会有重金属物质的存在和污染。这些重金属物质进入大气、水、土壤之中，然后随着生物作用，不断富集。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解[1]。因此，重金属污染会对人体健康产生极大的危害。

重金属物质包括人类必须的，比如钾、钙、钠、镁，以及人类必须的微量元素如铜、铁、镍、锌、锡、矾等这一类，也包括对人体产生危害的如铅、汞、镉、砷、铬、铍、铊、钡等，还包括在人体内存在但功能现在尚不明确的如锂、硼、铝、钛、锆等。重金属的存在会与人体内的蛋白质、酶进行反应，使其失去活性，也能够在器官内聚集，超过特定浓度后产生中毒现象，对人体产生极大的危害，比如日本的汞污染和镉污染，都是重金属污染的典型事故。对人体和环境产生较严重污染的重金属大致有以下五大类。

（1）铬：这一种重金属的主要来源是劣质化妆品、金属部件的镀铬部分、工业染料、橡胶和陶瓷原料以及皮革制剂等，如果不小心饮用服入，可造成腹部的不适或者腹泻现象；对呼吸道有着严重的刺激作用，引起气管炎、咽炎等；皮肤方面引起湿疹或者皮炎。

（2）镉：这一种重金属的主要来源包括电镀、采矿、冶炼、化学工业、电池、染料等产生排放的废水当中。镉的存在能够取代骨中的钙，使得骨头软化，严重者骨头寸断，日本的骨痛病就是由于镉的存在而产生的；对于胃脏，能够使其功能失调。总的来说，镉是毒性很大的重金属物质[2]。

（3）铅：主要来源是油漆、涂料、蓄电池、五金、电镀、化妆品、餐具、膨化食品、自来水管等。能够经过皮肤、呼吸道、消化道进入人体，造成以贫血症、神经功能失调、肾损伤为主的毒性效应。

（4）汞：汞属于剧毒物质，主要来源包括食盐电解、水生生物、照明用灯、化妆品、贵金属炼制等。汞的存在会对人体的脑部组织造成严重的伤害，也会对肾部造成伤害，有机汞其毒性是比汞更大的，引起全身中毒的现象，日本的水俣病就是汞污染的实例。

（5）砷：砷的化合物有剧毒，三价化合物的毒性更加强烈。汞的途径包括皮肤、呼吸道、消化道，会在人体的肌肉、肝脏、肾部、子宫等部位积聚，与酶结合，使其失去活性和功能，引起砷中毒。对于皮肤部位还会有致癌作用。杀虫剂、化肥、化工、采矿冶金、农药等砷含量较高。

2 检测方法

2.1 光谱法

光谱法是比较传统的重金属物质检测方法，一般包括火焰原子吸收光谱法（AAS）、石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）、分子光谱法、电感耦合等离子原子发射光谱法等。以下对其进行介绍。

（1）火焰原子吸收光谱法（AAS）：这种检测方法是根据被测原子对其原子共振辐射的吸收强度进行含量的测定。AAS具有灵敏度高、检出限低、线性宽的特点，而且分析速度快，仪器的操作和使用简单方便，应用较为广泛，能够检测的物质多达70多个。火焰原子吸收法能够达到ppb级，石墨炉原子吸收法能够达到ug/L的级别。但是AAS在实际使用中，不能够同时测定多种元素，需要不断技术升级。

（2）分子光谱法：利用分光光度计进行比色分析。经常使用的测试手段是，利用假如显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区域有吸收的化合物进行检测。生成的化合物一般是螯合物，较为稳定。显色反应的选择性和灵敏想较高。

（3）电感耦合等离子原子发射光谱法：利用等离子体的形成，样品经过雾化系统雾化以后，以气溶胶的形式进入等离子轴向通道，经过蒸发、原子化、电离、激发产生元素的特征谱线，鉴别物质的存在与否以及含量的多少（通过分析特征谱线的强度）。此技术可以测试氩以外的所有已知的物质，检出限度达到0.01～10mg/L。

2.2 色谱法

色谱法也是传统的重金属含量测试方法。其原理是，以液体为流动相，通过高压输液系统把不同极性的溶剂、缓冲液等流入到配置特定相色的色谱柱，各成分经过分离后进入检测器进行检测。该检测方法在实验研究之中使用较多。能够对多元素进行同时检测，但是络合剂的选择是有限的，这点限制了高效液相色谱在重金属检测方面的使用。

2.3 电化学法

电化学法是发展较迅速的一种方法，目前我国已经颁布了化学试剂之中的金属杂质检测的阳极溶出伏安法国家标准。电化学法的检出限较低，测试的灵敏度较高，阳极溶出伏安法将衡电位电解富集与伏安测定相结合，能够连续测定多种金属离子。仪器的使用和操作也较为简单方便，是很好的分析手段，具有良好的发展前景。

2.4 酶分析法

脲酶、脱氢酶、磷酸酶是作为土壤重金属污染水平的常用指标。通过酶与重金属的反应情况，判别出重金属的含量。反应现象包括会有颜色、导电性、吸光率等物理化学性质的变化，然后通过肉眼观察或者PH值检测以及其他手段进行判别。

2.5 生物传感器

生物传感器技术利用重金属和特定的生物识别物质结合，把检测到的信号转变为易于检测的光信号或者电信号，然后分析判断重金属物质。常见的生物传感器有酶生物传感器、DNA生物传感器、细胞生物传感器、微生物传感器等。

2.6 免疫分析法

免疫分析法以免疫学的抗原抗体相互结合为基本原理，利用抗原检测测定未知抗体或者反过来使用。常见的技术包括发光免疫技术、酶联免疫吸附技术、免疫荧光技术、放射免疫技术等。检测模式可以分为多克隆抗体免疫检测以及单克隆免疫检测。该技术专一性强，灵敏度高。分析的关键在于选择合适的化合物和金属离子相互结合。

3 展望

检测方法要注重多种方法的联合使用以及各自的使用范围和优缺点，才能有针对的采取正确的手段进行检测。此外，还需不断探索新的技术手段，以及对之前技术升级改造，丰富其内容，扩大优势。

参考文献

金属检测篇2

1.1酶生物传感器

酶生物传感器已经被广泛的应用于临床诊断和食品安全检测，其原理主要是应用酶的专一性生物催化作用，检测底物或生成物的浓度变化，如葡萄糖生物传感器［2］、Vc生物传感器［3］等。而酶生物传感器用于重金属检测则是利用重金属离子对酶产生的抑制作用影响酶的活性，使底物或产物产生浓度变化。抑制现象专一性的降低，使得对重金属的检测只能得到总的重金属量，而不能对产生影响的各种离子分别定量。研究人员对不同的酶传感器进行了研究。Guascito等［4］利用固定葡萄糖氧化酶生物传感器，通过安培法检测过氧化氢的分解状况，分别对Hg2+、Ag+、Cu2+、Cd2+、Pb2+、Cr3+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+及CrO42-对酶的抑制效果进行了测定，从而检测重金属离子。相类似的，Mohammadi等［5］利用固定化葡萄糖氧化酶和转化酶，通过恒电位法检测蔗糖的含量；同时利用Hg2+对转化酶的抑制作用影响了蔗糖的转化率，对Hg2+进行测定，检测限达到1×10-8-1×10-6mol/L。脲酶是一种分布广泛的酶，也是检测重金属离子常用的生物材料，它可以和不同形式的换能器相结合。Kuswandi［6］报道了一种简单的光纤生物传感器，利用重金属离子对脲酶的抑制作用进行监测，脲酶固定在一层超滤膜上。研究重金属离子Hg2+、Ag+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+和Pb2+的抑制作用，是通过生物催化活性下降时尿素水解量变少而引起pH变化，在615nm波长处由光纤生物传感器进行检测。脲酶的活性可以通过加入半胱氨酸得到再生。流动注射检测Hg2+使得线性范围是1×10-9-×10-5mol/L，检测限为1×10-9mol/L（0.2μg/L）。MayMay等［7］将脲酶通过自组装单层膜固定在SPR传感器的金镀膜玻璃电极表面，检测镉离子对酶的抑制效果，证明了SPR生物传感器可以用于重金属离子的检测。其他的酶类也能用于重金属离子的检测。Ogunseitan［8］利用氨基乙酰丙酸脱羧酶检测铅离子的生物可利用度。Berezhetskyy等［9］开发了一种碱性磷酸酯酶电容生物传感器来检测水中的重金属离子，该方法也利用了重金属离子对酶的抑制作用。结果表明，各种重金属离子对该酶的抑制效果顺序为Cd2+>Co2+>Zn2+>Ni2+>Pb2+，检测限分别为Cd2+0.5mg/L、Co2+和Zn2+2mg/L、Ni2+5mg/L、Pb2+40mg/L。黑曲霉硝酸还原酶的活性也受到各种重金属离子的抑制，因而也能用来检测重金属离子污染［10］。Michel等［11］利用细胞色素3的Cr6+还原酶活性，研制了一种新的安培生物传感器，能够直接、快速的检测Cr6+。研究人员对酶的高度专一性保持了持续热切的兴趣。2012年，Soldatkin等［12］开发出了一种三酶（转化酶、变旋光酶和葡萄糖氧化酶）复合体系生物传感器，以陶瓷薄膜电极为支撑基质、电容大小的改变为检测信号进行检测。该传感器对Hg2+、Ag+有较好的检测特异性。

1.2细胞生物传感器

不同的细胞被用作生物传感器的生物敏感元件来检测重金属离子，表现出了不同的性质。Alpat等［13］利用Tetraselmischuii海藻细胞作为生物传感器的组成部分，对Cu2+进行检测。固定在碳糊电极上的海藻通过被动吸附能够积累重量百分比范围2.5%-20%的Cu2+，然后通过伏安测量进行检测，检测限能达到4.6×10-10mol/L。Durrieu等［14］则利用微球藻Chlorellavulgaris细胞膜外部的碱性磷酸酯酶对重金属的敏感性制成了光学生物传感器，球藻细胞被固定在了一层可以移去的膜上，置于光纤的尖部。对镉和铅离子在浓度范围为0.01-1mg/L进行了检测，碱性磷酸酯酶由于处于自然环境中而提高了其活性和稳定性。研究重金属离子对动物细胞的损伤过程，对于人们了解重金属的危害从而采取一定的预防措施有重要意义，这也需要生物传感器发挥生物敏感层一般由酶、抗体、核酸和细胞等组成图1生物传感器基本原理示意图作用。Liu等［15］用心底细胞作为生物传感器的生物敏感元件来检测重金属离子的危害。Hg2+、Pb2+、Cd2+、Fe3+、Cu2+和Zn2+等能引起心肌细胞在15min内表现出频率、振幅和持续时间的变化。Hiramatsu等［16］则利用基因工程小鼠作为传感器，研究了重金属对内质网的影响作用形式。生物传感器能够实现在体外近似模拟体内环境，从而使研究结果更具有实际意义。2.2.3微生物各种微生物的细胞也能被用来制作生物传感器，检测重金属离子。Tag等［17］利用酵母作为生物传感器的一部分，采用安培法流动注射分析Cu2+，该株酿酒酵母转入了融合了大肠杆菌lacZ基因代替了相同的包含Cu2+诱导启动子CUP1基因的质粒。这些菌株对不同的Cu2+浓度产生不同的灵敏性，两株不同的转基因酵母对于实际样本中Cu2+的检测浓度分别为1.6-6.4mg/L，0.05-0.35mg/L。Liao等［18］用绿色荧光蛋白细菌［EscherichiacoliDH5α（pVLCD1）］生物传感器对土壤中重金属的生物可利用度进行了检测。检测时间2h时Cd2+、Pb2+、Sb3+的检测浓度分别为：0.1nmol/L、10nmol/L和0.1nmol/L。Sumner等［19］则利用了从热带珊瑚中发现的野生红色荧光蛋白制成生物传感器并对Cu+、Cu2+进行检测。该仪器对于铜离子有较强的专一性，可以在一定程度上抵抗其他离子的干扰，红色荧光蛋白的检测限优于绿色荧光蛋白7个数量级。Amaro等［20］则以四膜虫（TetrahymenathermophilaMTT1、MTT5）金属硫蛋白激活子的真核生物荧光素蛋白基因作为信号载体，开发全细胞生物传感器，期间侧重金属离子的灵敏性可与原核生物相当。基因工程微生物在重金属离子检测方面也发挥了作用。科学家利用生物技术开发了两株具有特殊性能的细菌［21］：E.coliMC1061携带pmerRluxCDA-BE质粒（Hg-传感器）或携带parsluxCDABE质粒（As-传感器），并将其与光纤换能装置相结合构成生物传感器，对Hg、As进行检测，检测限可达到Hg2+、As5+和As3+分别为：μg/L、141μg/L和18μg/L。生物发光细菌也能被用来检测重金属。Petnen等［22］用PseudomonasfluorescensOS8（pTPT11）、Ps-eudomonasfluorescensOS8（pTPT31）分别检测汞和砷，得到了良好的效果（汞检测限达到0.003μg/kg）。

1.3免疫传感器

免疫传感器作为一种生物传感器，主要原理是依赖抗体与抗原（待检物）之间的高效特异性相互作用。随着对抗体结构和功能的逐步深入研究，将有助于稳定免疫传感器的性能。Lin等［23］将单克隆抗体固定在金纳米颗粒光纤探针上，用于结合Pb2+螯合物，引起局域化表面等离子体振荡信号的变化，实现检测Pb2+离子（检测限0.27μg/L，4℃、35d后仍可实现检测结果重现性）。Date等［24］将重金属离子（Cd2+、Cr6+、Pb2+）抗原微粒固定在固相支撑基质上，当待检物与金纳米颗粒标记抗体的混合物流经支撑基质时，剩余未与待检物结合的抗体可与固定抗原结合，实现竞争性间接检测待检物，检测信号与待检物浓度呈反比。该传感器检测时间短，7min内3种离子均可达到理论检测水平（抗体Kd限）；检测效率高；采用微流控检测，可同时检测多种物质，有利于实现自动化控制操作等。

1.4DNA生物传感器

DNA生物传感器也被用于重金属离子的检测。Babkina等［25］用安培生物传感器检测了重金属离子与单链DNA的结合，检测限分别可以达到：1.0×10-10mol/LPb2+、1.0×10-9mol/LCd2+和1.0×10-7mol/LFe3+。Oliveira等［26］利用生物传感器对重金属离子（Pb2+、Cd2+和Ni2+）与双链DNA的相互作用进行了研究，指出二者相互结合能引起双链DNA结构的改变。Lan等［27］对体外试验中依赖金属离子的DNA酶（MetalIon-DependentDNAzymes）进行了研究，指出该酶对金属离子的特异性活性依赖性，可用于开发灵敏的重金属离子（Pb2+，Cu2+等）检测生物传感器。

1.5其他

光系统Ⅱ（PSⅡ）是多亚单位的色素和蛋白质的复合物，可以催化光引起的从水到质体醌的电子传递。这个复合物包括至少含有6个膜整合肽其中有捕获光能的复合体（LHCⅡ）等，见图2。光系统Ⅱ位于膜上，其色素、蛋白可与重金属离子相互作用，引起检测体系变化，并转换为可检测的信号，按照检测信号的不同可分为，安培计生物传感器和光学生物传感器两大类。对光合作用有影响的物质一般都对PSⅡ电子传递链有影响。目前认为重金属抑制光合作用是通过（1）抑制酶的作用，如原叶绿素酯还原酶、质体蓝素或Calvin循环中的一些酶；（2）重金属与蛋白质的疏水基团发生相互作用；（3）一些重金属（Hg2+、Cu2+、Cd2+、Ni2+和Zn2+）可以替代叶绿素分子中的Mg2+，从而抑制了光合作用；（4）重金属Cd2+、Cu2+对光合作用影响研究表明，Cd2+会引起PSⅡ中的D1蛋白结构破坏，从而影响PSⅡ的活性，而PSⅡ可能是Cu2+作用的目标［28］。基于此原理科学家开发了检测重金属离子的生物传感器。Bettazzi等［29］用一次性的丝网印刷类囊体膜电极，结合电化学方法检测重金属对光系统Ⅱ的抑制作用，可以检测到0.6mg/LCd2+的抑制效果。此外，一些蛋白质、肽类等物质也被用于开发检测重金属离子的生物传感器。Martinez-Neira等［30］报道了一种以运动蛋白质（伸缩蛋白、肌动蛋白和肌球蛋白等）为基础的生物传感器，用以检测汞离子。HgCl2能够快速的抑制由肌动蛋白活化的肌球蛋白ATP酶的活性，从而抑制体外模拟的蛋白收缩。汞离子对于肌动蛋白丝运动性的抑制作用也可以直接观察到，这为生物传感器的开发提供了新的思路。Yin等［31］将牛血清蛋白固定在压电石英晶体胶体金表面质成生物传感器，通过压电石英晶体阻抗法检测铅离子。得到检测的线性范围为1.0×10-7-3.0×10-9mol/L，检测限1.0×10-9mol/L。Wu等［32］将金属硫蛋白固定在电极表面，通过表面等离子体共振（SPR）对Cd、Zn、Ni等进行检测。Bontidean等［33］报道了一种新的以合成的植物螯合肽（Glu-Cys）20Gly（EC20）为生物敏感元件的电容生物传感器来检测重金属离子（Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+和Zn2+），检测浓度范围100fmol/L-10mmol/L。该生物传感器可以贮存15d。Bontidean等［34］利用不同的生物传感器（蛋白、细菌细胞、植物）检测了土壤中生物可利用汞的含量。指出细菌细胞生物传感器和蛋白（融合蛋白GST-SmtA）生物传感器对于检测汞离子污染是有效的，植物传感器效果欠佳。

2展望

2.1不同生物敏感材料的比较

不同生物敏感材料对于重金属离子检测的作用效果有所不同，其本身性质也存在差异。各种酶作为生物传感器的组成成分，主要是依赖于重金属离子对酶的抑制作用，从而引起检测环境中反应物的相对变化进行检测。重金属对酶的抑制作用专一性相对比较广泛，因此在多种离子存在时，很难区分各自的种类和浓度。细胞生物传感器采用完整的细胞作为生物传感器的一部分，既有利于全面研究重金属离子对细胞的作用，也能通过保持细胞的自然状态提高细胞内各种生物分子的生物活性和稳定性。随着生物技术的不断发展，通过各种转基因和其他技术手段可以生产出各种具有某些特殊性质的工程菌类用于重金属检测，从而提高生物传感器对于某种特定重金属离子检测的专一性。其他生物材料也具有各自的优点，如蛋白质和多肽类物质可以通过改变pH值，影响其本身性质实现活性的恢复。免疫传感器用于重金属检测，因其分子量小，故与换能器信号检测联系密切。

2.2不同换能方式的比较

金属检测篇3

关键词：切削金属纤维；金属纤维毡；纤维织物；摩擦材料

引言

金属纤维由于具有较高的强度、弹性、导电性、导热性和良好的烧结性，可用于制造过滤用金属纤维毡、燃烧器用金属纤维织物、吸声器、防静电板、高强韧性纤维增强陶瓷及刹车片等[1]。

金属纤维的生产方法有：拉拔法、熔抽法、切削法[2]。与其他方法相比较，切削法生产效率高且成本低；切削法制备的金属纤维特点是：长度较短，横断面形状多样且不规则。关于切削金属纤维的技术指标还没有统一国标及检测规程。文章根据切削金属纤维的特点、终端产品的应用需求及其他纺织用化学纤维的检测规程总结了切削金属纤维的相关检测原理和方法。

1 切削金属纤维的技术指标及检测方法

（1）丝径检测。纤维直径是金属纤维的主要特性指标，丝径的粗细直接影响金属纤维毡的过滤精度、透气度及强度；丝径对燃烧器用金属纤维织物透气度和厚度也有重要影响，而且影响纱线的制备工艺。

丝径的测量方法有直接测量法、投影法和金相法、称重法等。直接测量法：用千分尺直接测量单根纤维丝径，每批次随机测量三十根，所得平均值即为本批次纤维的丝径。投影法和金相法：直接用扫描电镜随机测量三十根纤维直径，再求取平均值，如图1所示；制备成金相样品，测量其横断面直径，测三十根求取平均值。称重法：量取相同长度的切削金属纤维一百根，称量一百根纤维的重量，带入公式（1）即可求得纤维的平均丝径[3]。

m=・l・？籽・根数 （1）

m：一百根纤维的总重量，g；ρ：金属密度，g/cm3；d：纤维平均丝径，cm；l：纤维长度，cm。

由于切削金属纤维形貌极不规则，所有用三种方法测丝径的结果不尽相同。直接测量法，由于千分尺很容易夹到纤维最宽面，即测量面是纤维最窄面，所以测得纤维丝径值稍微偏小，但操作简单，经济快捷。投影法和金相法，误差小，更精确，但费用高耗时长。称重法，精确度居中，且经济，但很难取得相同长度的纤维。综上所述，三种方法各有利弊，应根据具体要求选取合适的测量方法。

（2）横断面形貌检测。由于切削金属纤维的特殊加工方式，导致切削金属纤维横断面不同于拉拔金属纤维的圆形断面，而是各种不规则形状，如图2所示。断面形貌会影响金属纤维毡的透气度，太过扁平的纤维会降低金属纤维毡的透气度。断面形貌还会影响燃烧器火焰分布的均匀性。纤维的横断面形状主要取决于切削层形状和切削变形。为了保证终端产品性能，许多企业对切削金属纤维的横断面形貌做出了相关技术要求，要求单根纤维横断面的最长和最短直径比小于2，且90%的纤维达标则整批纤维合格。具体检测方法：制备纤维断面金相样品，如图2所示，过单根纤维中心点的最长直径与最短直径比小于2则为合格。

（3）含油率检测。由于切削加工过程中有切削液和油，使得切削金属纤维表面沾染油渍。从而影响切削金属纤维的使用性能，如：烧结的金属纤维毡表面颜色灰暗，降低刹车片的强度等。含油率的检测方法为[4]：称取切削金属纤维30-50g（精确到0.01g）放入250ml烧杯中，倒入足量丙酮浸泡30min，中间搅拌5次，然后过滤掉丙酮，把烧杯放入烘箱中，在85℃下烘干。确认充分干燥后，将烧杯放入干燥器中冷却至室温。将浸泡、干燥、冷却后的切削金属纤维倒出，称量，精确至0.01g。含有率的计算入公式（2）所示。

m1-经丙酮浸泡并烘干后样品的质量，g；m-试样的质量，g。

（4）长度检测。摩擦材料用切削金属纤维对单根金属纤维长度有所要求并作出了相关规定，其他终端产品虽对纤维长度有要求，但并未作出相应的检测规程。摩擦材料用切削金属纤维长度的检测方法为[4]：铜纤维用筛孔为1.40mm、1.00mm、0.60mm、0.212mm四级筛子，低碳钢纤维用筛孔为1.40mm、0.850mm、0.425mm、0.212mm、0.150mm五级筛子，按筛孔大小顺序叠放在底盘上。称取约100g试样（精确至0.01g），放入最上层筛子中，盖上筛盖。将套筛固定在振筛机上。开动振筛机，筛振15min。筛振完成后，将各层筛子（含底盘）中的筛余物清扫出来，逐一称量，精确至0.01g。筛余物按公式（3）计算。

Ni-各层筛子里的筛余物的质量分数，%；mi-各层筛子里的筛余物的质量，g；m-试样质量，g。

（5）强度检测。切削金属纤维的断裂强度和断裂伸长率直接影响了过滤用金属纤维毡、燃烧器用金属纤维织物、刹车片等终端产品的断裂强力和使用寿命。但国标没有对金属纤维的断裂强度做统一规定，各企业则根据纺织用纱线的国标检测方法对金属纤维进行相对类似的检测。检测方法：采用等速伸长型强力试验仪拉伸切削金属纤维直至断裂，同时记录断裂强力和断裂伸长，反复20次试验求取平均值。拉伸速度一般为250-500mm/min，切削金属纤维的夹持长度一般为10-20mm[5]。

（6）成分检测。切削金属纤维的成分会影响终端产品的使用性能。如：不锈钢烧结金属纤维毡中C、Cr和Ni的含量直接影响金属纤维毡的耐腐蚀性，从而影响其使用寿命；燃烧器用铁铬铝纤维织物的稀土元素含量直接影响其最高燃烧温度和使用寿命。对于金属中化学元素成分含量的检测国标GB223.《钢铁及合金化学分析方法》中有详细说明[6]，在此不多做解释。

2 结束语

切削金属纤维各指标之间是相互影响，相互联系的，例如：丝经太细，强度必然降低；加工过程中横断面形貌和纤维长度之间也相互关联。切削金属纤维的各指标参数共同决定了各终端产品的性能参数。因此，只有全面地了解切削金属纤维的指标，才能设计、制造出满足不同需要的高品质烧结金属纤维毡、燃烧器用金属纤维织物、刹车片等终端产品。

参考文献

[1]许佩敏，张健，孙旭东.我国金属纤维及制品的应用研究状况[J].稀有金属快报，2008，27（9）：11-16.

[2]奚正平，汤慧萍.烧结金属多孔材料[M].北京：冶金工业出版社，2009.

[3]全国有色金属标准化技术委员会.GB/T 15077-2008贵金属及合金材料几何尺寸测量方法[S].北京：中国标准出版社，2008.

[4]全国非金属矿产品及制品标准化技术委员会.JC/T2004-2010摩擦材料用金属纤维[S].北京：中国标准出版社，2010.

金属检测篇4

【关键词】光谱检测；土壤；重金属；检测方法

目前随着我国经济的快速发展，有效的带动了我国工业的发展，而工业在生产过程中其所排放的废水中重金属含量较多，而这些重金属对人类的健康及生物都产生了严重的威胁。由于土壤中重金属含量的增加，导致大部分耕地受到污染，导致粮食大量的减产，造成严重的经济损失，所以对于土壤重金属检测技术具有更高的要求。针对于土壤重金属检验方法的研究已有若干年的时间，其所取得的成果也较为显著，特别是近年来光谱法的应用，使其检验方法开始向更灵敏、更准确的方向发展。

1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度分析法，它是基于含待测组分的原子蒸汽对自己光源辐射出来的待测元素的特征谱线（或光波）的吸收作用来进行定量分析的。其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度，根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系，即可求出待测物的含量。此方法通过原子吸收光谱仪来进实现检验的目的，其不仅具有较好的灵敏度和准确性，而且可以对较大范围内的土壤重金属进行检定，能够较快的进行分析，操作上较为简单，但其也存在着无法避免的缺点，无法对多元素、非金属元素及难熔元素进行测定。

2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。利用激发光源（一般为空心阴极灯）发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。其检测仪器也由五个部分构成，其兼有原子发射和原子吸收两种方法的优势，并有效的规避了两种方法的缺点，属于优良的痕量分析技术。其具有更高的灵敏度，而且所产生的干扰较少，操作更加简单，目前此种方法已广泛的应用于多个领域当中，可以实现对于多种元素的分析。

3 电感耦合等离子体发射光谱法

电感耦合等离子体发射光谱法其所利用到的科学技术更为先进，是集多种先进技术于一身的分析方法，其可以通过原子和离子在光源激发下所产生的特征辐射来实现对土壤中各元素的定性和定量分析，可以实现对痕量元素及高含量元素的分析。在其检测中充分的利用到了光、机、电、计算机和分析化学等相关科学，可以通过特征谱线强度来对样品的相关元素含量进行确定，此种方法更为简便、快捷，不仅分析速度快，而且动态的范围较宽，可以实现对高含量元素、代含量元素及多种元素的分析，实现对金属元素进行定性和定量的分析，而对于部分非金属元素也能进行分析，其具有高精确性和非常好的准确性，在众多领域内已得到广泛的应用。

4 激光诱导击穿光谱法

激光诱导击穿光谱技术是一种最为常用的激光烧蚀光谱分析技术。其工作原理是：激光经过会聚透镜会聚，高峰值功率密度使未知样品表面物质气化、电离，激发形成高温、高能等离子体（温度可达10000K），等离子体辐射出来的原子光谱和离子光谱被光学系统收集，通过输入光纤耦合到光谱仪的入射狭缝中，光谱数据通过数据采集控制器传输到计算机，研究该光谱就可以分析计算出被测物质的成分与浓度。此方法利用原子光谱和离子光谱的波长与特定元素之间的对应关系及光谱信号强度与对应元素之间含量的定量关系，从而可以对金属元素进行宣和定性分析，其不仅可以同进行多种元素的分析，同时也可以在非破坏和非接触的情况下对样品中金属元素进行快速的分析，避免了检测对象的再污染几率，而且检测对象的形态可以呈现多样化，不受限制，但其检测仪器成本较高，而且其检测结果的准确性受样品均匀性及激光器激发特性的影响也较大。

5 X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱技术是一种利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的方法，它集成了现代电子技术、光谱分析技术、计算机技术和化学计量学技术于一体，并且应用广泛、发展迅速的现代化仪器分析技术。该技术不仅具有可测元素范围广、可测浓度范围宽的优点，而且具有快速准确、操作简单、并能同时测定多种元素、制样简单环保、成本低等特点，适合于多种类型的固态和液态物质的测定，并且易于实现分析过程的自动化，是解决土壤污染元素高效快速分析测定的有效技术手段。

6 表面增强拉曼光谱法

拉曼光谱作是一种表征分子振动能级的指纹光谱，在物理学、化学、生物学以及材料科学等领域一直扮演着重要的角色。拉曼光谱除了具有高特异性的优点外，还具有独特的优点，非常适合于生命科学研究，尤其是分子水平上的非标记无损伤检测研究。此方法具有超高的灵敏度，可以进行单分子水平的检测，在液体检测环境中，检测线度可以达到10-14m；可在水基或生理盐水基上观察样品，用水的特征谱线为参考进行绝对强度标记，并且通过探测分子与基底之闯的能量转移实现荧光猝灭，从而可以避免生物样品自发荧光或杂质荧光的干扰，还可以得到荧光物质清晰的拉曼光谱。由于重金属离子由于本身并没有特征谱峰，因此无法利用拉曼光谱进行直接的检测，需借助标记分子进行间接检测。

7 结束语

目前在社会快速发展过程中，人口的增加及工农业生产的快速发展，导致生活垃圾及工农业废弃物得以不断的增加，再加之农业生产中农药及化肥的大量使用，使土壤受到了严重的重金属污染，而且呈不断发展的趋势。土壤重金属含量的增加，使其污染不断加剧，其不仅对生物及人类带来较大的威胁，同时也严重危及我们的生活环境，所以需要不断强化土壤重金属检测技术。土壤重金属检测是一项长期性的工作，随着检测方法的不断发展，在科学技术的带动下分析解调器也开始向复杂化、多功能化、自动化和智能化的方向发展，这对检测技术的提高具有极其重要的作用，可以有效的提高土壤重金属检测的精度和灵敏度。

【参考文献】

[1]周姣花，等.原子荧光光谱法测定土壤中的锗[J].黄金，2010，31（7）：53-55.

金属检测篇5

金属磁记忆检测技术是上世纪俄罗斯杜波夫教授提出的一种新型无损检测技术，其基本原理是记录在工作载荷作用下铁磁性构件局部应力集中区域中产生的漏磁场，根据漏磁场来判断应力集中及损伤。机械零部件和金属构件发生损坏的主要根源是各种微观和宏观机械应力集中，在应力集中区域，腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为激烈。机械应力同铁磁材料的自磁化现象和残磁状况有着直接的联系。在地磁作用的条件下，铁磁性构件缺陷处的导磁率减小，工件表面的漏磁场增大，称为铁磁性材料的磁机械效应。该效应可增强铁磁性构件的表面磁场，增强的磁场“记忆”着部件缺陷或应力集中位置，称为金属的“磁记忆”效应。理论和试验均表明，金属构件的损坏与其先天的“遗传”特性和后天的在役工作负荷相关，在缺陷的发生、发展过程中，应力集中是根源，是构件损坏的早期表现。工程部件由于疲劳、蠕变而产生的微裂纹会导致缺陷处出现应力集中。

试验研究表明:铁磁性金属部件存在着磁机械效应，其表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系。铁磁性部件缺陷或应力集中区域磁场的切向分量Hp(x)具有最大值，法向分量Hp(y)改变符号且具有零值，如图1所示。金属磁记忆检测技术具有以下显著的特点:①既可检测出宏观缺陷，又可检测出微观缺陷，并进行未来危险预报，准确度高，可通过早期诊断对设备的安全性进行准确评价;②无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠检测;③提离效应影响小;④无需去除被检测对象表面涂层，就能检测橡胶等蒙皮下的缺陷;⑤无需对被测设备进行清洗、打磨等表面预处理，检测方便，成本低;⑥无需系统、专业的培训，原理可靠，特征信号明显，判据简单;⑦检测快速，能够实现快速检测(100m/h)，效率高;⑧检测设备体积小、重量轻，便于携带，可实现单人作业;⑨对设备外露部分检测时，无需设备停机。在实际应用中，金属磁记忆检测技术可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件缺陷或应力集中位置进行诊断。

2检测对象与仪器

马脊梁洗煤厂是中国中煤能源集团公司与大同煤矿集团公司共同组建的大同中煤出口煤基地建设有限公司下属的一座现代化选煤厂，年入选量达360万t。该厂主要洗选设备约30台(套)，全部从国外引进。图2所示为该选煤厂生产工艺流程图。马脊梁洗煤厂采用模块化安装，占地面积要比同等选煤能力的选煤厂小，易于搬迁。2004年以来，生产中曾多次发生振动筛大梁出现裂纹后突然断裂的事故，导致经济损失达数万美元。加上该厂与马脊梁煤矿是一体化设计，煤矿生产的原煤直接通过胶带输送到选煤厂洗选，没有其他出煤口，因此选煤厂停工也会影响到煤矿的生产，间接损失也非常巨大。

2.1检测对象马脊梁洗煤厂319#振动筛为澳大利亚Honert公司生产的BRU－1－420/610型香蕉直线振动筛，承担着入选原煤的脱泥和分级作业任务。该振动筛安装于马脊梁洗煤厂精洗车间中部，不仅拆卸不便且拆卸周期很长(约48h)。该振动筛面积较大，长6.1m，宽4.2m，箱式结构，其大梁位于振动筛箱体内筛板下方，两侧为筛帮，大梁上还包裹有一层厚约8mm的橡胶耐磨层(图3)，常规检测手段根本无法检测其裂纹，因而故障信号的检测和提取难度较大。

2.2检测仪器研究应用的检测仪器为EMS－2003智能磁记忆/涡流检测仪(图4)是新一代电磁无损检测设备，集金属磁记忆检测技术、涡流检测技术以及数字电子技术和微处理机技术于一体。该仪器采用最先进的微机技术、DSP技术和SMT工艺制造技术，性能稳定可靠，信噪比高，能实时、有效地检测金属材料缺陷，区分合金种类和热处理状态以及厚度变化测量等，是一款实用性很强的数字化、多功能、便携式电磁检测设备。该检测仪的特性如下:①功能强大，具有磁记忆/涡流/远场检测功能;②操作简便;③EL显示;④灵敏直观。应力集中和金属缺陷的位置可在检测过程中即时确定;⑤具有数据分析功能;⑥具有数据存储功能;⑦具有数据通讯功能。可通过RS232标准通讯接口与台式计算机或同类仪器通信;⑧便携实用。体积小，重量轻，功耗低，结构紧致轻便，采用交、直流一体电源供电，仪器能在机内锂电池支持下连续工作4h以上。

3研究与应用

金属检测篇6

关键词：太子参 重金属 含量测定 紫外分光光度法

太子参属于中医常用药材，具有清心除烦、活血通络以及祛瘀止痛等作用，但是需注意药材中的重金属含量[1-2]。本文主要检测江苏、安徽、河北、山西以及四川五个产地太子参重金属含量，进而总结出可靠、简单的检测方法，为太子参重金属含量检测提供参考依据。

1 试药与仪器

酸度计（pH-25型，上海雷磁仪器厂生产）；紫外-可见分光光度计（UV-755B型，上海精密科学仪器有限公司生产）；硝酸铅标准品，国家准字批号070903，北京恒元启天化工技术研究院提供；本组所使用试剂均选择分析纯；太子参主要产地为江苏、安徽、河北、山西以及四川，其中安徽与江苏提供本次研究所用试药，其他产地的太子参需自行购买，均附有合格检验报告。

2 方法与结果

2.1 制备溶液

配制供试品溶液。药材干燥直至恒重，精密称取0.5g，在坩埚内加入硝酸镁0.5g，30min炭化，在550℃下2h灰化，冷却以后，加入1ml王水，采取水浴蒸干，然后根据制备空白溶液方法制备供试品溶液，在供试品溶液内，药材含量10mg・ml-1。

制备空白溶液。于550℃下空坩埚2h灰化，冷却以后加1ml王水（浓硝酸和浓盐酸比例为1：3），水浴挥干，加热纯化水10ml与稀盐酸3滴，2min水浴加热，冷却以后加入1滴酚酞指示剂，使用氨试液调配到红色，然后加入2ml稀醋酸，转移到50ml的容量瓶中，使用pH3.2水溶液进行稀释，直至刻度，并且使其保持在3.0-3.5。

制备标准品溶液。在1000ml容量瓶中加入硝酸铅标准品0.1605g，加入50ml水与5ml硝酸溶解以后，使用纯化水进行稀释，直至刻度，摇晃均匀，即为对照贮备液。在使用以前，精密量取10ml贮备液，放置于100ml容量瓶中，用水稀释直至刻度，摇晃均匀，作为标准品溶液，等于10μg・ml-1。精密吸取适量的标准品溶液，使用pH3.2水溶液稀释，浓度分别0.01μg・ml-1、0.02μg・ml-1、0.05μg・ml-1、0.10μg・ml-1、0.15μg・ml-1、0.50μg・ml-1标准品溶液，也就是1号-6号标准品溶液。另配置阴性无标准品对照液，即为0号溶液。其中存用贮存和配置玻璃容器都不含有铅。

2.2 波长检测

分别取5ml供试品溶液、5号标准溶液与0号标准溶液，分别放置到3个试瓶内并加入硫化钠溶液μl，摇晃均匀以后，使用pH3.2水溶液稀释为100ml。5min静置，空白为0号液，使用紫外分光光度计在0nm-400nm的波长范围内对供试品溶液与5号标准溶液进行扫描。在208m波长位置供试品溶液与5号标准溶液吸收峰最大，所以检测波长为208nm。

2.3 方法学

绘制标注曲线。取0.01μg・ml-1、0.02μg・ml-1、0.05μg・ml-1、0.10μg・ml-1、0.15μg・ml-1、0.50μg・ml-1标准品溶液，也就是1号-6号标准品溶液，分别加入硫化钠溶液10μl，根据波长检测方法，在波长为208nm时，对吸收度进行测定。将C（浓度）作为横坐标，A（吸收度）作为纵坐标，行标准曲线绘制，进而得出回归方程，即A+38.1132C+0.0018（n=5，r=0.988）。研究结果显示，检测硝酸铅标准品浓度为0.01μg・ml-1-0.05μg・ml-1时，同吸收度之间呈现为线性关系。

重复性试验。取相同样品，分别将其称量为6分，根据制备供试品溶液方法，在波长208nm位置对溶液吸收度进行检测，样品含量RSD=0.85%，这说明该方法具有较好重复性。

精密度试验。取2.0ml供试品溶液，根据绘制标注曲线方法，于波长208nm位置连续进行6h测定，样品含量RSD=0.775%，n=5，这说明该方具有较高的精密度。

稳定性试验。取适量的供试品溶液，在放0h、2h、4h、6h、8h以后，对其吸收度进行测定。样品含量RSD=1.11%，这说明8h内样品能维持稳定。

加样回收率试验。首先取9份已经明确重金属含量的供试品溶液，分别根据样品重金属含量80%、100%以及120%的精密加入适量对照品，均为3份浓度梯度，与波长208nm位置进行吸收度测定，并将加样回收率计算出来。回收率平均为99.7%，n=9，RDS=1.72%。详见表一。

3 讨论

目前在国际中，检测重金属含量比较常用方法为光谱法、中子活化分析法、离子选择电极法以及色谱法[3-5]。检测中药材重金属含量较为复杂，主要涉及到药材的仓储、加工以及生长环境等因素。在《中国药典》中明确规定，硫化钠或者是硫代乙酰胺为显色剂。本文主要对江苏、安徽、河北、山西以及四川五个产地太子参重金属含量进行检测，研究中将硝酸铅作为对照品，在和硫化钠反应后所产生的硫化铅，在波长208nm位置的吸收峰最大，炭化灰化太子参使用王水将其溶解，所制备供试品溶液主要使用硫化钠所生成硫化重金属，在波长208nm位置的吸收峰也为最大，这说明采取紫外分光光度法检测太子参里重金属含量，其重复性好、精密度较高、操作方便快捷，并且重现性比较好，可用于检测太子参中的重金属含量。

参考文献：

[1]徐庆贤，沈恒胜，林斌，官雪芳，汤葆莎.利用近红外漫反射光谱（NIRS）技术建立甘薯茎叶重金属预测模型[J].福建农业学报，2011，09（03）：1112-1114.

[2]马卫成，徐爱仁，应景艳.不同产地浙贝母中重金属的含量分析[J].中国医院药学杂志，2010，02（07）：1154-1157.

[3]熊贤红，陈小荣，陈华.太子参等3种中药材中铜、铅、砷、汞、镉含量的分析研究[J]. 中国医药导报，2010，06（10）：1121-1123.

金属检测篇7

1磁记忆检测对象及方法

在宁夏某电厂1号机大修期间，对机组汽轮机励磁侧及汽侧末一、末二级叶片进行金属磁记忆检测。叶片属于变截面扭叶片，材质为0Cr17Ni4Cu4Nb-T6，其简化图如图2所示。采用俄罗斯动力诊断公司开发的TSC-1M-4型应力集中指示仪进行检测。检测方法为将载有探头的小车平放在叶片上，用手推动小车，使小车以不超过500mm/s的速度从叶顶向叶根移动（如图2中虚线所示），此时仪表将检测到金属表面的自有漏磁场强度H，并以曲线的形式在仪表显示屏上显示，手动存储检测数据。将数据导入与该设备配套的MM-system软件中进一步分析，获得评价应力集中大小的重要参数———自有漏磁场梯度dH/dx。叶片是否存在应力集中及应力集中大小的判定依据为：当小车经过叶片某一部位，该部位磁场法向分量经过零值点，即符号由负变正或相反，且自有漏磁场梯度具有很大的值时，认为该部位存在应力集中［7］；反之则认为叶片不存在应力集中。采用HS500型数字式超声波探伤仪对存在应力集中的叶片进行复检，确认是否存在缺陷。

2数据采集及分析

随机选择10根励磁侧末一级叶片作为检测对象，发现励磁侧末一级叶片普遍存在自有漏磁场强度H突变的现象。以编号为Z6-03和Z6-22的叶片为例分析，图3为编号Z6-03叶片的金属磁记忆检测结果。图3（a）为叶片表面自有漏磁场强度图，观察发现，叶片表面自有漏磁场强度H在距离叶端220mm处（拉筋处）发生突变且过零点；图3（b）为叶片漏磁场梯度图，观察发现漏磁场梯度值dH/dx在自有漏磁场强度发生突变的位置明显提高，达到7×103A/mm2，远大于其他部位的1×103A/mm2。分析认为叶片在此处存在一定程度的应力集中。图4为编号Z6-22叶片的自有漏磁场强度及梯度图，观察发现在距离叶端600mm的位置（叶根）同样存在应力集中，且漏磁场梯度值dH/dx达到17×103A/mm2，应力集中程度更严重。在汽侧末一级随机选择10根叶片进行检测，以U6-03为例分析。图5所示分别为汽侧末一级叶片U6-03的自有漏磁场强度图和漏磁场梯度图，观察发现，自有漏磁场强度曲线平缓，自有漏磁场梯度dH/dx只有2×103A/mm2，分析认为叶片不存在严重的应力集中。其它被检叶片检测结果与该叶片基本一致。分别在励磁侧末二级和汽侧末二级叶片中随机选择5根叶片进行检测。图6和图7分别为励磁侧末二级编号为D4-42叶片和汽侧末二级编号为L4-50叶片的检测结果，观察发现自有漏磁场强度曲线过渡平缓，无突变，虽有多处磁场强度过零点，但最大自有漏磁场梯度dH/dx仅为2×103A/mm2。其他被检叶片的检测结果均显示自有漏磁场强度无突变，自有漏磁场梯度不大于2×103A/mm2。表明励磁侧及汽侧末二级叶片均无应力集中区。对所有被检测叶片自有漏磁场强度H突变情况和自有漏磁场梯度dH/dx大小进行统计，结果如表1所示。表1结果显示，励磁侧末一级的所有被检叶片均表现出不同程度的漏磁场强度突变，且自有漏磁场梯度dH/dx较其他叶片大的多。此外，同侧叶片的自有漏磁场梯度dH/dx相比较，末一级更大。为了进一步验证金属磁记忆检测到的应力集中区是否已发展为成型缺陷，检测人员对应力集中较严重的励磁侧末一级叶片做了超声波检测，结果表明无成型缺陷存在。

3磁记忆诊断结果

对利用磁记忆设备采集到的数据进行对比分析，认为励磁侧末一级叶片存在一定程度的应力集中，这与其所处的工作环境和位置密不可分。在机组运行过程中，腐蚀、水蚀以及接触疲劳等原因共同影响叶片的性能，尤其在拉筋和叶根等截面发生突变的部位，受到外力时更容易产生应力集中。此外，检测结果显示，同侧叶片相比较，末一级叶片应力集中程度远大于末二级叶片，这可能是由两方面的因素造成的，一方面，末一级叶片所处位置蒸汽温度更低，湿度更大，服役条件更差；另一方面，相比末二级叶片，末一级叶片长度更长，且有拉筋，结构更复杂。因此，末一级叶片更容易产生应力集中。超声波检测结果显示，在励磁侧末一级叶片拉筋处的磁场突变仅为应力集中，暂没有发展成为危害严重的成型缺陷。但在接下来的运行中，应将励磁侧末一级叶片作为监督重点，防止事故的发生。

4结论

金属检测篇8

关键词：环境保护 化学 重金属离子 检测

中图分类号：X4 文献识别码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（a）-0088-02

随着我国工业化进程的不断加快，重金属的使用范围日益扩大，在加速经济发展的同时，也带来了诸多的环境污染问题。1953年，于日本熊本县水俣湾附近渔村发现的水俣病震惊世界，其原因为甲基汞为主的有机汞中毒，是慢性汞中毒的一种类型。骨痛病发病的主要原因是镉中毒造成肾损害，进而导致骨软症。严重的重金属离子污染问题已经引起越来越多环保人士的关注。如何分离检测和回收环境中的重金属离子更是值得研究的内容。环境中主要的有毒重金属离子通常包括钴、锌、镍、镉、汞、铜、铅和砷，它们以不同的形态存在于环境之中，并在环境中迁移、积累。研究这些重金属离子的去除将大大推动环境保护的进一步发展。

1 固相萃取法

固相萃取（Solid Phase Extraction）是近年来发展十分迅速的样品前处理技术。采用固体吸附剂将液体样品中的金属离子吸附，不仅与样品的基体和干扰化合物相分离，而且具有富集的作用，之后采用洗脱液进行洗脱，达到分离和富集环境中重金属离子的目的。固相萃取表现出非常显著的优点，可同时完成样品富集与净化，大大提高检测灵敏度；比液液萃取更快，更节省溶剂， 可自动化批量处理；重现性好。常用于固相萃取的填料包括C18，硅胶、活性炭、膨润土、多壁碳纳米管等。C18这种传统固相萃取填料简单、价钱低廉，但是在处理环境中的重金属离子方面存在pH值不稳定等不足。一些新发展的固相萃取填料如多壁碳纳米管展示出较强的优势。孙娜[1]等人研究发现未修饰的多壁碳纳米管对环境水样中的铅、镉、铜和铁具有较好的吸附能力，该方法的回收率为95.3%～99.5%。

2 生物吸附法

近年来，生物材料来源丰富、廉价易得，已经被广泛应用于环境中重金属的吸附。原始的生物材料因其吸附容量较低，限制了其发展。目前一些功能化修饰的生物材料因可以提供更多的结合位点，大大提高了生物材料的吸附能力。蛋壳膜是一种非常容易得到的生物吸附材料，是位于石灰壳与蛋白之间的浅粉色双层薄膜，为禽蛋产品的副产物。蛋壳膜是典型的亲水性半透膜，常规条件下比较稳定，不溶于水、耐有机溶剂，具有很好的透气性和吸附性质。王厦等人采用巯基乙酸铵成功改性了蛋壳膜，用于有效地去除工业废水中的Cr5+、Hg2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+和Ag+等重金属离子并且可以将五价铬还原为三价铬，实现了五价铬的解毒[2]。另外，广泛存在的真菌也为去除环境样品中的重金属离子提供了广泛的可选择的空间。这些真菌吸附剂成本非常低，充分利用其潜在应用价值可以变废为宝。如酿酒厂酿造啤酒后废弃的啤酒酵母菌可以吸附多种重金属离子；酱油厂的酱油曲霉对Pb2+的吸附率达到了70%，对Cd2+的吸附率达到了75%；一些藻类对重金属离子也具有非常好的吸附作用，马尾藻类对Cd2+吸附率则达到了100%[3]。

3 协同萃取法

协同萃取法为采用两种或两种以上的萃取剂而组成的混合萃取剂来萃取金属离子的方法，其比使用单一萃取剂具有更高的萃取率。1958年，Brown等人发现了协同效应，发现采用协萃体系可显著提高萃取剂的可选择性及金属离子的萃取效率。从20世纪60年代以后，协同萃取便用于工业生产。主要的协同萃取体系包括：协萃体系分为螯合萃取剂-有酸体系、吡啶羧酸酯-有机酸类体系、有机磷酸类混合体系和胺类-有机酸类体系。有研究发现摩尔比为 1∶1 的 LIX860（水杨醛肟）和 LIX84（酮肟）的混合物，LIX984表现出优异的萃取性能，被认为是铜的特效萃取剂[4]。HRJ- 4277 （ 5-壬基水杨酸） /TIBPS 体系特别适合于锌、镉离子的分离。协同萃取技术具有选择性好、流程简单、回收率高和操作连续化等优点，将成为处理环境中重金属离子的主要研究与发展方向。

4 化学沉淀法

向废水中加入某些化学物质，使其与废水中的重金属离子直接发生化学反应，生成难溶于水的沉淀从而除去重金属离子的方法为化学沉淀法。根据使用的沉淀剂的不同，化学沉淀法有氢氧化物沉淀法、碳酸盐沉淀法、钡盐沉淀法、硫化物沉淀法、卤化物沉淀法等。其中在环境中的重金属离子除去方面，最常用的方法为氧化物沉淀法。氢氧化物沉淀法是基于重金属离子在一定的pH条件下，生成难溶于水的氢氧化物沉淀。汞、铅、铜、锌、六价铬、砷等有毒化合物的废水，可以采用氢氧化物沉淀法。另外向废水中加入石灰可与水中的氟化物形成氟化钙沉淀可以去除水中的氟。向废水中投加钡盐可以使工业废水中的六价铬生成铬酸盐沉淀，从而除去六价铬。

5 结语

采矿、冶金、化工等行业是水体中主要的人为污染源。上述四种方法的使用可以有效的缓解重金属离子对于环境的危害，其中的固相萃取法、生物吸附法和协同萃取法还可以选择性地回收废水中的某些金属资源，可实现金属资源的再循环利用。而化学沉淀法需要加入额外沉淀剂，有可能会产生二次污染的问题。因此在实际的应用中，可根据具体的要求，合理的选择其中的方法来去除环境中的重金属离子。

参考文献

[1] 孙娜，迟晓峰，胡风祖，等.多壁碳纳米管固相萃取快速检测水样中铅镉铜铁[J].岩矿测试，2014（33）：545-550.

[2] Sha Wang，Minghong Wei，Yuming Huang.Biosorption of multifold toxic heavy metal ions from aqueous water onto food residue eggshell membrane functionalized with ammonium thioglycolate[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2013（61）：4988-4996.

金属检测篇9

【关键词】选矿厂； 尾矿处理； 金属元素； 有效检测

一、前言

从当前选矿厂的尾矿处理来看，由于尾矿中含有多种金属元素，具有较强的回收价值，只有对尾矿中的金属元素进行有效检测，才能保证尾矿的处理满足实际要求。基于这一认识，在选矿厂尾矿处理中，我们首先要对金属元素进行有效检测。结合选矿厂尾矿金属元素检测实际，我们主要选取钼选矿的尾矿金属检测作为例子，重点探讨如何实现钼选矿尾矿中金属元素的检测，保证钼选矿尾矿金属元素检测取得积极效果，提高金属检测质量，为其他尾矿中金属元素的检测提供有力参考。

二、选矿厂尾矿中金属元素的种类分析

在选矿厂尾矿处理过程中，尾矿中富含多种金属元素毋庸置疑，要想实现对尾矿中金属元素的有效检测，就要对金属元素的种类和分布有全面的了解。结合当前选矿厂尾矿处理实际，尾矿中金属元素的种类主要分为以下几种：

1、尾矿中通常都含有大量的钙元素

在矿石中，钙作为矿石的主要元素，在矿石中的含量较大，通常在选矿过程中，都是对稀有金属元素进行提纯，对钙元素的利用不多，因此钙元素通常都会随着其他元素一起残留在矿石中。但是考虑到钙元素对环境的危害，尾矿处理中应对钙元素进行回收和利用。

2、尾矿中通常都含有大量的镁元素

镁元素作为一种较为常见的元素，在矿石中的含量较多，通常镁元素都是和钙元素伴生在一起的。由于镁元素的自身性能特殊，其对水源有一定的污染，如果在尾矿中不对镁元素进行提取，尾矿将会对环境造成污染。因此，对镁元素的检测和提出成为了尾矿处理的重要内容。

3、尾矿中通常都含有大量的铁元素

铁元素除了在铁矿石中含有量较大之外，在一般矿石中也有一定比例。但是受到提取成本的限制，通常贫铁矿石不具备提取价值。但是在尾矿处理中，铁元素的提取和收集是重要内容。因此对尾矿中的铁元素进行有效检测和收集是保证尾矿处理效果的关键。

三、选矿厂尾矿中金属元素的检测方法

在目前选矿厂尾矿中，钼选矿作为一种具有代表性的选矿尾矿，其金属元素种类多，检测方法相对复杂，采用何种检测方法更能提高金属元素检测效果，成为了钼选矿尾矿处理的重点内容。结合钼选矿尾矿处理实际，其尾矿中金属元素的检测应选取以下方法：

在钼选矿尾矿中，主要含有铁、镁、钙等多种金属元素，要想有效检测这些金属元素，就要采用特殊的金属检测方法，具体可以采取以下措施：

钼选矿尾矿经盐酸溶液处理得到酸浸液，向酸浸液中加入双氧水实现二价铁离子全部氧化为三价铁离子，向溶液中滴加氨水并控制PH值制备粗氧化铁沉淀，将粗氧化铁沉淀酸溶解、过滤、再滴加氨水进行沉淀反应、过滤、750度高温煅烧，获得纯度大于98%的三氧化二铁产品。向沉铁滤液中滴加氢氧化钠并控制PH值去除杂质元素，继续滴加氢氧化钠并控制PH值获得纯度大于83%的氢氧化镁产品。向沉镁滤液中滴加碳酸钠获得纯度大于97%的碳酸钙产品。

这种检测方法的整个工艺流程都处于全液相操作，不产生废气污染，尾液主要变成了容易处理的氯化钠和氢氧化钠混合物溶液，铁、镁、钙的回收率均达到了80%以上，同时实现了尾矿中钼、钨、铜等微量元素富集。

四、选矿厂尾矿中金属元素检测取得的积极效果

从当前选矿厂尾矿中金属元素的检测来看，通过对选矿厂尾矿中金属元素的有效检测，实现了尾矿中金属元素的收集，保证了尾矿处理的整体效果，使选矿厂尾矿处理达到预期目标。结合当前选矿厂尾矿金属元素检测来看，金属元素检测取得了积极效果，具体表现在以下几个方面：

1、选矿厂尾矿中金属元素检测，为金属元素的提取和利用提供了机会

通过对选矿厂尾矿中金属元素的检测，不但查明了尾矿中金属元素的种类，同时也实现了对尾矿中金属元素的提取，使尾矿中的金属元素能够充分提取和利用。所以，对选矿厂尾矿中金属元素的检测，对尾矿的综合利用具有重要意义。目前尾矿中金属元素的检测，为尾矿利用提供了支持。

2、选矿厂尾矿中金属元素检测，提高了金属元素的利用率

通过采取金属元素检测措施，选矿厂尾矿中的金属元素被检测出来，有些重要的金属元素可以实现有效提取，对提高金属元素利用率，有效搜集金属元素具有重要作用。因此选矿厂尾矿中金属元素的检测，对提高金属元素利用率，满足尾矿处理需要具有重要作用，检测手段的运用，提高了检测效果。

3、选矿厂尾矿中金属元素检测，减少了对环境的污染

从选矿厂尾矿中金属元素的检测来看，通过必要的金属元素检测，为金属元素提取提供了有效支持，同时也减少了金属元素对环境的污染。从这一点来看，选矿厂尾矿中金属元素的检测，对减少环境污染具有重要作用，我们应对这一作用有全面认识。

结 论

通过本文的分析可知，在选矿厂尾矿金属元素的检测中，我们应掌握尾矿中金属元素的主要分类，并采取液相实验的方式，实现对尾矿中金属元素的检测和提取，保证尾矿中金属元素检测能够取得积极效果。因此，我们要善于选择尾矿金属元素检测方法，保证金属元素检测取得实效。

参考文献

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[2] 朱国才，时文中，池汝安；氯化铵焙烧法从氟碳铈矿提取稀土的研究进展[J]；中国稀土学报；2002年S2期

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[4] 韩跃新；朱一民；李丽匣；吕振福；；金属矿尾矿二次回收利用[A]；2008国际粉体技术与应用论坛暨全国粉体产品与设备应用技术交流大会论文集[C]；2008年

金属检测篇10

关键词：重金属；水质；检测；应用

中图分类号： S932.9+11 文献标识码：A

在现代工业快速发展的同时，环境污染问题越来越突出，其中以重金属污染尤为严重。技术的发展加快了人们对金属的开采和利用力度，但同时也有很多重金属被释放到环境中，破坏了地下水的水质，对人们的身心健康造成威胁。因此，对水体中的重金属成分和含量进行检测和分析具有重大的意义。本文结合当前国内外学者的研究情况，介绍了当前比较常用的几种重金属检测技术，旨在提高人们对水体重金属检测的认识。

1原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是环保部门规定的用来测定地表水、废水中金属元素的标准技术方法。该检测方法的特点是：灵敏度高、检出限低、检测速度较快、抗干扰性好。该项技术是当前测定水体重金属最常用的方法，在检测分析重金属元素方面非常有效。例如，在一定的萃取条件下，可以把咯烷二硫代氨基甲酸铵（APDC）作为螯合剂，甲基异丁酮（MIBK）作为萃取剂，定量螯合萃取铅，在此基础上，把流动注射在线萃取技术与原子吸收光谱法整合以后，可以对湖水中的铅含量进行检测，这种方法操作简单，而且结果准确性较高；把原子吸收光谱法和热解-原子吸收光谱法技术相联合，可以用来对废水中的痕量无机汞和总有机汞含量进行分析：用45μm滤膜对废水样本进行过滤后，直接用该技术来检测无机汞含量，再利用热解法测出样本中的总汞含量，两种方法得出的含量差就是总有机汞含量。该方法避免了消化处理环节，受外界环境的干扰较少。

2电感耦合等离子体原子发射光谱法

该项技术也是一种光谱分析方法，是在原子发射光谱法的基础上衍生出来的，以电感耦合等离子炬为激发光源来分析样本中物质的含量。电感耦合等离子体原子发射光谱法的特点是：方便、快速、准确地测定水样中的多种金属元素和准金属元素的含量，在此过程中不会产生明显的基体效应。这种方法在常量、微量及痕量元素分析方面效果非常明显，灵敏度高，干扰少，能够同时或者顺序对多种元素进行检测分析。通常情况下，水体中的金属离子含量都不会太高，即使电感耦合等离子体原子发射光谱法的灵敏度较高，但如果仅仅是用该技术来检测痕量元素是比较难实现的，在这种情况下就要结合分离富集技术，可以很大程度上提高分析检测限、精密度和准确度，因此，分离富集技术的应用进一步扩大了电感耦合等离子体原子发射光谱法的使用范围。

3电化学方法

该项技术是以电化学反应为基础的，它是根据物质电化学性质的差异来确定其物质组成和含量。整个过程都是在电化学池中进行的：把试验液添加到化学电池中，再以某种参数（如电阻、电导、电位、电流、电量或电流- 电压曲线等）为参考标准，对该化学电池进行测定，根据参数与被测物质浓度的关系就可以判断出该试验液的组成和含量。现在比较常用的电化学方法有四种：电位分析法、溶出伏安法、极谱法与伏安滴定法。例如，用阴极溶出伏安法可以对饮用水和海水中的痕量金属铜、铂、镍、锌等元素同时进行检测；利用脉冲极谱法可以对自然水体中的铜、铅、镉、镍、锌、钴等元素的组成和含量进行测定。

4紫外-可见分光光度法

该项检测技术的原理是光学实验，它利用某些物质中价电子能级跃迁对200～800nm光谱区辐射的吸收，在这个过程中就会产生可见的紫外吸收光谱，根据光谱的差异就可以对该检测物质的含量和组成结构进行系统的分析。这种分析方法成立的假设条件是：不同物质吸收光的种类都会有差异，当重金属离子跟其它物质结合时，对特定光的吸收就会发生变化，被检测对象中重金属的含量越大，该变化就会越明显。例如，在PH值为6的缓冲溶液中，用二甲酚橙作显色剂，与铅形成稳定的1：1的红色配合物，用分光光度法在波长580nm处测定吸光度，利用这种方法可以测定水体中微量铅的含量。

5 液相色谱法

液相色谱法最大的特点是高效分离，但缺乏通用的高灵敏度检测方法，因此，该项技术在检测无极分子领域使用的较少。比较有效的变更手段就是把液相色谱法与分光光度法联合起来使用，就可以解决灵敏度和选择性相互矛盾的问题。现在该项技术单独使用的情况比较少，一些研究人员对该技术进行了升级，高效液相色谱-光度法的衍生技术有柱前衍生、柱中衍生和柱后衍生。例如，为了测定高浓度有机废水中常见的碱金属、碱土金属离子，可以先用离子色谱法进行测定，再用IonPac CS12A阳离子交换柱、20mmol/L甲磺酸流动相、抑制型电导检测，在短时间内就可以得出被检对象中Na+、K+、Mg+、Ca2+等离子的含量。这种方法在对机废液焚烧处理过程前后样品中碱金属、碱土金属离子含量检测中非常有效。

6荧光分析法

荧光分析法与分光光度法比较类似，它的工作原理是：常温物质在某种波长入射光的照射下，内部的价电子的活性增强，从基态转变成激发态，激发态价电子稳定性较差，很快就又会变成基态。价电子在转换形态的过程中，会发射出比入射光波长还要长的出射光，就是所谓的荧光，对该荧光进行分析，就可以分析出常温物质的组成成分。现在比较常用的能发射荧光的物质有有机荧光染料、量子点、稀土纳米材料等，如果荧光物质中含有重金属，浓度越大，差生荧光猝灭或荧光增强的效果就会越明显。

7流动注射分析

该技术的操作方法是：把注样阀中一定体积的试样注入以一定流速连续流动的载流中，当它流经反应器时把试样与载流进行混合，这个过程中发生化学反应会形成新的物质，对这些产物进行检测，根据记录仪上峰形信号就可以定量分析该物质。这种方法对设备的要求较低，可以实现工作分析自动化，处理效率高，同时可将分析化学中复杂的操作单元，如分离（沉淀、萃取、离子交换、蒸馏）稀释、加热、冷却等技术，组合到流路体系中，在线完成操作，在非均匀、非平衡态下进行检测，提高了整体检测的速度和精确性。

8 生物化学分析法

生物化学分析法是当前比较热门的研究话题，在检测重金属离子的方法中属于比较高端的技术。它主要有酶分析法、免疫分析法等方法。酶分析法是利用重金属离子与形成酶活性中心的巯基或甲巯基结合后，改变了酶活性中心的结构与性质，引起酶活力下降，从而使底物中的显色剂颜色、PH、电导率等发生变化，从而进行定量分析。目前痕量重金属测定常用的酶有脲酶、过氧化物酶、葡萄糖氧化酶、异柠檬酸脱氢酶等。免疫分析法是利用抗原与抗体的特异性反应测定痕量重金属的一种高灵敏度、高选择性的方法。首先通过重金属离子与合适的络合物结合，形成一定的空间结构，再连接到抗原或抗体中，与特定的抗体或抗原进行特异性反应，进而作定量分析。该项技术能否成功的关键环节是选择的络合物与金属离子结合能否制备出特异性抗体，如果不能实现该目标，该技术在检测重金属离子方面就会失效。

结语

重金属污染对当代社会的影响是比较大的，土壤、水体的污染日益加剧，对整个社会的生态环境和人们的身心健康都造成了极大的负面影响。因此，环境监测研究人员要充分利用当前的检测技术，做好对水体的监控和检测，防止水体的进一步恶化。同时还要做好相关的研发工作，不断探索新的检测技术，科学、合理的对水体进行监测。

参考文献

[1]姚振兴，辛晓东等.重金属检测方法的研究进展[J].分析测试技术与仪器，2011（01）.