环境检测

土壤重金属污染是生态环境领域的突出问题，铅、镉、汞、砷因毒性强、难降解，成为重点监测对象。准确的检测方法是评估污染、制定修复策略的基础，不同方法在原理、精度、适用性上差异显著。本文围绕铅镉汞砷的常见检测方法展开对比，为土壤监测提供参考。

原子吸收光谱法（AAS）的应用特点

AAS基于基态原子对特征光的吸收，是铅镉检测的经典方法。石墨炉AAS（GFAAS）对铅镉的检出限达μg/kg级，满足低浓度需求；汞需结合冷原子吸收技术（CVAAS）测定蒸气态汞，避免高温损失；砷则需氢化物发生（HG）技术提高灵敏度。

AAS的优势是仪器成本低、操作简便，适合基层常规监测。但该方法一次仅能测一种元素，效率低；对样品前处理要求高，需完全酸消解，基体效应（如共存离子）需加改进剂消除。

总体而言，AAS是铅镉检测的常用方法，但对砷汞需额外技术辅助，适合单元素常规监测。

原子荧光光谱法（AFS）与汞砷的适配性

AFS利用原子激发后发射的荧光强度定量，对汞、砷等易形成氢化物的元素有独特优势。砷通过氢化物发生转化为AsH3，汞通过冷原子发生转化为Hg蒸气，均能与基体分离，提高灵敏度。

AFS对砷的检出限达ng/kg级，对汞的检出限达μg/kg级，准确性高于AAS；同时能同时测定两种元素（如砷和汞），效率优于AAS。但AFS对铅镉的灵敏度低，无法满足低浓度铅镉的检测需求。

此外，AFS对试剂纯度要求高，还原剂（如硼氢化钠）的浓度和稳定性会影响氢化物发生效率，需严格控制；样品中的硫化物会与砷汞结合，需加氧化剂预处理。

电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）的多元素分析能力

ICP-OES以电感耦合等离子体为激发源，使元素原子激发后发射特征光谱，能同时测定铅、镉、汞、砷，效率高。铅镉的检出限达μg/kg级，汞需冷蒸气发生，砷需氢化物发生技术辅助。

ICP-OES的基体耐受性强，土壤中的共存离子（如钙、镁）干扰小，无需复杂基体改进；自动化程度高，适合大规模土壤调查。但仪器成本高于AAS/AFS，低浓度汞的灵敏度不如CVAFS。

此外，ICP-OES需样品完全消解，否则未溶解的二氧化硅会堵塞雾化器，影响测定结果。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）的高灵敏度特性

ICP-MS结合等离子体电离与质谱检测，是目前灵敏度最高的方法，对铅、镉、汞、砷的检出限达ng/kg甚至pg/kg级，能精准测定痕量及超痕量污染。

其优势在于能提供同位素信息（如铅的206Pb/207Pb比值），用于污染溯源；线性范围宽（6-9个数量级），覆盖土壤中不同浓度的重金属。但仪器成本极高，维护难度大，对操作人员要求高。

此外，土壤中的氩、氯会形成40Ar35Cl离子，干扰砷的75As测定，需碰撞反应池消除；汞的挥发性易导致进样系统残留，需频繁清洗管路。

X射线荧光光谱法（XRF）的非破坏性检测优势

XRF基于特征荧光光谱定量，无需酸消解，属非破坏性检测。土壤样品压片或熔片后即可测定，前处理简单，能快速完成批量样品初筛。

能量色散XRF（EDXRF）检出限达mg/kg级，适合高浓度重金属筛查；波长色散XRF（WDXRF）分辨率更高，检出限达μg/kg级。XRF能同时测定常量元素（如硅、铝）和重金属，提供全元素组成信息。

但XRF灵敏度低于AAS、AFS和ICP-MS，无法检测低浓度重金属；样品的均匀性和颗粒度会影响结果，需研磨过筛确保均匀；土壤中的有机质、水分会吸收X射线，需校正补偿。

电化学分析法的简便性与局限性

电化学法利用元素的电化学性质（如氧化还原电位）定量，常见的阳极溶出伏安法（ASV）对铅、镉的检出限达μg/kg级，通过预富集提高灵敏度。

汞的检测可用伏安法，砷需结合溶出伏安法或极谱法。该方法仪器成本极低，操作简单，适合现场快速检测。但选择性差，共存离子（如铜、锌）会干扰测定，需调节pH或加络合剂消除。

此外，样品前处理需将重金属提取到溶液中，提取效率影响结果；线性范围窄，高浓度样品需稀释，增加操作步骤。

分光光度法的经典应用与限制

分光光度法通过待测元素与显色剂反应生成有色化合物，测定吸光度定量，是早期经典方法。铅用双硫腙法，镉用镉试剂2B法，砷用二乙氨基二硫代甲酸银（DDTC-Ag）法，汞用冷原子吸收法（属AAS分支）。

该方法仪器成本极低，原理简单，适合缺乏大型仪器的基层实验室。但灵敏度低，检出限达mg/kg级，无法满足低浓度检测需求；显色反应选择性差，共存离子干扰需分离或掩蔽，操作繁琐。

此外，有色化合物稳定性差，需及时测定；检测效率低，无法应对批量样品，目前已逐渐被更高效的方法取代。