水質砷檢測技術砷污染已成為全球水質安全的重要威脅目錄1基礎知識砷的性質、存在形式和危害2檢測方法傳統方法和現代技術3應用領域環境監測、飲用水安全、食品安全4發展與挑戰引言砷污染危害致癌性強導致皮膚病變影響神經系統檢測重要性保障飲水安全預防健康風險指導污染治理檢測挑戰低濃度檢出難形態復雜多樣砷的基本知識化學性質元素符號As原子量74.92金屬與非金屬之間存在形式無機砷:As(III)、As(V)有機砷:MMA、DMA砷的基本知識（續）自然來源巖石風化釋放1人為來源礦業冶煉排放2農業來源農藥肥料使用3健康危害慢性中毒累積水質砷污染現狀1重災區孟加拉、印度等地2中度污染中國西北、華北3輕度污染水質砷檢測標準10μg/LWHO標準全球推薦標準值10μg/L美國EPA強制執行標準50μg/L中國過渡期水質砷檢測標準（續）水體類型限值(μg/L)標準號飲用水10GB5749-2006地表水I類50GB3838-2002地表水II類50GB3838-2002地表水III類50水質砷檢測方法概述1現場快速檢測試紙條、便攜儀器2實驗室常規檢測分光光度法、原子熒光3高精度分析傳統砷檢測方法砷斑法砷化氫生成，與硝酸銀反應特點操作簡單，設備少局限傳統砷檢測方法（續）1銀鹽法砷化氫與硝酸銀反應生成黑色沉淀2砷化氫發生法鋅-鹽酸還原系統產生砷化氫檢測范圍原子吸收光譜法原理砷原子吸收特定波長光譜檢出限石墨爐可達0.5μg/L形態分析可結合HPLC進行原子吸收光譜法（續）樣品處理酸化、消解有機物氫化物發生硼氫化鈉還原產生砷化氫測定讀數193.7nm波長測吸光度原子熒光光譜法1234原理砷原子吸收光后發射熒光儀器原子熒光光譜儀靈敏度檢出限可達0.01μg/L特點高靈敏度，線性范圍廣原子熒光光譜法（續）優勢高靈敏度操作簡便成本適中缺點易受基質干擾易受其他氫化物干擾不適合形態分析電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）原理高溫電離產生離子質譜分析不同砷形態特點多元素同時分析形態分析能力強性能超低檢出限(ng/L)線性范圍寬(5-6個數量級)電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）（續）樣品消解預處理去除有機物霧化進樣形成細小液滴電離8000K高溫等離子體質譜檢測檢測m/z為75的離子陽極溶出伏安法原理電化學富集后溶出1電極金電極或汞膜電極2檢出限可達0.1μg/L3特點設備簡單，成本低4陽極溶出伏安法（續）預處理樣品消解、去除干擾富集階段負電位還原沉積溶出階段正向電位掃描，測電流定量分析峰高或峰面積計算濃度分光光度法分光光度法（續）優點設備簡單成本低操作簡便缺點靈敏度較低干擾多顯色過程復雜砷化氫發生-原子熒光法0.01μg/L檢出限適用于超微量檢測0.1-50μg/L線性范圍覆蓋常見污染水平＜5%相對標準偏差精度高，重復性好砷化氫發生-原子熒光法（續）預還原As(V)還原為As(III)氫化物生成硼氫化鈉還原產生砷化氫原子化激發石英管高溫原子化熒光測量光電倍增管檢測熒光現場快速檢測技術便攜式檢測儀電化學或光度法原理砷檢測試紙顏色變化指示砷含量砷檢測試劑盒比色法，適合野外使用現場快速檢測技術（續）優勢快速、實時獲取結果1應用場景應急監測、普查篩查2局限性精度低于實驗室方法3適用范圍通常檢測限≥1μg/L4水質砷自動在線監測技術系統組成采樣單元前處理單元檢測單元數據傳輸單元工作原理自動采樣自動消解自動分析遠程傳輸水質砷自動在線監測技術（續）1數據中心實時監控預警2監測站點24小時自動運行3采樣點位覆蓋關鍵水域新型砷檢測技術生物傳感器基于酶催化或抗體識別納米材料檢測高比表面積，靈敏度高微流控芯片集成采樣、分離、檢測新型砷檢測技術（續）分子印跡技術高選擇性識別適合復雜基質光譜成像技術空間分布可視化快速大面積掃描熒光探針技術特異性結合砷化合物高靈敏度檢測樣品前處理技術采樣酸洗容器，避免交叉污染保存HNO?酸化至pH＜2運輸低溫保存，避光前處理過濾、消解有機物樣品前處理技術（續）形態分析前處理保持原有形態分離技術HPLC分離不同砷形態干擾去除去除氯離子等干擾預富集固相萃取提高靈敏度質量控制與保證1標準溶液配制高純試劑逐級稀釋2儀器校準多點校準，R2≥0.9993標準曲線定期檢查，確保穩定性質量控制與保證（續）數據處理與分析檢出限計算空白樣+3倍標準偏差定量限計算空白樣+10倍標準偏差線性范圍相關系數R2≥0.999數據處理與分析（續）精密度重復性和再現性評估準確度與標準參考物質比對不確定度識別并量化各個不確定度分量報告表達結果±擴展不確定度砷檢測方法比較砷檢測方法比較（續）方法適用范圍設備成本分析成本分光光度法常規檢測低低原子吸收法常規監測中中原子熒光法低濃度檢測中中ICP-MS超微量、形態分析高高砷污染治理技術物理處理法吸附、膜分離、離子交換化學處理法氧化還原、共沉淀、電化學法生物處理法微生物轉化、植物修復砷污染治理技術（續）鐵基吸附劑高效吸附As(V)和As(III)膜分離技術高除砷率，可達99%微生物轉化轉化為低毒性形態砷檢測在環境監測中的應用地表水監測河流、湖泊、水庫定期監測地下水監測高風險區域定點監測監測網絡全國水質監測網砷指標分析砷檢測在環境監測中的應用（續）土壤監測礦區周邊土壤砷含量評估1大氣監測工業區大氣顆粒物中砷檢測2底泥監測沉積物砷污染歷史記錄3生物監測生物體內砷積累指示污染4砷檢測在飲用水安全中的應用源水監測水源地砷含量常規監測處理過程監測各處理單元出水砷含量檢測出廠水監測保障達標排放管網水監測終端用戶水質安全保障砷檢測在飲用水安全中的應用（續）1砷去除設備評估技術指標驗證2瓶裝水質量控制出廠檢驗、市場抽查3農村飲水安全高風險區域重點監測砷檢測在食品安全中的應用砷檢測在食品安全中的應用（續）大米砷檢測無機砷限量嚴格控制海產品檢測區分有機砷和無機砷形態蔬果檢測防范農藥殘留中的砷污染砷檢測在工業生產中的應用重點行業礦業冶煉電子半導體皮革制造電池生產監測環節廢水排放口處理設施進出口工藝用水循環水系統砷檢測在工業生產中的應用（續）原料檢測防止砷超標原料進入生產1工藝控制關鍵節點砷含量監測2產品檢驗確保產品符合砷限量要求3污染防控源頭減量，全過程控制4砷檢測在醫療衛生中的應用50μg/L尿砷參考值正常人群上限10μg/L血砷參考值正常人群上限1mg/kg毛發砷參考值慢性暴露生物標志物砷檢測在醫療衛生中的應用（續）職業健康檢查高風險行業從業人員定期監測臨床中毒診斷生物樣本砷含量檢測流行病學調查人群暴露水平與健康關系研究砷檢測技術發展趨勢高靈敏度檢出限降低ppt級檢測能力快速檢測檢測時間縮短實時監測能力便攜式設備小型化現場應用能力砷檢測技術發展趨勢（續）多元素同時檢測一次分析多種重金屬智能手機應用結合APP快速判讀結果物聯網技術遠程數據實時傳輸分析砷檢測面臨的挑戰微量檢測ppt級檢測技術突破基質干擾復雜水體中干擾排除樣品前處理保持砷形態穩定砷檢測面臨的挑戰（續）砷檢測標準化與規范化1國際組織ISO、WHO制定標準方法2區域協調歐盟、亞太地區標準協調3國家標準各國基于國情制定標準4行業規范特定領域技術規程砷檢測標準化與規范化（續）方法驗證要素特異性線性范圍精密度準確度檢出限/定量限實驗室比對能力驗證盲樣考核統計分析Z評分評價改進措施砷檢測人員培訓與資質基礎培訓理論知識、操作規程實際操作儀器使用、樣品處理考核認證理論考試、操作考核定期復訓新技術、新標準更新砷檢測人員培訓與資質（續）學歷要求相關專業本科以上學歷資質