铅、镉、镍的分析-上海液质检测平台
铅、镉、镍（等，1987年发现镍是高等植物必需的微量营养元素）对动植物来说并不是必需元素，但不同来源的铅、镉、镍污染土壤、植物、水体和食物，通过食物链引起人畜血液中毒。铅污染主要来自交通运输、有色金属冶炼燃烧、汽油燃烧、工业废水灌溉等排出的含铅废气。大气中的铅可直接进入人体或因雨水冲刷、粉尘飞扬污染农作物、水体、表土，再通过动植物进入人体。罐头食品可能因马口铁焊料部分溶解或在食品加工过程中被铅污染。人体铅中毒的症状主要是神经系统疾病、中毒性多发性神经炎、中毒性脑病等。
镉与锌为共生金属，镉、镍污染主要来源于冶炼、电镀、颜料、印刷、磷肥等行业的废水、废气、废渣等，长期用含镉、镍废水灌溉农田，会使土壤受到镉或镍的污染。镉有剧毒，慢性镉中毒主要引起肝、肾、骨组织的损害，表现为乏力、嗅觉丧失、血红蛋白下降等，重度中毒者可出现骨软化症。
铅、镉、镍污染对植物的生长发育都会产生不良影响。除在作物可食部分产生残毒外，高浓度的铅还会造成幼苗萎缩、生长缓慢、产量降低。当土壤铅（Pb）含量大于50mg·kg时，作物根系受到明显影响。污灌区的蔬菜可能积累过量的铅。当土壤铅含量大于100mg·kg-l时，粮食中铅的积累可能超过食品卫生标准（特别是常年污灌区），作物产量可能减产10%以上。
在土壤中镉含量较高或受镉污染的地区，水稻常年生长发育不良。此时，植物组织中镉（Cd）的临界浓度约为10mg·kg’。大麦组织中镉的临界浓度为15mg·kg’。禾谷类作物镉中毒症状一般与缺铁引起的失绿、斑点病、萎蔫相似，叶片上出现红褐色斑块，茎秆生长发育不良。
植物对过量镍的敏感度远高于动物。通常，当植物组织中的镍（Ni）浓度超过 50 毫克/千克（干重）时，就会出现中毒症状，类似于缺铁性黄化病，叶片变黄、坏死。水稻植株出现“黄化病”，根茎生长受阻；马铃薯和西红柿出现类似于缺锰的症状。
铅、镉、镍在自然界中分布广泛。未污染表层土壤铅(Pb)含量一般为3～189mg·kg-1，多数为10～67mg·kg-1。表层土壤含镉(Cd)0.07～1.1mg·kg-1，土壤背景值一般不超过0.5mg·kg-1，若土壤中Cd>1mg·kg-1，即为土壤镉污染的临界值。表层土壤中镍(Ni)含量一般为1～100mg·kg-1。几乎所有的农、畜、水产品中都含有微量的铅、镉和镍。一般食品中铅(Pb)的允许含量为0.5～2mg·kg-1，其中玉米为0.16mg·kg-1，大米为0.06mg·kg-1，蔬菜为0.3mg·kg-1。 食品中镉（Cd）的允许含量一般在0.05～0.2mg/kg，其中玉米、蔬菜为0.05mg/kg，大米为0.2mg/kg。
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土壤及农产品中铅、镉的测定通常采用双硫腙比色法和原子吸收分光光度法，二者均为国家标准方法。前者对铅、镉的测定灵敏度较高，分别为0.0030μg·mL-1%Pb和0.0016μg·mL-1%Cd，不需要特殊仪器，但分析流程很长；另一些金属离子能与双硫腙发生反应，生成有色化合物，干扰测定，需经过一系列的分离、萃取才能显色，测定程序相对繁琐。原子吸收分光光度法对铅、镉的测定干扰因素较少，操作简便准确，测定精度较高，已逐渐取代双硫腙比色法。 火焰原子吸收法对铅和镉测定的灵敏度较低，分别为0.7μg·mL~1%Pb和0.04μg·mL-/1%Cd。由于农产品中铅、镉含量较低，有时不能满足测定要求，必须用溶剂萃取的方法浓缩，以提高测定的灵敏度。溶剂萃取法可以测定几微克，而不受其它元素的干扰。测定铅的有机溶剂萃取法有APDC-MIBK(吡咯烷二硫代氨基甲酸铵-甲基异丁基酮)、DDTC(二乙基二硫代氨基甲酸)-MIBK和碘化钾-MIBK苯萃取法。测定镉除以上三种萃取法外，还有双硫腙-乙酸丁酯法。 由于（碘化物）-MIBK萃取法可在同一条件下同时萃取测定铅、镉、铜三种元素，操作简便，可最有效地用于铅、镉的测定，此方法被列为国家标准方法（.15.85）。
当土壤试液中铅、镉含量较高时，可不经萃取，直接在空气-乙炔火焰中测定。含量较低时，可经碘化钾-MIBK萃取富集后用火焰原子吸收光谱法测定，也可不经萃取富集，用石墨炉（无火焰）原子吸收光谱法测定。该方法选择性好，可消除背景和基体效应的干扰。但如果没有双光束或背景减除的仪器，最好用萃取分离后再用火焰原子吸收光谱法测定土壤试液中铅、镉的含量。因为在火焰分析时，土壤中的硅会干扰镉的测定，铝、铍等会干扰铅的测定。
土壤及农产品中镍的测定可采用二肟（DG）比色法B）和原子吸收分光光度法3.4进行。二肟比色法灵敏度较高，可达0.0037μg·mL-丨1%Ni，但显色过程较复杂，且易受锰等金属离子干扰，需经分离萃取后才能显色，已逐渐被原子吸收法取代。原子吸收分光光度法测定镍为国家标准方法，灵敏度为0.15μg·mL~1%Ni，检出限为0.002μg/mL-4。由于土壤中镍含量较高，能满足测定要求，因此镍的测定很少受共存元素的干扰，可以忽略不计。镍含量较低时，最好采用APDC或二肟萃取浓缩后再用火焰原子吸收分光光度法测定[3]。
通常采用酸溶法分解土壤中全量铅、镉、镍样品。碱熔法虽然能使样品完全分解，但加入了大量的可溶盐，有时会妨碍火焰原子吸收光谱法的测定或造成样品污染。另外，铅、镉为挥发性元素，不宜用碱熔法分解。最常用的酸溶法是氢氟酸联合其他酸进行消解。土壤中铅、镍、铬、钴的测定采用氢氟酸-高氯酸-硝酸消解-原子吸收光谱法451。氢氟酸消解需用铂坩埚或聚四氟乙烯坩埚，有时不太方便。王水-高氯酸消解程序和设备简单，分解样品量少。
常用于代替全分析法，尤其适用于无机污染元素的分析，试验溶液适用于铅、镉、镍等元素的比色和原子吸收光谱测定。
土壤中有效铅通常用乙酸提取后用无火焰（石墨炉）原子吸收光谱法测定5,6。中性和石灰性土壤中有效镉用DTPA提取，酸性土壤用盐酸提取后用无火焰（石墨炉）原子吸收光谱法测定5,6。土壤中有效镍通常用DTPA或盐酸提取后用原子吸收光谱法测定[5.6]。
关于植物及农产品样品的前处理，由于要称取大量样品进行分解，因此，测定铅、镉时最好采用干灰化法，测定镍时最好采用湿灰化法。或者可以采用干湿灰化法相结合的方法，即在干灰化法的基础上，用少量的强酸或氧化剂处理残渣，使样品完全分解。