海洋沉积物中重金属分析，方法、检测种类与实践意义

摘要：海洋沉积物是海洋生态系统的重要组成部分，也是重金属的重要“储存库”。重金属在海洋沉积物中不断积累，不仅会影响沉积物中的生物群落，还可能通过一系列物理、化学和生物过程重新释放到水体中，对海洋环境和人类健康构成潜在威胁。因此，对海洋沉积物中重金属的分析具有重要的现

海洋沉积物是海洋生态系统的重要组成部分，也是重金属的重要“储存库”。重金属在海洋沉积物中不断积累，不仅会影响沉积物中的生物群落，还可能通过一系列物理、化学和生物过程重新释放到水体中，对海洋环境和人类健康构成潜在威胁。因此，对海洋沉积物中重金属的分析具有重要的现实意义。

常用分析方法

海洋沉积物中重金属的分析需要经过样品采集、前处理和仪器测定等环节，其中前处理和仪器测定是关键步骤。

样品前处理

海洋沉积物样品成分复杂，含有大量的有机物、黏土矿物等，为了准确测定其中重金属的含量，需要进行有效的前处理。常用的前处理方法包括消解和提取。消解方法主要有微波消解法和电热板消解法。微波消解法是利用微波的能量使样品在密闭容器中快速升温，实现样品的分解，具有消解速度快、试剂用量少、污染小等优点，能有效避免挥发性元素的损失。电热板消解法则是通过电热板加热样品和消解试剂(如硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸等)，使样品逐渐分解，适用于大批量样品的处理，但耗时较长，且容易造成交叉污染。

提取方法主要用于分析沉积物中重金属的形态，如可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态等。常用的提取方法有 Tessier 连续提取法和 BCR 三步提取法，通过使用不同的提取剂分步提取不同形态的重金属，以了解重金属的生物可利用性和迁移转化潜力。

仪器测定方法

经过前处理后的样品溶液，可采用多种仪器分析方法测定重金属含量。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 凭借其高灵敏度、宽线性范围和多元素同时测定的能力，成为海洋沉积物中重金属分析的首选方法之一，能准确测定痕量和超痕量的重金属元素，如镉、汞、铅、铬等。原子吸收光谱法(AAS) 包括火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法，火焰原子吸收光谱法适用于测定含量较高的重金属(如铜、锌等)，石墨炉原子吸收光谱法则适用于测定痕量重金属，具有较高的灵敏度。原子荧光光谱法(AFS) 常用于测定砷、汞等元素，具有灵敏度高、干扰少等特点。此外，X 射线荧光光谱法(XRF) 可对海洋沉积物样品进行无损分析，快速筛查其中的重金属元素，但在定量分析的准确性上，对于痕量元素的测定稍逊于其他方法。

关键检测的重金属种类

海洋沉积物中需要重点检测的重金属主要包括铅、镉、汞、砷、铬、铜、锌、镍等。这些重金属来源广泛，既有自然来源(如岩石风化、火山活动等)，也有人为来源(如工业废水排放、船舶排污、大气沉降等)。

铅是一种常见的重金属污染物，具有蓄积性和毒性，会对海洋生物的神经系统、造血系统等造成损害。镉的毒性较强，长期暴露会导致肾脏损伤、骨骼病变等。汞在海洋环境中可转化为剧毒的甲基汞，通过食物链富集，对人体健康构成严重威胁。砷虽然不是金属，但具有类似重金属的毒性，会影响细胞代谢和遗传物质。铬的不同价态毒性差异较大，六价铬的毒性较强，具有致癌性。铜、锌、镍等是海洋生物生长必需的微量元素，但含量过高也会产生毒性效应，抑制生物的生长和繁殖。

实际应用

海洋环境质量评价

通过对海洋沉积物中重金属含量的分析，可以评价海洋环境的污染程度。根据相关的海洋环境质量标准，判断沉积物是否受到重金属污染，以及污染的等级。例如，当沉积物中某重金属的含量超过其背景值或评价标准时，表明该区域可能受到了污染。

追溯污染来源

分析海洋沉积物中重金属的种类、含量以及空间分布特征，结合区域的自然环境和人类活动情况，可以追溯重金属的污染来源。例如，工业密集区附近的海洋沉积物中重金属含量往往较高，且与工业排放的特征重金属一致，从而可以确定工业污染是主要来源。

研究重金属的迁移转化规律

通过对不同区域、不同深度海洋沉积物中重金属的分析，以及对重金属形态的研究，可以了解重金属在海洋环境中的迁移转化规律。例如，重金属在沉积物 - 水界面的交换过程、在生物体内的积累和传递过程等，为海洋环境保护和污染治理提供理论依据。

为海洋生态保护提供依据

海洋沉积物中重金属的污染会对海洋生态系统造成破坏，影响海洋生物的多样性和生态功能。通过对重金属的分析，了解其对海洋生物的危害程度，为制定海洋生态保护措施、划定海洋生态保护区等提供科学依据。

青岛菲优特检测有限公司是依托于“青岛市生物技术药物公共研发平台”成立的集分析、检测、研发于一体的专业技术服务公司，面向高校、科研院所、研发类医药及各大企业提供涵盖生态环境、食品、化工、农业、畜牧业、生物制药及生命科学等具备相应资质的专业实验技术和委托检测服务。公司拥有专业实验功能间及技术实力雄厚的技术团队，为客户提供科学、独立、诚信、高效的技术服务!