我國《飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》分別對飲用水中的重金屬元素含量和污水中重金屬元素的最高允許排放濃度進(jìn)行了規(guī)定。其他國家也對不同行業(yè)的重金屬元素進(jìn)行了限制。因此現(xiàn)階段發(fā)展快速、簡便、低成本、高靈敏度的重金屬離子檢測方法并實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時檢測具有重要意義。
1、原子光譜
原子光譜法是微量元素分析的重要方法，包括原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法。
其優(yōu)點(diǎn)是檢出限低、靈敏度高。原子吸收光譜法的特點(diǎn)是檢測靈敏度高、分析速度快、測定高濃度元素時干擾小、信號WD。原子吸收光譜法的缺點(diǎn)是對某一種元素的測定需要該元素的光源，同時測定多種元素仍有困難。復(fù)雜樣品測定中干擾比較嚴(yán)重，部分元素的測定靈敏度不夠。
火焰原子吸收光譜法測定鉛的靈敏度較低，直接用于樣品中痕量鉛的測定是提高靈敏度的關(guān)鍵。為了提高火焰原子吸收光譜法的靈敏度，常采用分離富集技術(shù)對樣品進(jìn)行預(yù)處理。有研究者通過添加敏化劑簡化了前處理，消除了Fe、Ca、Al等元素的干擾，降低了檢出限。微波消解可簡化前處理工作，降低檢出限?；鹧嬖游辗止夤舛确ú僮鞅容^簡單，測試速度快，但檢出限高，因此只能應(yīng)用于含鉛量高的樣品分析。
石墨爐原子吸收分光光度計(jì)價格昂貴，分析速度慢，但檢出限低?？煞治鏊⑹称?、塑料制品等中的微量鉛。石墨爐原子吸收光譜法對鉛的測定具有很高的靈敏度。適用于不同樣品中鉛的測定，但由于樣品中鉛含量過低，鉛在低溫下易揮發(fā)，在實(shí)際樣品分析中基體干擾往往比較嚴(yán)重。由于基體效應(yīng)，在使用石墨爐原子吸收光譜法測定鉛時，應(yīng)對樣品進(jìn)行分離富集處理.采用漂浮有機(jī)物微萃取分離富集富集樣品中的鉛，采用石墨爐原子吸收光譜法測定鉛含量，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.4%，檢出限為0.9ngL-1，可應(yīng)用該方法自來水、井水、河水和海水的測定。
原子發(fā)射光譜法是一種利用氣態(tài)原子受熱或電激發(fā)時發(fā)出的特征輻射進(jìn)行檢測的方法。例如，盧丹等研究了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定進(jìn)口水性涂料中可溶性鉛汞鎘和鉻體。 ICP-AES的缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴，運(yùn)行成本高。
原子熒光光譜法是通過測量被分析元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下產(chǎn)生的熒光的發(fā)射強(qiáng)度來測定被分析元素的分析方法。原子熒光光譜法具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、進(jìn)樣量少、方法簡單等特點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是線性范圍較寬，應(yīng)用的元素有限，因?yàn)榘ń饘僭趦?nèi)的很多物質(zhì)本身不產(chǎn)生熒光，必須加入一些試劑才能達(dá)到熒光分析的目的，而且熒光試劑本身比較昂貴。
2、紫外可見分光光度法
分光光度法是通過測量特定波長或一定波長范圍內(nèi)的光的吸收情況，對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。可見分光光度法定量檢測的基本原理是比爾-朗伯定律（A=εbc）。紫外-可見分光光度法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，是一種相對便宜的檢測方法。水樣中的大部分離子可以用紫外-可見分光光度法測定，檢測限可以達(dá)到很低。
當(dāng)然，可見分光光度法也有缺點(diǎn)：光譜干擾比較嚴(yán)重，缺乏選擇性；分析物質(zhì)通常必須加入顯色劑才能轉(zhuǎn)化為吸光物質(zhì)，而有些金屬離子顯色劑不易獲得，難以選擇。也會有偶然的干擾。有學(xué)者研究了鉛與2-(3,5-二氯-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基苯酚(3,5-diCl-PADAP)的顯色反應(yīng)，建立建立了一種測定化妝品中痕量鉛的新分光光度法。
雙硫腙分光光度法是鉛含量測定的國家標(biāo)準(zhǔn)方法適用于天然水和廢水中痕量鉛的測定。需用氯仿萃取在最大吸收波長510nm處測定。鉛濃度在0.01~0.30mg/L之間。其摩爾吸光率為6.7×104 L/molcm，最低檢測濃度為0.01mg/L。
由于使用劇毒試劑氰化鉀和氯仿，提取操作繁瑣，雙硫腙法的使用受到限制。采用膠束-雙硫腙顯色體系測定痕量鉛，操作簡單，可測定水相中的鉛，避免使用氰化鉀和氯仿，獲得較好的結(jié)果，線性范圍為0.06 - 60mg/L，檢出限可達(dá)10ug/L。也有學(xué)者采用1180柱對雙硫腙與鉛配合物進(jìn)行富集分離，可使檢出限達(dá)到3.5ug/L。動力學(xué)分光光度法的基本原理是利用一定化學(xué)反應(yīng)的速度與催化劑、活化劑、抑制劑、脫模劑濃度之間的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行測量。
3、質(zhì)譜
質(zhì)譜法是將待測物質(zhì)的分子轉(zhuǎn)化為帶電粒子，利用WD的磁場（或交變電場）將帶電粒子按核質(zhì)比的順序分離，可檢測到的光譜為形成。等離子質(zhì)譜法（ICP-MS）一般用于重金屬的檢測，它將電感耦合等離子體與質(zhì)譜相結(jié)合，利用電感耦合等離子體使樣品氣化，分離出待測金屬，然后進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。
ICP-MS通過離子質(zhì)量比對無機(jī)元素進(jìn)行定性定量分析，可與GX液相色譜、氣相色譜、毛細(xì)管電泳等聯(lián)用，檢出限是該領(lǐng)域最先進(jìn)的方法微量元素分析。具有靈敏度高、精密度好、檢出限極低（可達(dá)ppt或ppq級）、分析曲線線性范圍寬、干擾小等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)可用于除汞以外的大多數(shù)重金屬的測定。但其價格昂貴，易污染，推廣應(yīng)用受限。目前ICP-MS的應(yīng)用僅限于研究。
4、電化學(xué)分析法
電化學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)和在溶液中的變化來確定物質(zhì)的組成和濃度的方法。檢測重金屬的電化學(xué)分析方法主要有伏安法、極譜法和離子選擇電極法。電化學(xué)分析的測量信號是電導(dǎo)、電位、電流、電等電信號，因此電化學(xué)分析的儀器比較簡單，易于自動化和連續(xù)分析，是一種快速、靈敏、準(zhǔn)確的微量和痕量方法。
其檢出限低10-12，儀器簡單廉價。伏安法和極譜法雖然檢出限很低，但其檢測條件苛刻，儀器操作困難，因此在實(shí)際檢測中應(yīng)用并不廣泛。以極譜法為例樣品消解后，鉛以離子形式存在。
在酸性介質(zhì)中，Pb2+和I-形成的2絡(luò)離子具有電活性，在滴汞電極上產(chǎn)生還原電流。峰值電流與鉛含量呈線性關(guān)系，定容與標(biāo)準(zhǔn)系列比較。用示波器極譜儀記錄峰值電位-470mV處鉛的峰值電流。樣品中的鉛含量采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算。極譜法檢出限為0.085mg/kg。極譜設(shè)備相對便宜，檢測速度快，操作簡單，但檢出限較高，重現(xiàn)性較差。離子選擇電極法是一種通過測量電極電位來測量離子活度的電化學(xué)方法。所需設(shè)備輕便便宜，分析操作簡單快速，測量線性范圍寬，選擇性和靈敏度高。因此可以在現(xiàn)場進(jìn)行分析。尚處于開發(fā)階段，應(yīng)用還不夠成熟，有待完善。
5、基于QCM技術(shù)的檢測方法
石英晶體微天平是一種基于壓電效應(yīng)的高靈敏度質(zhì)量傳感器（靈敏度可達(dá)ng級），裝置簡單，使用方便，已廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)傳感檢測，較大的金納米粒子團(tuán)簇的質(zhì)量是基于在石英晶體上以體微天平為代表的質(zhì)敏傳感器提供了高靈敏度的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，已有一些基于石英晶體微天平的納米金探針檢測重金屬的研究。該方法不僅具有靈敏度高、選擇性好等特點(diǎn)，而且簡單、快速、成本低廉，便于現(xiàn)場分析，易于推廣。據(jù)報道，通過在石英晶體微天平表面形成納米復(fù)合物引起質(zhì)量變化來檢測溶液中的痕量重金屬離子。其方法是讓金屬離子絡(luò)合吸附在羧基修飾的QCM表面，然后加入羧基修飾的納米金與吸附在QCM表面的重金屬離子結(jié)合形成一層夾層-QCM表面的結(jié)構(gòu)化納米復(fù)合材料。導(dǎo)致QCM的諧振頻率顯著下降，從而實(shí)現(xiàn)定量檢測。該方法大大提高了QCM檢測重金屬離子的靈敏度，具有重現(xiàn)性好、傳感器易再生等特點(diǎn)。
6、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）在鉛的特征譜線處有吸收，其吸收值在一定濃度范圍內(nèi)與鉛含量成正比。樣品中的鉛含量采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定。ICP法的檢出限可達(dá)0.1-1μg/g。ICP分析速度快，可同時快速分析多種元素，檢出限低，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍寬，可達(dá)4～6個數(shù)量級，進(jìn)樣量小。
通過與其他檢測方法相結(jié)合，檢出限可以達(dá)到更低的數(shù)量級，重復(fù)性更好。因此，ICP在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、地質(zhì)冶金等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但I(xiàn)CP設(shè)備價格昂貴，制樣復(fù)雜，儀器消耗大量氬氣，不能廣泛應(yīng)用。展望工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代時代，環(huán)境保護(hù)顯得尤為重要。為科學(xué)評價和控制重金屬離子污染程度，需要對水中重金屬離子含量進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時分析。