trong phòng thí nghiệm
Ô nhiễm kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật trong nước có thể độc hại cho con người và động vật hoang dã và nhận được sự quan tâm đặc biệt trong nghiên cứu các hóa chất độc hại. Sự phát triển của các phương pháp phát hiện ô nhiễm này có tầm quan trọng cao. Đa số các công trình nghiên cứu liên quan đến kiểm tra độc tính của kim loại nặng đều tập trung vào ảnh hưởng riêng lẻ của từng loại kim loại, so sánh chỉ số độ nhạy và tương quan kết quả từ các xét nghiệm sinh học khác nhau bằng các phương pháp truyền thống như sử dụng cá (McFetters, 1983; Coleman, 1985; Reteuna, 1989; Wang, 1991). Tuy nhiên, các sinh vật thủy sinh tồn tại trong các hệ thống nước tự nhiên thường tiếp xúc một hỗn hợp nhiều kim loại. Một số phương pháp đã được đề xuất trước đó có thể dự đoán độc tính của một hỗn hợp phức tạp các kim loại từ các kết quả xét nghiệm đơn loài trong phòng thí nghiệm như: "phương pháp các yếu tố ứng dụng", "phương pháp phân phối chức năng" và "các mối quan hệ hoạt động cấu trúc-phương pháp QUASAR"... (OECD 1992, 1995; Aldenberg, 1993; EU, 1995; Pedersen, 1996). Tuy nhiên, phần lớn các phương pháp này, đặc biệt là phương pháp QSARs sử dụng rộng rãi cho các chất ô nhiễm hữu cơ.
Một số phương pháp phát triển trong những năm qua để phân tích nồng độ các kim loại nặng trong nước dựa trên các phương pháp quang phổ. Trong số này, phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), plasma cảm ứng (ICP) quang phổ phát xạ nguyên tử và phương pháp khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS) đã có nhiều báo cáo rộng rãi về phân tích nhiều loại kim loại nặng khác nhau. Phương pháp AAS đánh giá nồng độ chất phân tích trong mẫu dựa trên sự hấp thụ bức xạ quang học của các nguyên tử. Thông lượng bức xạ của các mẫu được đo, sự hấp thụ ánh sáng tương ứng với nồng độ chất phân tích được tính qua công thức Beer- Lambert (Welz, 2007). Trong phép đo phổ phát xạ nguyên tử (AES) chất phân tích được tiếp xúc với một ngọn lửa và nhiệt năng kích thích các nguyên tử vào trạng thái điện tử phát ra ánh sáng khi chúng trở về trạng thái ban đầu. Bước sóng và cường độ lượng bức xạ giúp định tính và định lượng các nguyên tố trong một mẫu. Một trong những phương pháp tiên tiến, có độ nhạy cao, giới hạn phát hiện rất thấp (cỡ ppm đến ppt) và được sử dụng rất phổ biến trong phân tích môi
trường để phát hiện và định lượng các ion kim loại là phương pháp khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS). Năm 2009, Cezara Voica và cộng sự đã phân tích các kim loại độc hại (Cr, As, Cd, Ni, Hg, Pb) có mặt trong rượu và một số đồ uống có cồn khác. Bên cạnh đó, còn có thể sử dụng một cảm biến silicon để xác định ô nhiễm kim loại nặng trong nước như: cadimi, kẽm, chì, đồng và mangan (Mijares, 2013). Năm 2014, Lik Hang Yuen và Raphael M. Franzini đã nghiên cứu phương pháp phát hiện 8 loại ion kim loại: CdII, CrVI, CrIII, FeIII, HgII, MeHgII, MnII, và NiII, ở trong nước nhờ các DNA đa huỳnh quang.
Những phương pháp kể trên được ứng dụng khá phổ biến để phân tích các kim loại nặng với độ nhạy cao, giới hạn phát hiện thấp, tốn ít thời gian và có thể phân tích nhiều loại nguyên tố khác nhau. Tuy nhiên, đây là những phương pháp đòi hỏi máy móc, trang thiết bị hiện đại cũng như khó có thể áp dụng ngay tại thực địa.