环境中重金属检测的仪器分析方法主要包括原子吸收光谱法、电化学分析法、光电化学分析法、荧光分析法、X射线荧光分析法等。

其中原子吸收光谱法是应用最为广泛的方法，其原理是利用金属原子吸收特定波长的光谱线，从而确定样品中金属元素的浓度。

电化学分析法则是通过测量电信号的变化来检测样品中的重金属元素，比如电化学沉积、电化学溶出等。

其他方法则是利用样品中的荧光、光电流等特性来检测重金属元素。这些方法各有优缺点，选择适合的方法需要考虑到样品性质、检测需求和仪器设备等因素。

现在大部分都是在用原子吸收光谱法测定大气降尘中的重金属（火焰和石墨炉原子吸收法），但精度不是特别理想，但是检测技术相对成熟。

测定大气颗粒物样品中重金属元素的成分分析已趋于成熟，将大气颗粒物捕集后不经样品消解处理而直接进行定量分析的方法有：仪器中子活化法(INAA)、质子诱导X射线荧光法(PIXE)、能量色散和波长色散X-射线荧光法(XRF)等。

大气颗粒物经消解后的测定方法主要包括电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、离子色谱法、原子吸收光谱(AAS)、原子荧光光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱。

原子吸收法虽然广泛应用于大气颗粒物中微量和痕量金属成分的测定，但每次只能测定单一元素而不能做到对同一份溶液中多元素的同时测定，而且操作繁琐费时，灵敏度相对较低；电感耦合等离子体发射法及电感耦合等离子体质谱具有灵敏度高，准确性好，分析速度快，能进行多元素同时测定的优点，在大气颗粒物研究中，显示出巨大的优越性，已成为大气颗粒物研究的一个重要分析手段。

由于一些元素所处的化学种态(价态)不同而产生不同的毒性，如六价铬的毒性比三价铬强，三价砷的毒性比五价砷的毒性大得多，因此，了解大气颗粒物中重金属元素的化学种态，有助于寻找污染物的来源，同时有助于大气颗粒物的生物活性研究。

目前，有学者已进行了这方面的初步研究。

通过采集上海市不同地点和不同粒径的大气颗粒物样品，测定了样品中铬、锰、铜和锌的X射线吸收近边结构(XANES)谱，利用该谱分析了这些元素在颗粒物中的种态。

结果显示，所采集的样品中铬主要以三价形式存在，锰主要以二价形式存在，铜也以二价形式存在，而锌主要以硫酸盐形式存在；张桂林等用X射线吸收和穆斯堡尔谱研究了上海市不同地区大气颗粒物样品中一些主要金属元素的化学种态。

另外光度分析也可以进行金属元素的价态分析，电化学形态分析方法以其特有的优势适应现代分析简单快速、灵敏度高的要求，尤其适于现场实时检测。现在的电化学分析方法在灵敏度方面已能基本满足大部分实际样品的测定需要。