重金屬元素分析法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用探討

湯晶晶

（響水縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站江蘇鹽城 224600）

重金屬元素分析法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用探討

湯晶晶

（響水縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站江蘇鹽城 224600）

防治重金屬污染已成為重要的環(huán)保工作，對(duì)重金屬元素進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)和分析是防治重金屬污染的基礎(chǔ)。本文首先闡述了重金屬污染源、危害，著重探討了重金屬元素分析的方法，討論了主要的分析方法、樣品預(yù)處理的要求和分析測(cè)定中需要注意的問(wèn)題。

重金屬元素；環(huán)境監(jiān)測(cè)

引言

近三十年來(lái)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)積極的一面，但是由此產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題卻越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是區(qū)域性的大氣污染問(wèn)題也變得突出，環(huán)境保護(hù)的意識(shí)淡薄，使我們的環(huán)境深受其害。其中重金屬污染是突顯的重要環(huán)境問(wèn)題。所以監(jiān)測(cè)大氣中的重金屬對(duì)于人類(lèi)健康、城市發(fā)展以及國(guó)家繁榮都有著重要的現(xiàn)實(shí)性意義[1]。

1 重金屬污染源及其造成的危害

1.1 重金屬污染的源頭

據(jù)研究，重金屬污染的源頭主要集中在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及城市等方面。在工業(yè)方面主要是來(lái)自于采礦、冶煉、加工以及運(yùn)輸?shù)鹊戎饕a(chǎn)環(huán)節(jié)，由此而帶來(lái)的重金屬污染是十分嚴(yán)重的；而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要是來(lái)自于重金屬的污水進(jìn)行農(nóng)田灌溉，這樣就會(huì)對(duì)土壤造成十分嚴(yán)重的污染，還會(huì)秧及到農(nóng)作物的產(chǎn)量；城市的重金屬污染源主要來(lái)自于污水處理廠沒(méi)有對(duì)污泥進(jìn)行及時(shí)處理，或者含鉛汽油的使用等等方面。

1.2 重金屬帶來(lái)的危害

重金屬對(duì)環(huán)境和人們?cè)斐傻奈：κ菢O其嚴(yán)重的。重金屬排入到土壤或水中以后會(huì)給土壤生態(tài)環(huán)境以及水生生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害。另外一點(diǎn)重金屬由于不能快速在環(huán)境中被降解，所以當(dāng)通過(guò)土壤、水或者其它渠道進(jìn)入到動(dòng)物植物體內(nèi)，在食物鏈的影響下循環(huán)后又會(huì)進(jìn)入到人體內(nèi)部。之后會(huì)與蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)發(fā)生作用，引起酶活性大量下降或消失，導(dǎo)致核酸結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而能引發(fā)基因突變，另外重金屬積存在內(nèi)臟中，損傷人體的機(jī)體功能，醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)已證明骨痛病、阿爾滋海默氏病等都與重金屬過(guò)量有關(guān)，所以重金屬的危害是不容小覷的。

2 重金屬元素的分析方法

2.1 分析方法簡(jiǎn)述

環(huán)境監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)水樣及固體樣來(lái)對(duì)重金屬元素樣品來(lái)進(jìn)行檢測(cè)實(shí)施。事先采集到的樣品是不能立即進(jìn)行檢測(cè)的，它還需要在檢測(cè)前進(jìn)行一些必要的處理這樣才能適應(yīng)后期分析的需要，這一環(huán)節(jié)被稱(chēng)為樣品前處理或者可以稱(chēng)為樣品預(yù)處理。

2.2 分析樣品預(yù)處理方法

重金屬樣品處理工作當(dāng)中分為很多個(gè)環(huán)節(jié)，而在其中最為重要的環(huán)節(jié)就是樣品的前處理環(huán)節(jié)（樣品預(yù)處理），因?yàn)樵谡麄€(gè)分析過(guò)程中樣品預(yù)處理對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生的影響是非常大的，它的影響甚至可以超過(guò)了儀器本身。因?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)中的重金屬元素含量很低，如果樣品預(yù)處理時(shí)被污染就可能造成比較大的誤差。

2.2.1 水樣預(yù)處理

先用0.45μm微孔濾膜過(guò)濾，酸化PH=1～2保存。試驗(yàn)前用氧化酸進(jìn)行消解，如NHO3、王水等。對(duì)酸化會(huì)揮發(fā)的樣品則用堿性消解。消解時(shí)一般需要加熱，由于微波消解法速度快、效果好，現(xiàn)在也用的比較多。

2.2.2 固體樣預(yù)處理

實(shí)施固體樣處理前先要收集好固體樣然后按照必要的預(yù)處理方法來(lái)進(jìn)行預(yù)處理。對(duì)于固體樣的選擇主要是以土壤沉積物為主，而預(yù)處理方法的選擇則是多樣的，這里面主要包括包括酸分解法、堿熔法、固體懸浮液進(jìn)樣、直接固體進(jìn)樣等方法。酸分解法根據(jù)采用的加熱、敞閉方式分為電熱板法、高壓密閉消解法和微波消解法[3]。

2.3 重金屬元素的分析方法

在前文中對(duì)于重金屬元素的分析方法我們分別給予分析，但是難以一一進(jìn)行論述。基于此筆者下文主要就ICP-AES方法為例[4]，說(shuō)明分析測(cè)定中需要注意的一些問(wèn)題，希望可以給同行提供一些借鑒。ICP-AES是電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜的簡(jiǎn)稱(chēng)，是以電感耦合等離子矩為激發(fā)光源的光譜分析方法，它的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在檢測(cè)速度快、檢出限低以及靈敏度較高，另外還有就是它的線性范圍寬。也正是這些主要特點(diǎn)使得它成為重金屬監(jiān)測(cè)的重要手段之一。筆者從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)分析。

首先第一步就是先進(jìn)行采集水樣，再依次進(jìn)行消解水樣的分析和探討，完畢以后要對(duì)同樣體積和同樣方法的去離子水進(jìn)行消解，進(jìn)行空白溶液的制備；其次因?yàn)檎嬲龝?huì)對(duì)ICP-AES分析產(chǎn)生的影響是非常多的，所以在進(jìn)行不同的項(xiàng)目實(shí)施一定要選擇合適的參數(shù)這樣才能盡量減少對(duì)其分析所產(chǎn)生的影響；再次對(duì)于試劑的分析，要將試劑的純度根據(jù)級(jí)別依次做出分析，然后配制單元素和多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液；第四，對(duì)于水樣的測(cè)定。先選好合適的儀器參數(shù)，把試樣按照規(guī)程進(jìn)行操作，再將空白液按同樣方法進(jìn)行規(guī)程操作。準(zhǔn)備工作就序后依次對(duì)試樣和空白液進(jìn)行分別測(cè)定。為了避免干擾可以通過(guò)干擾系數(shù)法或者背景去除法來(lái)實(shí)施。最后一個(gè)步驟就是進(jìn)行結(jié)果的討論。一方面要分析線選擇。按ICP-AES譜圖分析結(jié)果，選擇干擾小和信號(hào)強(qiáng)度適中的譜線做分析譜線。另一方面檢出限，一般把元素檢出限的5倍作為方法定。除此之外，加標(biāo)回收率和精密度應(yīng)符合要求。

3 結(jié)論與展望

本文主要講述了大氣重金屬污染的危害和不良影響，主要來(lái)源以及常用的測(cè)量方法，并且著重分析了重金屬元素的分析方法。最后本文以ICP-AES方法為例，說(shuō)明分析測(cè)定中需要注意的一些問(wèn)題。雖然分析重金屬含量的途徑很多，但是大部分分析儀器攜帶起來(lái)不方便，無(wú)法應(yīng)用到環(huán)境大氣在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，因此開(kāi)發(fā)靈敏度高、操作比較簡(jiǎn)單、攜帶方便的大氣重金屬在線監(jiān)測(cè)儀器及進(jìn)行大規(guī)模的日常監(jiān)測(cè)還需要深入研究，進(jìn)行大氣重金屬的環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究有待加強(qiáng)，這也是筆者下一步研究的方向。

[1]周衛(wèi)靜.大氣顆粒物中重金屬元素的測(cè)定研究[R].河北大學(xué)，2009．

[2]陳程等.環(huán)境重金屬污染的危害與修復(fù)[J].環(huán)境保護(hù)，2010(03).

[3]田衍等.土壤/沉積物中重金屬元素分析的前處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2012,29(1).

[4]國(guó)家環(huán)?？偩?水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（4版）[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

湯晶晶（1985年－），女，江蘇濱海，助理工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。