環(huán)境監(jiān)測中重金屬元素分析方法探析

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，關(guān)于社會生活和生產(chǎn)方面都有了很大變化，但是在人類文明的發(fā)展過程中，重金屬污染也日益嚴(yán)重。在整治重金屬污染的過程中，一定先掌握正確分析重金屬元素的方法，就目前而言即使有很多種分析方法，但是也要根據(jù)實(shí)際的情況，進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，下面就對重金屬污染的特點(diǎn)和分析方法進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測;重金屬元素;分析方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.217

1 重金屬污染源和造成的危害

1.1 重金屬的污染源

依據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查研究表明，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市生活污染是重金屬主要的污染來源，工業(yè)方面，礦產(chǎn)的開采、選礦、礦產(chǎn)的冶煉、鋼材的鍛造、材料的運(yùn)輸?shù)戎T多環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生重金屬。農(nóng)業(yè)方面，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，如果使用含有重金屬的水體進(jìn)行農(nóng)作物的灌溉，或者使用含有重金屬的農(nóng)藥化肥，大量的重屬離子就會富集在土壤中，對周圍的土壤會造成嚴(yán)重的重金屬污染。城市重金屬污染主要是由于含重金屬物質(zhì)的電池隨城市生活垃圾一起填埋，人們大量使用含重金屬成份的化裝品，清潔劑等物質(zhì)，沒有進(jìn)行富集處理造成重金屬元素排入地表水體中，造成環(huán)境重金屬污染。另外，城市交通也是重金屬的主要來源，如汽油的泄露，輪胎的焚燒、交通事故。交通繁華地區(qū)的土壤的重金屬含量均超標(biāo)。

1.2 重金屬的危害

當(dāng)重金屬被排入到土壤中或水中后，對土壤和水生態(tài)環(huán)境會造成嚴(yán)重的危害，在自然環(huán)境中，這種重金屬是很難自然降解的，其會利用水，大氣和土壤等途徑被動植物的體內(nèi)所富集，然后通過富集食物鏈最終進(jìn)入到更高等的食物鏈高端--人體，因些會對人體的健康帶來了極大的挑戰(zhàn)。據(jù)文獻(xiàn)記載重金屬在人體富集一定程度容易引起如腎衰竭、多發(fā)性神經(jīng)炎。人體中的蛋白質(zhì)，核酸會和重金屬發(fā)生作用，進(jìn)而導(dǎo)致人體酶活性的下降，嚴(yán)重的情況還會消失，最終導(dǎo)致核酸結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，甚至?xí)霈F(xiàn)基因突變的問題，除此之外，這些重金屬還會駐留在人體內(nèi)臟中，從而損傷機(jī)體的功能，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已經(jīng)證明阿爾滋海默氏病，骨痛病都和重金屬有直接關(guān)系。因此對重金屬的質(zhì)量工作要堅(jiān)持進(jìn)行[1]。

2 重金屬元素的分析方法

2.1 分析方法概述

在進(jìn)行重金屬元素樣本的選擇上，主要包括固體樣本和水體樣本，在采集到的樣本中，要做一定的處理，這樣才能更好的進(jìn)行之后的分析工作，這個環(huán)節(jié)也被稱之為樣本的預(yù)處理。在現(xiàn)階段都是使用儀器方法來檢驗(yàn)重金屬，其中比較常用的有電化學(xué)法和光學(xué)分析法。就光學(xué)分析法而言，主要有原子吸收光譜法，以及原子熒光光度法，其中的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法因?yàn)槠渌俣瓤?，操作簡單等特點(diǎn)，逐漸被廣泛的推廣和使用。在電化學(xué)分析法中，主要包括極譜分析法。選擇分析的方法主要是根據(jù)重金屬的濃度，以及元素之間互相影響的關(guān)系。高濃度金屬元素樣本檢測多用電化學(xué)法，中濃度金屬元素樣本檢測多用原子吸收光譜法及原子熒光光度法，低濃度金屬元素樣本的檢測多用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。

2.2 分析樣品的預(yù)處理方法

在對重金屬污染分析中，對樣品的預(yù)處理是非常重要的，其在很大程度上會直接影響分析的結(jié)果。在重金屬樣品中，通常其含有的重金屬比較低，如果樣品有嚴(yán)重的污染，那么樣品處理的結(jié)果和實(shí)際情況會有很大的誤差。在進(jìn)行水樣預(yù)處理過程中，其根本原則就是處理樣本的干撓物質(zhì)，最大程度減少干撓物質(zhì)造成的誤差。例如懸浮物、有機(jī)物就很可能存吸附的被測元素，在分析過程中如果對試液進(jìn)行預(yù)處理就會造成誤差。在預(yù)處理過程中，首先使用微孔濾膜除去懸浮物等雜質(zhì)，然后酸化到PH值為1到2，予以保存，再進(jìn)行消解處理，例如使用NHO3、王水、HC1O4等。如果樣品在酸化后會揮發(fā)，那么就應(yīng)該使用堿性來消解，或者是使用NaOH-H2O2進(jìn)行消解。如果是對固體樣本進(jìn)行預(yù)處理，比如沉積物和土壤，主要方法有堿熔法，酸分解法，以及固體懸浮液進(jìn)樣法，直接固體進(jìn)樣法等。使用酸分解法，根據(jù)加熱和敞閉方式可以分成高壓密閉消解法，電熱板法以及微波消解法。最經(jīng)典的方式是電熱板法，但是缺點(diǎn)是加熱時間長，有些易揮發(fā)的元素容易損失掉。因此在很多地方都被高壓密閉法和微波消解法所取代[2]。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以加快加熱的速度，同時還可以減少試劑的使用量，避免造成元素的損失。

2.3 分析重金屬元素的方法

下面就分析ICP-AES方法，從而研究在檢測過程中所注意的問題。ICP-AES就是電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜的簡稱，通過電感耦合等離子矩作為激發(fā)光源，利用光譜原理進(jìn)行分析，操作靈活檢測速度快，而且可以同時進(jìn)行多個元素的測定。第一按照上述采集方法進(jìn)行采集，然后消解水樣，然后進(jìn)行去離子水消解，從中制備空白溶液。第二設(shè)置儀器參數(shù)，影響分析結(jié)果的因素有很多，包括載氣流量，高頻功率，觀測高度以及元素波長等，分析對象的不同，其參數(shù)選擇也不同。第三，應(yīng)用分析純或優(yōu)級純的試劑，然后配制氮元素或多元素的標(biāo)準(zhǔn)液。第四進(jìn)行水樣測定，按照規(guī)定分別對試樣和空白溶液進(jìn)行操作，標(biāo)準(zhǔn)化之后，進(jìn)行試樣的空白檢測。第五進(jìn)行結(jié)果的分析，按照 ICP-AES 譜圖分析結(jié)果，選擇信號適中，或者干擾情況比較小的譜線進(jìn)行分析，對于檢出限而言，都是使用檢出限的 5倍作為方法定，最后加標(biāo)回收率和精密度都要符合基本要求[3]。

3 總結(jié)

近些年發(fā)現(xiàn)在垃圾焚燒物中也含有大量有害重金屬，含鉛汽油的使用，輪胎的焚燒等都會造成重金屬污染，一些突發(fā)的環(huán)境污染也會導(dǎo)致重金屬污染。其不僅對水體和周圍土壤造成嚴(yán)重污染，而且還會嚴(yán)重影響人們的身體健康情況。因此要加強(qiáng)對重金屬的監(jiān)測工作。

參考文獻(xiàn)：

[l]何東泉.環(huán)境監(jiān)測中的重金屬元素分析方法探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（31）：112.

[2]田茂等.重金屬實(shí)用監(jiān)測技術(shù)分析[J].中國西部科技，2009， 08（14）：112.

[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（01）.

作者簡介：郭小彬（1966-），男，江西信豐人，中專，工程師，研究方向：工業(yè)分析（化學(xué)分析）。endprint