地表水中重金屬的監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

馮玉立 賈雪菲

（洛陽市環(huán)境監(jiān)測站，河南 洛陽 471000）

Feng Yuli Jia Xuefei

（Luoyang Environmental Monitoring Station，Luoyang Henan 471000）

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，社會(huì)生產(chǎn)力水平不斷提高，同時(shí)也暴露出嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。大量的工業(yè)廢水、城市生活垃圾等排放到環(huán)境中，導(dǎo)致地表水體中重金屬元素不斷富集，嚴(yán)重威脅著人們的身體健康。對此，政府部門制定實(shí)施了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，構(gòu)建了相應(yīng)的重金屬污染防治體系，從而實(shí)現(xiàn)對水資源的有效保護(hù)［1］。

1 重金屬污染的危害

1.1 環(huán)境污染

通常情況下，重金屬多以天然濃度在自然界中廣泛存在，但是隨著人類活動(dòng)的加劇，對于重金屬的開采、加工、冶煉等活動(dòng)不斷增加，各種富含重金屬元素的污染物排放到自然環(huán)境中，導(dǎo)致重金屬元素在土壤、大氣和水體中不斷富集，引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

1.2 人體傷害

重金屬不能被生物降解，同時(shí)具備生物累積性，可以在食物鏈的生物放大作用下不斷的富集，最后進(jìn)入人體，威脅人們的身體健康［2］。

最近幾年，我國水體重金屬污染事件時(shí)有發(fā)生，如湖南兒童血鉛超標(biāo)事件、浙江臺(tái)州村民血鉛超標(biāo)事件等，不僅造成了嚴(yán)重的影響，同時(shí)也威脅著社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展，因此，做好重金屬污染的監(jiān)測和預(yù)防控制，是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)部門需要重點(diǎn)關(guān)注的問題［3］。

2 地表水重金屬監(jiān)測預(yù)處理

2.1 重金屬種類劃分

存在于地表水中的重金屬元素，根據(jù)其物理狀態(tài)和可過濾性，以孔徑0.45mm的濾膜為衡量標(biāo)準(zhǔn)，能夠劃分為兩種不同的類型，即可過濾金屬與不可過濾金屬。其中，可過濾金屬也稱溶解性金屬，包括了金屬水合離子、有機(jī)無機(jī)絡(luò)合物，以及濾膜的膠體離子；不可過濾金屬也稱懸浮態(tài)金屬，無法通過過濾進(jìn)行分離，一般需要將濾膜與懸浮物一起進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)消解，然后才能對金屬含量進(jìn)行測定。

2.2 過濾與酸化

對于水體中重金屬元素的處理，應(yīng)該首先利用0.45mm微孔濾膜，進(jìn)行相應(yīng)的抽濾處理，并使用含有硝酸酸化聚乙烯瓶，對濾液進(jìn)行收集。通過相應(yīng)的酸化處理，能夠有效改變水體原有的化學(xué)平衡，將懸浮物和顆粒中尚富含的重金屬元素轉(zhuǎn)入到溶液中［4］。

2.3 樣品消解

在自然環(huán)境中存在的地表水，通常組分都比較復(fù)雜，而且多數(shù)污染組分的含量低，形態(tài)各異，在進(jìn)行分析測定前，需要對其進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理。消解處理能夠破壞水體樣本中的有機(jī)物，溶解懸浮性固體，同時(shí)將不同價(jià)態(tài)的重金屬元素氧化成單一高價(jià)態(tài)，或者轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诜蛛x的無機(jī)化合物。對于環(huán)境水體中重金屬元素的消解，通?？梢允褂孟跛嵯夥ɑ蛘呦跛?高氯酸消解法，對于那些難以消解的物質(zhì)，可以使用微波輔助消解［5］。

3 地表水重金屬監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀

3.1 原子吸收光譜法

這種方法是水體重金屬檢測中應(yīng)用最為廣泛的方法之一，具有檢出限低、靈敏度高、檢測速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，原子吸收光譜法對于樣品預(yù)處理的要求比較簡單，只需要進(jìn)行酸化和過濾。如果該方法與熱解-原子吸收光譜法相互結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對廢水中痕量無機(jī)汞以及總有機(jī)汞含量的分析。具體來講，首先需要使用45μm濾膜，對樣本進(jìn)行過濾，檢測出無機(jī)汞的含量，然后使用熱解法，對樣本中的總汞含量進(jìn)行檢測，最后，兩個(gè)步驟得出的含量差，就是總有機(jī)汞含量。

3.2 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

該方法是在原子發(fā)射光譜法的基礎(chǔ)上衍生出來的，主要是利用氬等離子體所產(chǎn)生的高溫，使得試樣完全分解為激發(fā)態(tài)的原子和離子。由于激發(fā)態(tài)的原子和離子穩(wěn)定性較差，外層電子會(huì)從激發(fā)態(tài)向低的能級躍遷，發(fā)射出特征譜線，如下圖所示：

通過光柵等分光后，利用專業(yè)的檢測儀器，對特定的波長強(qiáng)度進(jìn)行檢測，強(qiáng)度與濃度成正比。這種方法具有快捷便利的特點(diǎn)，能夠?qū)λ畼又写嬖诘亩喾N重金屬元素進(jìn)行同時(shí)測定，在常量、微量和衡量分析等方面有著顯著的效果。

3.3 原子熒光分析法

該方法是利用一定波長的x射線對材料進(jìn)行照射，使得元素處于激發(fā)態(tài)，激發(fā)出光子，形成相應(yīng)的熒光x射線。由于不同元素的激發(fā)態(tài)所蘊(yùn)含的能量存在一定的差異，因此其所產(chǎn)生的熒光x射線也有所不同，結(jié)合射線的強(qiáng)度和波長，可以明確待測元素的種類和含量。這種方法具有選擇性強(qiáng)、靈敏度高、方便快捷、取樣較少等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)α喾N元素進(jìn)行測定。

3.4 紫外-可見光分光廣度法

基本原理：分子中存在的某些基團(tuán)在吸收200-800mm光譜區(qū)的紫外可見輻射光后，會(huì)發(fā)生電子能級躍遷，產(chǎn)生吸收光譜。不同的物質(zhì)具有不同的分子原子結(jié)構(gòu)，吸收光能量的情況也有所不同，因此，可以根據(jù)吸收光譜上某些特征波長處的吸光度，對物質(zhì)的性質(zhì)和含量進(jìn)行測定。需要注意的是，這種分析方法必須具備一定的假設(shè)條件：不同的物質(zhì)吸收光的種類存在很大的差異，當(dāng)重金屬元素與其他物質(zhì)相互結(jié)合后，對于特定光的吸收就會(huì)出現(xiàn)變化，而且被檢測對象中重金屬元素的含量越大，則變化越顯著。

4 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，環(huán)境污染問題日趨凸顯的背景下，水體重金屬污染的存在嚴(yán)重影響了人們的身體健康和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。對此，相關(guān)部門應(yīng)該充分重視起來，建立起健全的重金屬污染事故預(yù)警應(yīng)急機(jī)制，對地表水體進(jìn)行保護(hù)，為社會(huì)的發(fā)展提供良好的支撐。

［1］張曉嬌，李挺.淺析地表水中重金屬的監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀［J］.廣州化工，2015，43（4）：39-41.

［2］孫立巖，姚志鵬，薛荔棟，等.淺談地表水重金屬污染監(jiān)測現(xiàn)狀及對策［J］.環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2012，4（6）：29-31，45.

［3］李敏，宗棟良.地表水中重金屬類環(huán)境激素污染調(diào)查［J］.廣州化工，2010，38（8）：217-219，223.

［4］袁兵貴，謝欣，張大周.地表水中重金屬監(jiān)測預(yù)處理方法的探討［J］.廣州化工，2010，37（7）：112，120.

［5］韓雪，鄧靜秋，曹亞明.河北省地表水重金屬污染狀況分析［J］.中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，24（1）：57-60.