重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應(yīng)用分析

王鈺涔蔡 靖

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重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應(yīng)用分析

王鈺涔1蔡 靖2

1.臺州市綠科檢測技術(shù)有限公司 2.臺州市環(huán)科環(huán)保設(shè)備運(yùn)營維護(hù)有限公司

摘 要：在現(xiàn)代工業(yè)科技發(fā)展迅速的今天，環(huán)境水體中污染也隨之加重，其中，重金屬是最主要的污染物質(zhì)之一。所以，對水資源中的重金屬成分分析和檢測則是一項(xiàng)重要的工作，也是一項(xiàng)具有重大意義的事情。本文主要介紹了一些現(xiàn)代最常見的重金屬的檢測技術(shù)，以提高人們對水質(zhì)重金屬檢測方面的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)檢測；重金屬檢測技術(shù)；應(yīng)用

前言

在過去的幾十年時間里，我國將重工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)，在重工業(yè)全面發(fā)展的影響下，我國的經(jīng)濟(jì)水平有了非常顯著的提升，但同時也使得我國的環(huán)境水質(zhì)重金屬污染問題日益突出。隨著我國環(huán)境水質(zhì)問題越來越受到社會各界的共同關(guān)注，加強(qiáng)重金屬檢測成為了重要課題。目前，用于重金屬檢測的技術(shù)較多，不僅采樣需要耗費(fèi)較長時間，同時還需要經(jīng)過運(yùn)輸以及儲存等環(huán)節(jié)，這與當(dāng)下現(xiàn)場檢測的要求有較大出入。在重金屬檢測技術(shù)日漸成熟的今天，國內(nèi)外紛紛研究出了多種快速、準(zhǔn)確、自動化且符合現(xiàn)場檢測要求的檢測方法。

1目前水質(zhì)重金屬污染的情況

隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)逐年增多，在增強(qiáng)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力，提高人們生活水平的同時，也加劇了環(huán)境的污染，給環(huán)境保護(hù)工作帶來極大的壓力。水體中重金屬污染是最嚴(yán)重的環(huán)境影響之一，由于重金屬很難降解，并且會沿著食物鏈進(jìn)行流動和富集，最終可能進(jìn)入人體，危害人類的身心健康。河流、湖泊等水體本身具備一定的凈化能力，一部分重金屬可自然沉降，但是，一旦水體中的重金屬濃度過大，就會導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化，水生生物的生活環(huán)境發(fā)生變化，地表水的污染同時可能導(dǎo)致地下水水質(zhì)的變化。調(diào)查顯示，我國大部分水體都被重金屬不同程度污染。

2 重金屬的檢測技術(shù)在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用

技術(shù)是否靈敏、檢測結(jié)果是否準(zhǔn)確是目前對于重金屬檢測中的最基本的問題，當(dāng)然，還需要對速度、檢測限等綜合因素加以仔細(xì)考慮。目前對水質(zhì)重金屬檢測技術(shù)包括一下幾種：

2.1電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法是一種以電感耦合等離子炬作為激發(fā)光源的光譜分析方法。它不僅能夠快速、方便的檢測水質(zhì)重金屬情況，同時測定結(jié)果也非常準(zhǔn)確，并且該方法并不存在較為顯著的基體效應(yīng)。這種是一種微量、常量和痕量元素分析的重要手段，有檢出限低、靈敏度高以及干擾少等優(yōu)勢，故在環(huán)境水質(zhì)檢測中，重金屬測定效果是最顯著的方法。

通常情況下，水中大量金屬離子的含量都非常低，盡管電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法本身具有較高的靈敏度，但若直接用于痕量元素的測定卻有較高的難度，為此，在運(yùn)用的過程中，應(yīng)當(dāng)將其與分離富集技術(shù)結(jié)合起來。通過分離富集技術(shù)對電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法進(jìn)行分析，可最大程度上提升其精密度和檢測限，并促使方法的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在進(jìn)行水質(zhì)分析的過程中，多采用溶劑共沉淀法與萃取法等分離富集法。

2.2 流動注射分析

流動注射分析法是一種取相應(yīng)體積的樣品，將其注入到相應(yīng)流速的流動載流中，當(dāng)其流經(jīng)反射器時，載流與試樣即可在某種程度上實(shí)現(xiàn)混合，載流與試樣試劑反應(yīng)物再經(jīng)由檢測器流出，此時即可對其進(jìn)行檢測，并根據(jù)記錄儀分析其峰形信號，完成相應(yīng)的定量分析。該方法可以說是重金屬檢測技術(shù)向自動化推進(jìn)的進(jìn)程，這不僅能夠提升工作效率，還可對化學(xué)中較為復(fù)雜的操作單元實(shí)施相應(yīng)的處理，例如加熱、冷卻等環(huán)節(jié)，并在完成處理后將其合流到流路體系當(dāng)中，并完成非平衡態(tài)與非均勻下的檢測，從而提升分析的精密度和分析速度，促使試劑消耗得到有效控制，這種方法更適合用于貴重試劑的測定，可有效降低貴重試劑的使用量，避免浪費(fèi)。

2.3熒光分析法

通常情況下，在對常溫物質(zhì)實(shí)施某種波長的入射光照之后，其價電子即可從基臺躍遷到激發(fā)態(tài)狀態(tài)下，但這種激發(fā)態(tài)穩(wěn)定性較差，價電子會隨之快速衰變，并最終轉(zhuǎn)化為基態(tài)，同時伴隨有光子的輻射，并出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出入射光波長的射光，這種射光即被稱之為熒光，但一旦停止進(jìn)行光照射，那么發(fā)光現(xiàn)象也將逐漸消失。分子熒光光譜法與原子熒光光譜法是熒光分析法的細(xì)分。截至目前為止，該方法主要用于含有發(fā)射熒光物質(zhì)的測定，例如：量子點(diǎn)、熒光染料等，而在重金屬離子的測定中，由于熒光物質(zhì)能夠出現(xiàn)熒光增強(qiáng)或者淬滅等情況，致使?jié)舛冗M(jìn)一步提升，并致使增強(qiáng)下過或者淬滅作用放大。也正是由于這種特性，使得熒光分析法在重金屬檢測中具有較高的靈敏度，并且較之原子吸收光譜法等檢出限也較低，同時還具有樣品無需顯色、分離、富集等以及選擇性較強(qiáng)等特點(diǎn)，該方法的操作步驟非常簡單，但其缺點(diǎn)是，應(yīng)用廣泛性較差。因?yàn)榘ń饘僭趦?nèi)的不少物質(zhì)本身都不存在熒光，必須向其加入相應(yīng)的熒光物質(zhì)才能夠達(dá)到熒光分析的效果。

2.4電化學(xué)法

電化學(xué)分析法是主要運(yùn)用物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)來對其含量和組成物質(zhì)進(jìn)行測定。通常試液是化學(xué)電池的重要部分，結(jié)合化學(xué)電池電導(dǎo)、電流等電參數(shù)以及測定水質(zhì)濃度之間的相關(guān)性來實(shí)現(xiàn)測定。測定物質(zhì)出現(xiàn)的電化學(xué)反應(yīng)是電化學(xué)分析法測定的基礎(chǔ)，其在環(huán)境水質(zhì)測定中具有較高的應(yīng)用價值，其中包括了溶出伏安法、電位分析法以及伏安滴定法等。有研究者在對海水與飲用水中痕量金屬進(jìn)行測定，采用溶出伏安法，結(jié)果顯示，該方法能夠快速測定水質(zhì)中重金屬的含量。

2.5原子吸收分光光度法

這種方法運(yùn)用的最為廣泛，其檢測速度較快，靈敏度較高，選擇性極好。原子吸收分光光度法目前可測定70 多種金屬元素。原子吸收分光光度法是基于氣態(tài)基態(tài)原子外層電子對紫外光或可見光的吸收為基礎(chǔ)的分析方法。根據(jù)其原子化裝置的不同，主要可分為火焰原子吸收分光光度法和石墨爐原子吸收分光光度法。除此之外，在測汞等高揮發(fā)性金屬時，還可使用冷原子吸收法。使用火焰原子法時，靈敏度可達(dá)10- 6 級別，甚至更低，使用石墨爐原子吸收法時，靈敏度可達(dá)10- 9 甚至10- 14。

2.6高效液相色譜——光度法（HPLC-SP）

液相色譜法的最大特點(diǎn)就是檢測的效率很高、速度快，但相較上述幾種金屬方法，存在精確度較低的缺點(diǎn)。所以，這種方法在過去金屬檢測中很少用到。目前，人們采用將液相和光譜相結(jié)合的方法，來解決這一問題，即高效液相色譜——光度法。HPLC-SP 法測定金屬元素，需要將游離金屬離子與有機(jī)顯色劑反應(yīng)，進(jìn)行衍生，生成金屬螯合物后測定。衍生分為柱前衍生、柱上衍生和柱后衍生等幾種，目前以柱前衍生為主。

2.7 其他的生物學(xué)法

運(yùn)用生物學(xué)方法對水質(zhì)中重金屬含量檢測的優(yōu)點(diǎn)是不會對帶來環(huán)境上的污染，并且檢測速度更快，而且還具有一定的自適應(yīng)能力。生物學(xué)法中最為常見的兩種方法是酶抑制法和免疫分析法，酶抑制法的主要原理是重金屬的污染物能夠改變酶的活性，使其活性降低，最終使酶本身的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生變化；免疫分析法的工作原理是運(yùn)用抗體和重金屬的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，通過檢測抗體上攜帶的發(fā)光物質(zhì)含量計(jì)算重金屬含量。

3結(jié)束語

總而言之，在環(huán)境水質(zhì)中重金屬含量的測定中，不僅需要具有較高的準(zhǔn)確性和特異性，同時還必須具備操作方便、測定快速等特點(diǎn)。盡管目前檢測方法較多，但其優(yōu)缺點(diǎn)各有所不同，為此，在運(yùn)用中，我們可結(jié)合實(shí)際需要選取其一種或者采取多種技術(shù)聯(lián)合測定，以此來提高水質(zhì)測定質(zhì)量。