我國(guó)水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀及檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展

潘杰

摘 要：重金屬有嚴(yán)重的危害性，我國(guó)的水環(huán)境受到了重金屬的污染。文章介紹了水環(huán)境中重金屬的傳統(tǒng)檢測(cè)方法，主要包括原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、溶出伏安法、電感耦合等離子法等，并介紹了新的檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：重金屬；檢測(cè)方法；水環(huán)境

一、重金屬的危害以及我國(guó)水環(huán)境中重金屬的污染現(xiàn)狀

重金屬大約有45種，是指密度≥5mg/cm3的金屬。重金屬污染指的是由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染。重金屬具有不可降解性，在動(dòng)植物的體內(nèi)累積，通過食物鏈進(jìn)行擴(kuò)集，進(jìn)入人體后造成嚴(yán)重的危害。

按照對(duì)人的身體健康的影響，水體中的金屬元素可以分為人體健康必須的常量元素、對(duì)人體健康有害的金屬元素和存在于人體內(nèi)，但對(duì)身體健康的影響還不明確的元素三種。重金屬對(duì)人體健康的危害很大，主要有以下幾點(diǎn)：造成生殖系統(tǒng)的損壞，影響胎兒發(fā)育，威脅身體健康等。

水環(huán)境包括河流、湖泊、水庫(kù)、海洋以及工業(yè)用水、污水和生活用水等水體環(huán)境，如果水環(huán)境中排入水體的重金屬含量超標(biāo)，會(huì)使水的組成及性質(zhì)發(fā)生根本性的變化，導(dǎo)致水環(huán)境中生物平衡條件失衡、惡化。隨著經(jīng)濟(jì)的過快發(fā)展，水環(huán)境中的重金屬污染愈發(fā)嚴(yán)重，污染率達(dá)80%以上。我國(guó)很多江河湖海均存在不同程度的重金屬污染。

二、水環(huán)境重金屬分析檢測(cè)技術(shù)的介紹

水環(huán)境重金屬檢測(cè)方法，要根據(jù)具體的靈敏度、準(zhǔn)確性、選擇性、分析速度、應(yīng)用范圍等因素來進(jìn)行選擇，現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的傳統(tǒng)的分析方法有：原子吸收光譜法、原子熒光光譜法等，也時(shí)也研究出了一些新的檢測(cè)方法，它們分別是酶抑制法、免疫分析法、生物傳感器法。下面對(duì)這些方法分別進(jìn)行介紹。

（一）原子熒光光譜法。這種方法下，待測(cè)元素的原子蒸汽在輻射能的刺激下產(chǎn)生熒光，熒光的發(fā)射強(qiáng)度可以用來測(cè)定待測(cè)元素。例如可以用原子熒光光度計(jì)測(cè)定水中的砷、硒元素的檢出限和回收率，用AFS-3100型雙道原子熒光光度計(jì)以鹽酸為介質(zhì)，測(cè)定砷元素。這種方法的檢出限低于后面提到的原子吸收光譜法。原子熒光光度法的譜線簡(jiǎn)單，干擾性小，線性范圍寬，同時(shí)也存著應(yīng)用元素較少的缺點(diǎn)。

（二）原子吸收光譜法。根據(jù)測(cè)量氣態(tài)原子對(duì)特征譜線的吸收程度進(jìn)行分析的方法稱為原子吸收光譜法。原子吸收光譜法針對(duì)不同的檢測(cè)元素有不同的檢測(cè)方案，對(duì)水樣中的鉛元素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；用冷原子吸收光譜法可以快速測(cè)定水中的汞元素；用石墨爐原子吸收光譜法可以測(cè)定水中的鉈、鎘等元素等。這種方法靈敏度高，能進(jìn)行多種重金屬元素的檢測(cè)，目前應(yīng)用較為廣泛。

（三）電感耦合等離子體法。這種方法包括電感耦合等離子原子發(fā)射光譜和電感耦合等離子體質(zhì)譜。其中電感耦合等離子原子發(fā)射光譜利用元素發(fā)出的特征譜線測(cè)定譜線強(qiáng)度，它的靈敏度較小，干擾少，線性寬，可以測(cè)定多種金屬元素。這種方法靈敏度高、檢出限低、分析快速。

（四）溶出伏安法。這種方法由兩步來完成：第一步對(duì)被測(cè)的物質(zhì)進(jìn)行電解，通過攪拌使被測(cè)物痕量物質(zhì)還原后，附著在陰極上，這一步稱為富集；第二步在兩個(gè)電極上注入反相的掃描電壓，使陰極上的金屬離子溶解，形成電流峰，這一步稱為溶出。如可以用一種電化學(xué)傳感器測(cè)定鋅、鎘、鉛、銅這種元素。這種方法操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠，電極表面容易更新。

（五）激光誘導(dǎo)擊穿光譜法。這種光譜技術(shù)是高功率的激光與物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生等離子體，對(duì)等離子體發(fā)射的光譜進(jìn)行研究，從而對(duì)樣品進(jìn)行定性與定量的分析。這種方法時(shí)間短，可以快速、在線的監(jiān)測(cè)污染物，靈敏度較高，可以同時(shí)進(jìn)行多種元素的分析?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)對(duì)這種技術(shù)的研究還不太成熟，所以這種方法在水污染檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用較少。

根據(jù)目前的檢測(cè)技術(shù)，電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很多，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，受到一些發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際組織的推崇。溶出伏安法中應(yīng)用了新型的電化學(xué)傳感器后檢測(cè)限得到了降低，可以進(jìn)行戶外的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，被很多國(guó)家列為標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法。激光誘導(dǎo)擊穿光譜法靈敏度較高，可以進(jìn)行多元化的檢測(cè)，近年來的應(yīng)用較多。這幾種常用的重金屬檢測(cè)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，下表就針對(duì)其中幾種常用的檢測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比：

以上幾種是傳統(tǒng)的水環(huán)境水體重金屬檢測(cè)方法，隨著這項(xiàng)監(jiān)測(cè)研究的深入，還出現(xiàn)了一些新的方法，下面對(duì)這些方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

（六）酶抑制法。這種方法的機(jī)理是重金屬離子與巰基或甲巰基結(jié)合，引起酶的活力降低，導(dǎo)致顯色劑顏色、吸光度等發(fā)生變化，通過觀察或者通過電、光等信號(hào)進(jìn)行區(qū)別。這種方法的靈敏度和準(zhǔn)確性低，但檢測(cè)快速，成本低。

（七）免疫分析法。這種方法節(jié)省時(shí)間，成本較低，操作簡(jiǎn)便，可以用于重金屬離子的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)有很好的發(fā)展前景。

（八）生活傳感器。用傳感器測(cè)定水體中的有毒化合物，用傳感器進(jìn)行檢測(cè)操作方便，數(shù)據(jù)的分析較快，所需的樣品較少。通過進(jìn)一步的研究，可以廣泛應(yīng)用于環(huán)境中重金屬離子的檢測(cè)。

三、結(jié)語

進(jìn)行水體重金屬污染的檢測(cè)，是進(jìn)行后期的污染監(jiān)督和治理的依據(jù)，現(xiàn)在的水環(huán)境重金屬污染檢測(cè)面臨著許多的問題，一是要想及時(shí)了解水體污染的情況并制定相應(yīng)的對(duì)策，就需要運(yùn)用一些更及時(shí)、實(shí)時(shí)、高效的分析方法；二是不同的重金屬對(duì)人體的危害不同，需要對(duì)重金屬的形狀和價(jià)態(tài)進(jìn)行更為細(xì)密的檢測(cè)。這兩個(gè)問題對(duì)水環(huán)境重金屬的檢測(cè)提出了更高的要求。

一些新的檢測(cè)方法，包括酶抑制法、免疫分析法、生物傳感器等，會(huì)隨著重金屬檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟得到廣泛的推廣應(yīng)用。