環(huán)境監(jiān)測中的重金屬元素分析方法探討

呂敏燕+曹磊

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民的生活水平日益提高。同時，重金屬污染情況也逐漸加重。科學技術(shù)的進步使我國的監(jiān)測技術(shù)不斷發(fā)展和完善，重金屬元素的分析方法呈多樣化趨勢。需要注意的是，在整治重金屬污染的工作中，監(jiān)測工作人員，不僅需要掌握正確的重金屬元素的分析方法，還要根據(jù)具體的實際情況、重金屬污染程度等因素，對重金屬分析方法進行有效地選擇。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；重金屬元素；取樣；分析方法

中圖分類號： X830.2 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）06-79-2

引言

隨著我國綠色發(fā)展理念的深化，重金屬污染防治工作越來越受到重視，防治重金屬污染成為我國重要的環(huán)保工作之一。為了從根本上減少重金屬污染給人民生活帶來的種種危害，對環(huán)境監(jiān)測中的重金屬元素進行分析，是解決重金屬污染的首要任務。本文將對污染源及危害進行概述，然后對重金屬分析方法及注意事項進行論述。希望本文的探討能給監(jiān)測工作者帶來一定的借鑒作用，使重金屬元素的檢測工作更加高效進行。

1 重金屬污染源頭

無論作為化學元素本身，還是作為化工原料來講，重金屬元素都具備毒性。隨著工業(yè)的發(fā)展，重金屬廣泛應用于各個生產(chǎn)領域，造成了城鄉(xiāng)重金屬污染的主要源頭。工業(yè)方面，煤礦運輸中的揚塵，煤礦以及化工產(chǎn)品的燃燒，鋼材的冶煉等環(huán)節(jié)會產(chǎn)生有毒重金屬。接著有毒金屬物質(zhì)，隨著大氣的流動，排放到空氣中，造成空氣污染。另外，工業(yè)生產(chǎn)會留下大量工業(yè)廢水，未經(jīng)檢驗合格的污水任意排放到周圍的水源中，造成周圍的水體污染。農(nóng)業(yè)方面，化學肥料的使用使有毒的重金屬離子殘留在土壤中，經(jīng)過時間的積累土地質(zhì)量越來越差，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量造成巨大的影響。人民生活方面，電池等化工廢棄物被人為丟棄，沒有經(jīng)過處理的重金屬滲入地下，其中的重金屬離子同樣給環(huán)境造成污染。交通方面，尤其是繁華地帶，交通事故引起的汽油泄露、汽車焚燒等后果也成為重金屬離子流入大氣的主要途徑。因此，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、人民生活等方面是重金屬污染的主要源頭，這也是環(huán)境監(jiān)測的主要方向[1]。

2 重金屬污染危害

重金屬污染會很大程度上造成空氣、水體、土壤等污染，與人民的生活息息相關(guān)，可見，重金屬的污染危害直擊人類。當重金屬殘留物流入到空氣中，空氣的流動加大了重金屬污染范圍，使其波及范圍廣，危害性大。土壤和水體中的重金屬離子在降解上更是存在極大困難。從生物角度講，食物鏈的進程中具有富集作用。也就是說，有害物質(zhì)經(jīng)過食物鏈的層層遞進集中進入人體內(nèi)導致各類疾病引發(fā)。在我國，地區(qū)性重金屬中毒的例子比比皆是，重金屬的污染具有地域性，采礦業(yè)及工業(yè)匯集的地方，重金屬污染會更加嚴重，使周圍的人民健康帶來威脅。地球上一切的生物都離不開空氣、水體、土壤。因此，重金屬污染不盡快解決，污染速度之快將會給地球帶來不可想象的災難。針對重金屬的環(huán)境檢測分析刻不容緩。

3 重金屬分析方法

3.1 分析方法的選擇

通過重金屬污染的源頭與危害分析，重金屬元素主要存在于大氣、土壤、水源中，所以環(huán)境監(jiān)測中的重金屬污染分析主要針對大氣、土壤、水源，分別對空氣、土壤、水質(zhì)進行采樣分析，根據(jù)樣品中金屬元素濃度和元素間的相互作用來選擇分析方法。一般來講，得到推廣應用的有光分析法，電化學分析可以通過使用儀器設備對樣品中的重金屬元素進行檢測。光分析法，原理上是利用紫外線的分光性，通過原子的光譜吸收與熒光反應，辨別重金屬物質(zhì)的分布狀況。電化學法，是結(jié)合生物分析法在環(huán)境監(jiān)測中使用。為了監(jiān)測的準確性與便捷性，分析方法的選擇要根據(jù)樣品中重金屬含量以及分析指標進行選擇。

3.2 樣品制備

環(huán)境污染特別是水體、土壤污染問題越加突出，加強重金屬污染的鑒別，需要采集具有良好代表性的樣品。樣品制備主要包括對污染固體和水體的取樣。比如，垃圾的焚燒物、含鉛汽油、輪胎焚燒殘留物、工廠附近的廢水和家用廢棄電池都是可進行采集的樣品。根據(jù)污染源特性，利用合適的采樣工具，進行不同深度的樣品制備。在采集之前，需要分析測定污染體的酸堿度，重金屬離子的含量。金屬污染物樣品的制備是對樣品進行預處理的前提，直接影響儀器的分析結(jié)果、監(jiān)測結(jié)果的準確度。在環(huán)境檢測中，重金屬的含量比較低，如果制備樣品時沒有注意規(guī)范操作，制備樣品混入其他物質(zhì)，增加了分析結(jié)果的干擾項。樣品制備還需要采集有代表性的樣品，制備環(huán)節(jié)需謹慎操作[2]。

3.3 液體樣品預處理

進行液體的預處理，實質(zhì)上是對吸附在液體表面的雜志與有機物質(zhì)等進行處理，目的是消除對分析結(jié)果的影響，減少監(jiān)測誤差。在液體樣品處理之前，應用洗滌液將預裝樣品的瓶子進行清潔，然后在弱酸性的溶液中放置十五分鐘，用清水沖洗干凈后盛裝液體樣品。處理方法采用化學過濾法，使用孔徑為0.45微米的濾紙進行過濾，將酸堿度降低到1到2之間。若使用硝酸溶液，硝酸的加入其溶液的質(zhì)量比例為1：500，重金屬溶液可快速溶解到溶液中。保存后應用氯化酸消解方法進行試驗。采用堿性溶液防治樣品揮發(fā)。消解過程中，用電熱板進行加熱。消解法被普遍應用在重金屬檢測試驗中，具有方便、高效的特點。

3.4 固體樣品預處理

固體進樣法是固體預處理中最直接的一個方法，在土壤檢測中得到廣泛應用。固體進樣法是針對固體懸浮液進行取樣，即將固體當作液體樣品，進行一定的稀釋后再詳細分析。針對高要求的固體樣品，也可以采用特定的預處理。特定的固體樣品預處理，包括酸分解進樣法、固體懸浮液法、堿熔法等。幾個方法中通常以酸解法為先，酸解法無法滿足要求時，可采用高溫堿熔法。進行高溫消解時，可利用高壓微波加熱，使消解方式更加高效。通常電熱板法有一定的局限性，比如由于電熱板的加熱時間較長，易造成元素的損失與揮發(fā)。高圧密封加熱，能夠減少試劑中元素的損耗與揮發(fā)性[3]。

3.5 空氣樣品預處理

在化工與煤礦廠集中地帶，周圍空氣中重金屬離子含量較大，便于采樣和研究。利用中流量采樣器，采集固定污染源排氣筒中顆粒物，以此分析其中的重金屬含量。在采集過程中注意避免降雨天氣，在風向穩(wěn)定、溫度適宜的情況下進行采集。由于空氣采樣的較難實施，采樣人員需要學習有關(guān)檢測技術(shù)規(guī)范，正確使用儀器設備。采樣后，將樣品濾膜用錫箔紙夾好，放在干燥箱內(nèi)保存，便于日后實驗室的分析測試?？諝鈽悠返念A處理可參照固體樣品處理方式。

3.6 污染程度分析

水質(zhì)和土質(zhì)的污染受到金屬污染實際上是重金屬含量的超標，超過的標準越多，污染程度越嚴重。實際監(jiān)測中，重金屬元素的樣品含量分布，可經(jīng)過多種分析方法體現(xiàn)，進而確定重金屬的污染程度。通?？梢圆捎霉椒ㄓ嬎?，污染程度用單因子指數(shù)表示，不同重金屬的采樣點單因子指數(shù)不同，污染程度不同。重金屬的實際檢測濃度為變量，污染程度與其成正比。該金屬元素的背景值為定量，背景值的大小有關(guān)采樣區(qū)域，污染程度與其成反比[4]。

4 結(jié)論

重金屬污染是對環(huán)境造成巨大危害的污染之一。在“十三五”規(guī)劃中，國家出臺了重金屬污染綜合治相關(guān)政策及加強重金屬污染防治工作的指導意見，國家的指導與支持使金屬元素污染防治工作更加高效。做好環(huán)保防治工作，需要在環(huán)境檢測中加強對重金屬元素的分析。本文分析了重金屬污染的源頭和危害，分別闡述了液體樣品和固體樣品，制備過程及監(jiān)測之前進行處理的注意事項。根據(jù)分析結(jié)果以及重金屬污染程度，采取不同的應對防范措施和治理措施。以上針對監(jiān)測環(huán)境中的重金屬分析方法的探究，可供監(jiān)測工作人員參考。除此之外，保護環(huán)境是人類共同的責任，在防治工作的順利開展時，更重要的是，提升企業(yè)及民眾的環(huán)境保護意識。只有這樣，重金屬污染問題才能得到根本上的解決。保護與治療應雙管齊下，將我國的持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針實施到底。

參 考 文 獻

[1] 龔海明，馬瑞峻，汪昭軍，葉云，胡月明.農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)發(fā)展趨勢[J].中國農(nóng)學通報，2013（02）：

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[2] 張霖琳，薛荔棟，滕恩江，呂怡兵，王業(yè)耀.中國大氣顆粒物中重金屬監(jiān)測技術(shù)與方法綜述[J].生態(tài)環(huán)境學報，

2015（03）：533-538.

[3] 關(guān)天霞，何紅波，張旭東，白震，解宏圖.土壤中重金屬元素形態(tài)分析方法及形態(tài)分布的影響因素[J].土壤通報，2011（02）：503-512.

[4] 吳健生，宋靜，鄭茂坤，謝婧，李俊杰，黃秀蘭.土壤重金屬全量監(jiān)測方法研究進展[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報，2011（05）：133-139.