水環(huán)境中重金屬檢測方法研究進展

孫秀萍 曾雪嘉 唐思羽 高朝勇

（1重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 重慶 401147 2中機中聯(lián)工程有限公司 重慶 401147）

引言

水環(huán)境中的重金屬超標不僅僅嚴重的污染了我們賴以生存的水資源，還對人們的生命健康造成了巨大的威脅。相關團隊就如何優(yōu)化水環(huán)境中的重金屬檢測方法進行了深入研究和改革，一方面原因在于在現(xiàn)代化的水環(huán)境重金屬檢測中傳統(tǒng)的檢測方法具有明顯的滯后性。另一方面。對水環(huán)境的重金屬檢測方法及檢測結構會受到多種因素影響，只有制定完善的重金屬檢測方法、方案，才能夠有效的提高檢測效率，時檢測結構更加準確。

1 重金屬相關概述

通常情況下原子密度＞5 g/cm3的金屬元素被稱為重金屬，在自然界中所發(fā)現(xiàn)的85中金屬元素中重金屬就占有45種。重金屬污染其形成的主要原因是由于生產(chǎn)、生活工業(yè)污水的肆意排放，導致水體中重金屬含量超標，形成重金屬污染。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，工業(yè)廢水排放是水環(huán)境污染的主要原因，在一些電鍍行業(yè)、鋼鐵工業(yè)、印刷工業(yè)的生產(chǎn)運行中不可避免的會排放一些重金屬污染物，如果所排放的污染物沒有經(jīng)過處理、或者處理不當直接排入河流湖泊中，就將嚴重影響水環(huán)境質(zhì)量，使水體受到污染。由于水體受污染的原因極多，所以在對水環(huán)境中重金屬質(zhì)量檢測方法的研究中也應該根據(jù)具體的污染類型，采取多樣化的處理措施。

隨著對水體重金屬檢測的重視程度加深，我們也有了較為成熟的傳統(tǒng)檢測技術，比如原子熒光光譜法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法都已經(jīng)有了較為成熟的技術經(jīng)驗，但是上述傳統(tǒng)的檢測方法其檢測時還需要對樣品進行特殊化處理，以減少信號干擾。且檢測耗時較長，需要大型的實驗檢測設備，所以在檢測中具有很強的局限性。近年來，相關部門研究除了一些改良后的重金屬檢測方法，其具有耗時短，操作簡單的特點。但是相對傳統(tǒng)檢測方法，其檢測的重復性還有待提升。

2 檢測方法研究進展

2.1 電感耦合等離子體光譜法（ICP-AES）

電感耦合等離子體光源是當前所應用最為廣泛的AES光源。電感耦合等離子體光譜法具有抗干擾、分析速度快、線性較寬的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)多元素同時分析。此外對于定性、定量分析都有積極的作用，其缺點在于設備較為昂貴，就部分元素分析而言其優(yōu)勢也不是十分明顯。

2.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是以蒸汽相內(nèi)被測元素的基態(tài)粒子為基礎，以檢測原子共振輻射被測元素含量及吸收強度的一種重要檢測方式，火焰原子吸收光譜法的檢測限可達到10-9g/L，石墨爐原子吸收光譜法的檢測限可達到10-10～10-14g/L。原子吸收光譜法的優(yōu)勢在與具有檢車具有極高的準確性，且相對干擾較少，易于消除具有很好的選擇性。且缺陷在于，很多非金屬元素不能同時進行檢測，每檢測一次元素都需要更換元素等。一種元素等不能同時完成多種元素測量，且儀器較貴，操作較復雜。如果操作不當，就容易對結果形成干擾。

2.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法也是檢測團隊中常用的檢測方法之一，其檢測標準主要是以待檢測物的熒光強度來進行判斷。其具有相當強的技術性及專業(yè)性。當研究人員采用原子熒光光譜法對水環(huán)境質(zhì)量進行檢測時，通過激發(fā)原子的輻射能發(fā)熒光。原子熒光光譜法檢測靈敏性較好，對相關重金屬元素的檢測具有十分重要的意義。但是在實際的檢測中，原子熒光光譜法會受到多種因素影響，而影響最總檢測效果。比如熒光效果猝滅或者不穩(wěn)定，就將導致檢驗結果不一致，所以要想加強檢驗結果的準確性，就應該對相關影響因素進行控制。當前利用分子篩層析技術可以有效的將不同元素進行分離，在酸性條件下被氯化亞錫還原成原子化用于熒光檢測，解決了傳統(tǒng)高效液相色譜法流動相和固定相之間傳質(zhì)慢以及反壓不斷上升的問題，符合并提高了環(huán)境檢測的要求并提高了檢測效率。

2.4 電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）

ICP-MS儀器所使用的等離子體除了方位和線圈接地方式外，與ICP-AES中使用的基本相同。質(zhì)量分析器多采用四極桿質(zhì)譜計，也有采用具有高分辨的雙聚焦扇形磁場質(zhì)譜計、飛行時間質(zhì)譜計等。該技術的特點：靈敏度高；速度快，可在幾分鐘內(nèi)完成幾十個元素的定量測定；譜線簡單，干擾相對于光譜技術要少；線性范圍可達7～9個數(shù)量級；既可用于元素分析，還可進行同位素組成的快速測定；測定精密度(RSD)可到0.1%。其缺點在于設備十分昂貴，操作人員要求高。

2.5 酶抑制法

酶抑制法較電化學法及光譜法檢測效果略低。但是還是能夠達到國家相關檢測要求。其檢測方法主要是通過酶與重金屬物質(zhì)之間進行反應，觀察其反應變化，進行結果分析，目前應用于重金屬檢測的酶類主要有：葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶、磷酸酯酶、脈酶等等，當前的酶的種類十分有限，在未來的研究中還需要不斷深入開發(fā)。

結語

隨著科學技術不斷發(fā)展，人們的生活顯著提高，人們對于生活質(zhì)量有了更高的要求。水是人們的生命之源，水質(zhì)優(yōu)劣直接影響著人們的健康水平。所以對水環(huán)境中的重金屬檢測已經(jīng)成為了當前國家和社會各界關注的重點問題。當前我們對水環(huán)境重金屬的檢測方法雖已取得了較大成就，但是在未來的經(jīng)濟發(fā)展中，我們?nèi)詰摬粩嗟募訌妼I(yè)檢測技術研究，以期找到解決水體重金屬污染的有效措施，為人們的生命健康保駕護航。