化學(xué)分析法對大氣顆粒物重金屬的檢測的闡述

朱飛

摘要：本文主要闡述了化學(xué)分析法在大氣顆粒物重金屬檢測方面的應(yīng)用，重點介紹了多種相關(guān)化學(xué)分析方法，它不僅能夠?qū)Υ髿忸w粒物中的重金屬進(jìn)行有效檢測，而且具有連續(xù)性強，準(zhǔn)確度高等優(yōu)點。通過對大氣顆粒物重金屬的生物有效性等進(jìn)行研究，以期對大氣中的重金屬以及如何降低大氣中重金屬含量有更深刻的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：化學(xué)分析法;大氣顆粒物重金屬;檢測

1與重金屬生物有效性研究相關(guān)的化學(xué)分析方法

由于重金屬種類多樣且形態(tài)大多不同，這就導(dǎo)致了重金屬在活動性等方面都有著或大或小的差異。大氣中的重金屬可以通過多種方式進(jìn)入環(huán)境之中，比如建筑物由于受到風(fēng)、雨、雪等的侵蝕遭受損害，使得建筑表面的重金屬流失，進(jìn)入水中的重金屬可以與水中的多種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，物理或者化學(xué)反應(yīng)均有可能，例如溶解、氧化等，從而使重金屬變?yōu)榻饘冫}類溶解在水中并隨著水的流動四處散播。當(dāng)這些金屬鹽類隨著水流動到水質(zhì)不同的地方時，又會發(fā)生一系列的物理或者化學(xué)反應(yīng)，重金屬從而析出并沉淀，這就使得重金屬的污染范圍不可估量。

1.1 TCLP方法

TCLP是檢測大氣中重金屬含量的一種普遍應(yīng)用的化學(xué)方法，先選取適量的樣品并將其放置于離心管之中，然后加入適量的提取機，給離心管加蓋并進(jìn)行震蕩。震蕩操作結(jié)束后，緊接著進(jìn)行過濾步驟的操作，將得到的過濾后的樣品置于干凈的小瓶子之中，小瓶子要提前進(jìn)行處理確保其不含有任何的污染源，然后在樣品中加入濃硝酸溶液并將小瓶子放置在冰箱中進(jìn)行保存。過濾步驟操作中得到的過濾物也要進(jìn)行保存，之后也要對其進(jìn)行形態(tài)分析等操作。

1.2 DWLP方法

生物有效性指的是重金屬被吸入人體內(nèi)后，對人體產(chǎn)生的相對性的毒性反應(yīng)。它主要包括兩個部分，分別是生物毒性和生物可利用性，二者都是通過毒性數(shù)據(jù)和重金屬的含量來評定的。重金屬的有效性主要由重金屬的可溶性來判定，單一提取法和連續(xù)提取法都是檢測重金屬的常用方法，它們均能檢驗重金屬的溶解性，重金屬的溶解性又將重金屬分成了多種類別的研究狀態(tài)。

DWLP便是常用的一種單一提取法，首先，選取一定量的樣品置于離心管中，然后在離心管中再加入10ml的離子水，將離心管加上蓋子密封，按左右方向進(jìn)行震蕩，震蕩多次后靜置。靜置完成進(jìn)行過濾操作，將過濾之后的樣品置于干凈的小瓶子之中并加入兩滴硝酸溶液，將其放在冰箱中進(jìn)行冷凍保存，一段時間后再進(jìn)行更深一步的形態(tài)研究分析。

1.3 SEP方法

SEP方法主要是將大氣中重金屬含量不同的大氣顆粒物分為四種不一樣的化學(xué)形態(tài)，分別是可交換態(tài)、可還原態(tài)、結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)。

水溶及可交換態(tài)，也稱為碳酸鹽結(jié)合態(tài)，它指的是能夠與硝酸鹽發(fā)生反應(yīng)的重金屬狀態(tài)，這類狀態(tài)具有極其敏感的特性，它對周邊環(huán)境條件和其細(xì)微的變化均能做出特別敏感的反應(yīng)，尤其是對環(huán)境的pH值得變化尤其敏感，在較低的pH值環(huán)境中，此種狀態(tài)的重金屬元素能夠被輕易地再次釋放出來。因此，此種重金屬化合物對環(huán)境有著較大的威脅。其中，三氧化二鐵和二氧化錳混合的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)在能夠進(jìn)行氧化還原的環(huán)境下，穩(wěn)定性極差。

有機物結(jié)合態(tài)，重金屬元素在發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)后，能夠以相對穩(wěn)定的狀態(tài)存在于環(huán)境和人體之中，此種形態(tài)不容易輕易地被生物所吸收利用，只能在某些特殊的情況下，發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)后少量的融入生物體內(nèi)。

殘渣態(tài)，在連續(xù)提取法中，由于進(jìn)行了多步的過濾，各類的重金屬物質(zhì)會被提取出來，那些剩下的部分重金屬殘渣便是殘渣態(tài)。這一類重金屬很難對其進(jìn)行定性的分析，而且其化學(xué)性質(zhì)一般非常穩(wěn)定，對于研究重金屬的生物可利用性沒有很大的利用價值。

1.4重金屬的檢測

利用儀器對液體中的重金屬元素進(jìn)行檢測，會得出以下實驗結(jié)果，重金屬主要是Zn，Cd，Cu，Pb。重金屬元素一般具有非常強的遷移性、隱藏性以及富集性，它能夠通過空氣、水等自然元素進(jìn)行傳播，也可以通過食物鏈等途徑進(jìn)行積累，從而進(jìn)入人的體內(nèi)，對人類的身體健康造成極大的威脅。它能損傷人類的防疫系統(tǒng)，甚至具有致癌、突變等不利的作用。因此，降低空氣中的重金屬含量是非常重要且迫切的事情。

2大氣顆粒物重金屬的研究分析

2.1大氣顆粒物取樣的顆粒度研究分析

根據(jù)大量實驗可知，大氣中顆粒物的直徑越小，它就能在空氣中存在更長的時間，這樣它就更有可能被人類所吸收到體內(nèi)，顆粒物大小如圖1所示。如pb，cd，zn等有毒的重金屬元素，它們主要是依附在小于2um的顆粒物上，這就增加了這些重金屬元素對人類的危害性。

2.2大氣顆粒物中重金屬的含量分析

顆粒物中重金屬的含量如圖2所示。結(jié)果表明，大氣中的重金屬含量是比較高的。

3總結(jié)

綜上所述，大氣的重金屬含量與土壤、液體相比較是非常高的，這些重金屬的顆粒物進(jìn)入人體后會對人的身體健康造成極大的威脅，因此，為了人類的健康，相關(guān)部門一定要努力控制好大氣中的重金屬含量。

參考文獻(xiàn)

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[2]尹婷，胡世祥，姜雪嬌，等.基于X射線熒光分析原理的大氣重金屬在線分析儀的維護(hù)與質(zhì)控[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2017，33（5）：75-81.

（作者單位：南京白云環(huán)境科技集團股份有限公司）