水環(huán)境中重金屬檢測方法研究進(jìn)展

劉撿文

【摘 要】隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，水質(zhì)污染問題日益嚴(yán)重，重金屬污染已經(jīng)成為影響水質(zhì)的重要因素之一。重金屬污染對人們的用水安全和生物生長構(gòu)成了極大威脅，為此必須加強(qiáng)環(huán)境水質(zhì)分析中的重金屬檢測工作，運(yùn)用先進(jìn)的檢測技術(shù)為環(huán)境水質(zhì)分析和環(huán)境保護(hù)工作提供可靠數(shù)據(jù)支持。從分析重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應(yīng)用入手，對重金屬檢測技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】重金屬檢測技術(shù)；環(huán)境水質(zhì)；分析應(yīng)用

工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，其在帶動城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，推動社會現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但與此同時，在工業(yè)發(fā)展的背后也為城市建設(shè)、人類的生存環(huán)境帶來了生態(tài)污染。尤其在水環(huán)境污染方面，因水環(huán)境中含有大量重金屬元素，導(dǎo)致水質(zhì)變差，威脅到居民飲水安全。所以，在環(huán)境治理中必須做好環(huán)境水質(zhì)分析工作，并且將重金屬減測作為水質(zhì)分析的重點(diǎn)，運(yùn)用先進(jìn)的重金屬減測技術(shù)，提高水質(zhì)污染處理效果。

一、重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的作用

重金屬檢測是環(huán)境水質(zhì)分析中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，應(yīng)用科學(xué)、先進(jìn)的重金屬檢測技術(shù)，是提高水質(zhì)檢測質(zhì)量的必然選擇。重金屬檢測主要是利用一系列的高科技檢測技術(shù)，對水質(zhì)進(jìn)行定時定期的檢測，從而檢測出水質(zhì)中所含有的重金屬物質(zhì)，其檢測的最終目的是在源頭上找到重金屬污染水質(zhì)的原因，從而采取有效的環(huán)境治理措施，最大程度降低重金屬對于水質(zhì)的消極影響。在不同地區(qū)不同水域下的水質(zhì)環(huán)境檢測工作中，需要運(yùn)用不同的重金屬檢測技術(shù)，以保證水質(zhì)檢測分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。同時，運(yùn)用先進(jìn)的重金屬檢測技術(shù)還有助于提高水質(zhì)檢測技術(shù)水平，為水質(zhì)分析提供可靠、全面的分析數(shù)據(jù)，便于對水質(zhì)變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，并根據(jù)動態(tài)監(jiān)測結(jié)果及時采取應(yīng)對措施，進(jìn)而保障居民用水安全，保護(hù)水環(huán)境以及生物免受重金屬污染的破壞。

二、重金屬檢測技術(shù)的類別

技術(shù)靈敏度以及檢測精準(zhǔn)度是衡量重金屬檢測技術(shù)能否達(dá)到合格要求的標(biāo)準(zhǔn)，除此之外，還有速度、效率等綜合因素。現(xiàn)階段，我國在環(huán)境水質(zhì)分析中常用的金屬檢測技術(shù)通常包含以下幾類：

（一）原子吸收光譜檢測法

這種分析法的源頭要追溯到20世紀(jì)50年代，對于當(dāng)時而言，這是一種新型檢測技術(shù)。在20世紀(jì)70年代末80年代初，原子吸收光譜分析開始進(jìn)入大發(fā)展時期，它的檢測原理是通過氣態(tài)原子本身的吸收特性，輔以特定波長的光，讓被測元素電子呈現(xiàn)激發(fā)狀態(tài)，被測元素特征輻射通過元素的原子蒸汽時被其基態(tài)原子吸收，進(jìn)而由輻射的減弱程度測定元素含量。此分析檢測法是一種現(xiàn)代儀器分析方法，可謂是重金屬檢測技術(shù)朝著自動化方向發(fā)展的代表，可大幅度提高工作效率及檢測效果，在保證分析結(jié)果精準(zhǔn)的同時，還能控制成本消耗（進(jìn)樣量少），對于某些貴重試劑而言，意義非凡。該檢測法相對其他技術(shù)來說，有著靈敏性強(qiáng)、精準(zhǔn)度高、分析范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。截至現(xiàn)階段此法也是分析檢測過程中較為常用的一種檢測手段。

（二）電感耦合等離子體質(zhì)譜法

就電感耦合等離子體質(zhì)譜法而言，從本質(zhì)上這一檢測方法是一種由等離子電荷放電，而不是化學(xué)火焰，其動力源為氬氣，相對來說這一檢測方法操作不僅簡單，而且檢測的效率較為迅速，具有較強(qiáng)的靈活性，是傳統(tǒng)水質(zhì)分析中常見的一種重金屬質(zhì)監(jiān)測方法。此法最大的優(yōu)點(diǎn)便是全面，可全面實(shí)現(xiàn)多元素同時快速測定，由于此檢測方法采用質(zhì)譜分析，所以檢測干擾很少，應(yīng)用領(lǐng)域范圍很廣，涉及土壤、大氣、水質(zhì)監(jiān)測、地質(zhì)分析等等不同領(lǐng)域不同類型的產(chǎn)品。

（三）溶出伏安法

溶出伏安法是把被檢測物質(zhì)作為適宜電壓的恒電位電解，通過攪拌作業(yè)將試樣中痕量物質(zhì)還原后沉積在陰極上，隨后通過對電極提供反向電壓，將沉積于陰極的金屬離子氧化溶解，生成較為明顯的峰電流，由于電流大小同被測物濃度存在正比例關(guān)系，可借由測定電流求得被測物濃度。

三、重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，重金屬檢測技術(shù)也隨之不斷改進(jìn)，在環(huán)境水質(zhì)分析中發(fā)揮著重要作用，常用的重金屬檢測技術(shù)如下。

（一）液相色譜分析

該方法在環(huán)境水質(zhì)中的重金屬檢測較為常見，其中的優(yōu)勢是能夠有效分離水體內(nèi)的重金屬元素，但缺點(diǎn)是敏感度不強(qiáng)。以工業(yè)生產(chǎn)中重金屬濃度較高的廢水檢測為例，要求第一步先利用液相色譜法，分析其中是否含有金屬離子，第二步再利用電導(dǎo)檢測，從而解決液相色譜分析法中的金屬檢測敏度不高的問題，最終檢測出水體中的其他金屬元素。第三步是對所檢測出來的金屬元素進(jìn)行分析和研究。該方法主要是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的有機(jī)廢水檢測。

（二）電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

該方法屬于光譜檢測分析法中的一種。主要原理是將電感耦合等離子作為激發(fā)電源，對水質(zhì)中所含有的重金屬元素進(jìn)行檢測，該方法能夠檢測出水質(zhì)中的一些微量的重金屬元素。在該方法的實(shí)際應(yīng)用中，可將其與分離富集技術(shù)相結(jié)合，能夠檢測出精密度較高的重金屬元素，大幅提高重金屬元素含量的檢測準(zhǔn)確性。

（三）生物化學(xué)分析法

生物化學(xué)分析法是重金屬離子檢測中較為前沿的技術(shù)，主要包括免疫法和酶分析法兩種。其一，酶分析法。對水體進(jìn)行取樣之后，在水樣中放置酶活性物質(zhì)，促使酶活性中心的物質(zhì)與水樣中的重金屬離子進(jìn)行特異性結(jié)合，結(jié)合后的重金屬離子會破壞酶活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶活力下降，從而在pH上的顯色反應(yīng)會產(chǎn)生較大的變化，酶分析法正是通過對pH上的顯色反應(yīng)的顏色變化，來研究分析水樣中含有的重金屬離子。酶分析法具有較高的靈活性，可以進(jìn)行現(xiàn)場檢測，但也存在一定的局限性，僅僅能夠檢測定性的環(huán)境污染物，而無法對更加靈敏的污染物進(jìn)行檢測。

（四）免疫分析法

該方法主要是通過抗原和抗體的特異性反應(yīng)進(jìn)行重金屬的測定。同樣是要在水樣中放置結(jié)合物，使其能夠同重金屬進(jìn)行特異性結(jié)合，在通過結(jié)合物與重金屬離子制備出來的特異性抗體進(jìn)行分析。該方法的技術(shù)瓶頸在于如何進(jìn)行特異性抗體的分析與研究，從而界定出重金屬元素，因此在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用并不廣泛。

（五）電化學(xué)法

該方法主要是利用伏安法進(jìn)行環(huán)境水質(zhì)金屬檢測，但是該方法只能對污染濃度較低的環(huán)境水質(zhì)進(jìn)行檢測，并對水體中游離態(tài)與配合物態(tài)的金屬進(jìn)行分析。應(yīng)用電化學(xué)法可對飲用水和海水中微量的鉛、銅、鎳、鋅等金屬元素的組成與含量進(jìn)行測定。

（六）流動注射分析法

該方法主要是通過在流動載體內(nèi)注入水樣，使得水樣同載體之間的結(jié)合反應(yīng)之后展開定量分析。流動注射分析法對檢測設(shè)備要求低，具備良好的適用性，能夠滿足在線檢測要求，提高重金屬檢測工作效率。

（七）熒光分析法

該方法是通過對水樣中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行激發(fā)，從而觀察其熒光反應(yīng)來檢測重金屬。在利用熒光分析法時，通常選用有機(jī)熒光染料、稀土納米材料等作為熒光激發(fā)物質(zhì)。水樣中含有的重金屬濃度越高，則熒光增強(qiáng)度越明顯。

四、結(jié)語

水質(zhì)的污染已經(jīng)嚴(yán)重影響到城市可持續(xù)發(fā)展，必須要將其納入到城市規(guī)劃建設(shè)中的重要問題盡快解決。當(dāng)前水質(zhì)中的重金屬含量情況如何，成為環(huán)境水質(zhì)治理的關(guān)鍵所在。因此，加大對水質(zhì)中重金屬含量的檢測，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，才能夠?yàn)樗h(huán)境治理提供可靠的參考依據(jù)。

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