重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應用

邵長穎

摘 要：伴隨著現(xiàn)代經(jīng)濟、科技的進步和發(fā)展，工業(yè)也取得了極大發(fā)展，隨之帶來了嚴重的環(huán)境水體污染問題，而在環(huán)境水體污染中最為顯著地就是重金屬污染。因此，對環(huán)境水體中重金屬成分進行檢測和分析是一項十分重要的工作。本文通過對相關(guān)文獻研究以及結(jié)合自己多年工作經(jīng)驗的情況下，首先就當前水質(zhì)重金屬污染現(xiàn)狀進行了剖析，然后對現(xiàn)今常見的重金屬的檢測技術(shù)作出了詳細分析，以期更好地對環(huán)境水質(zhì)中重金屬進行測定。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)檢測;重金屬檢測技術(shù);應用分析

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）14-0003-02

0 引言

現(xiàn)今用在重金屬檢測方面技術(shù)越來越多，在進行采樣過程中需消耗大量時間，且還有樣品運輸和儲存等相關(guān)程序，這就與當今現(xiàn)場檢測要求有著較大差異。因此，要求對這些重金屬檢測技術(shù)的精準度、速度以及干擾等各方面進行考慮，綜合多種方法與實際檢測需求來作出適當選擇。

1 淺析當前水質(zhì)重金屬污染現(xiàn)狀

改革開放以來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)越來越多，我國經(jīng)濟實力也因此得到了較大地提高，人們生活質(zhì)量也取得了巨大的變化，但同時也給環(huán)境造成了巨大的污染，給環(huán)境帶來了嚴重地威脅。其中環(huán)境污染最為嚴重的就是水體重金屬污染。重金屬自身不易降解且還會隨著食物鏈的流動而流動、聚集，嚴重地還有可能會隨著水體、食物等進入到人體內(nèi)部，從而給人們身心健康帶來嚴重傷害。雖然湖泊及河流等水體自身可使部分重金屬發(fā)生自然沉降，具有一定凈化作用，但是當水體中重金屬污染較大，其濃度過高時，水體自身難以得以有效地凈化，這就給水質(zhì)帶來巨大影響，使水質(zhì)不斷惡化，從而導致水生生物生活環(huán)境受到嚴重污染，這種地表水污染還可能會致使地下水質(zhì)產(chǎn)生變化。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，國內(nèi)大多數(shù)水體均受到不同程度的重金屬污染，水體重金屬污染日益嚴峻，整治水體重金屬污染迫在眉睫。

2 環(huán)境水質(zhì)分析中重金屬檢測的意義

結(jié)合實踐來看，在當前經(jīng)濟社會迅猛發(fā)展背景下，工業(yè)作為其中的重要組成部分相比于以往有了翻天覆地的變化，并且制造出了大量產(chǎn)品運用到我們各項生活與生產(chǎn)活動中。然而從當前工業(yè)產(chǎn)品制造情況分析發(fā)現(xiàn)，其生產(chǎn)中通常會使用到很多的化學物質(zhì)與金屬，如此一來很容易造成排放的廢水里面包含著大量重金屬元素。而重金屬元素一大特點在于無法溶于水中，這就意味著不論多長時間它都始終游離于水中也分解不了，并且時間一長重金屬堆積的更多，這樣還會造成嚴重的水資源與生態(tài)環(huán)境污染。所以正是在當前水資源與生態(tài)環(huán)境污染情況日益嚴峻背景下，通過切實開展環(huán)境水質(zhì)重金屬檢測工作給我們環(huán)境水質(zhì)改善與保護措施的制定提供重要的數(shù)據(jù)支撐，并最終為實現(xiàn)經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展以及保障人們健康打下堅實基礎。

3 探析環(huán)境水質(zhì)檢測中重金屬檢測技術(shù)地應用分析

3.1 就電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP）進行分析

該方法是依據(jù)各種元素的原子或離子在電感耦合等離子炬激發(fā)源的作用下變成激發(fā)態(tài)，利用受激發(fā)態(tài)原子或離子返回到基態(tài)時所發(fā)射的特征光譜來測定物質(zhì)中元素組成和含量的分析方法。這種方法在進行檢測水質(zhì)重金屬時具有分析精度高、樣品范圍廣、動態(tài)線性范圍寬、多種元素同時測定、可進行定性分析等優(yōu)點，其檢測所得結(jié)果十分精準且還不會出現(xiàn)明顯基體效應問題。它是三量元素分析十分重要的方法，三量元素即微量、常量以及痕量三種元素。它具有水體檢測限度低、靈敏度高且干擾因素少等優(yōu)點，因此在對重金屬測定中效果較為可靠。一般來講，在水體中大量金屬離子含量都不會太高，雖然該方法自身具有較高靈敏度，但是如果直接將其運用到痕量元素檢測中時其難度非常大，因此，在對其進行實際運用時，通常需把它和分離富集技術(shù)相互結(jié)合起來運用。運用分離富集技術(shù)來對電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法進行有效地分析可以大幅度提高檢測結(jié)果的精準度及檢測限，同時對該方法的應用范圍還起到一定的擴大作用。通常在水質(zhì)分析時大多采用的分離富集法有兩種，分別為溶劑共沉淀法和萃取法[1]。

3.2 就流動注射分析法進行分析

運用該方法需要提取一部分體積樣品并將其注入到相應流速的流動載流中，當樣品流經(jīng)反射器時載流和試樣便可實現(xiàn)在一定程度上混合起來，載流和試樣試劑反應物再從檢測器中流出并實現(xiàn)相應檢測工作，再結(jié)合記錄儀來對其峰形信號進行分析，進而實現(xiàn)相關(guān)定量分析。這種方法可以說是重金屬檢測技術(shù)走向自動化進程中的重要步驟，它可以在有效提升檢測效率的同時對化學中一些復雜操作單元來進行相關(guān)處理，如在加熱和冷卻等有關(guān)環(huán)節(jié)。當完成檢驗后可將其合并流入到流路體系內(nèi)并實現(xiàn)對非平衡態(tài)和非均勻下的檢測工作，進而對其精密度和速度分析都有著較大提升作用，這樣可以較好地對試劑消耗費用進行控制，可以實現(xiàn)對貴重試劑的適度測定，切實減少貴重試劑用量，進一步節(jié)約成本，減少浪費[2]。

3.3 就熒光分析法進行分析

一般在來講，在進行常溫物質(zhì)實施波長入射光照時，其價電子便可從基臺躍遷至激發(fā)態(tài)狀態(tài)，但該種激發(fā)態(tài)穩(wěn)定性欠佳，價電子會迅速發(fā)生衰變而轉(zhuǎn)化成基態(tài)，與此同時還會伴有光子輻射且有超過入射光波長的射光出現(xiàn)，通常稱這種射光叫熒光。但如果對其停止光照射則所發(fā)現(xiàn)熒光也會慢慢消失不見。熒光分析法可分為分子熒光光譜法和原子熒光光譜法兩種，至今為止這種方法大多運用在一些含發(fā)射熒光物質(zhì)測定中，如在量子點和熒光染料等方面，然而對于重金屬離子測定時，因為熒光物質(zhì)可使熒光增強和淬滅等現(xiàn)象，使其濃度會增強，進而使熒光增強或淬滅作用進一步擴大。由于其具有這種特殊性質(zhì)而促使熒光分析法在進行重金屬檢測中靈敏度更高，同時它與原子吸收光譜法相比所檢測出的限度也要低一些，此外，其樣品還不需要具備一些顯色、分離、富集以及選擇性極強等特性，其在實際操作過程中十分簡單。但其難以實現(xiàn)廣泛性應用，這主要是由于大多數(shù)物質(zhì)自身都沒有熒光存在，只能在物質(zhì)中加入適量熒光物質(zhì)后才能實現(xiàn)熒光分析[3]。

3.4 就電化學法分析

該方法主要是利用物質(zhì)所具有電化學性質(zhì)來實現(xiàn)對物質(zhì)中組成含量進行測定的。一般該方法所使用試液都是化學電池中重要的成分，在化學電池電導、電流等相關(guān)參數(shù)與測定水質(zhì)濃度間具有相關(guān)性來實現(xiàn)對物質(zhì)含量測定。測定物質(zhì)過程中所發(fā)生電化學反應是實現(xiàn)電化學分析法測定中的基礎條件，將其運用到環(huán)境水質(zhì)測定中具有極高的應用價值和意義。有研究人員采用溶出伏安法對海水和飲用水中痕量金屬作檢測，其結(jié)果表明運用這種方法可以迅速地測定出水質(zhì)中重金屬含量[4]。

3.5 就原子吸收分光光度法進行分析

該方法在實際應用中十分廣泛，它具有檢測迅速、靈敏度高以及選擇性好等優(yōu)點。至今為止運用該方法可以實現(xiàn)對七十多種金屬元素的測定。它是運用氣態(tài)基態(tài)原子外層電子來實現(xiàn)對紫外光以及可見光的吸收，并以此基礎進行分析的方法。根據(jù)不同原子化裝置可分為火焰和石墨爐兩種原子吸收分光光度法[5]。此外，在對高揮發(fā)性金屬如汞等進行測定時，還可以運用冷原子吸收法來進行。比如針對環(huán)境水質(zhì)中微量鉛含量檢測上我們就可以應用該種技術(shù)。簡單點說先取PH=6的緩沖溶液，然后顯色劑用二甲酚橙，之后將樣品混合后鉛形成穩(wěn)定的1：1的紅色配合物，最后再利用分光光度法在波長283nm處測定吸光度。

3.6 就高效液相色譜——光度法進行分析

該方法具有檢測效率高、速度快等優(yōu)點，但將其與以上幾種檢測方法相對比，其測定精確度比較低。因此，這種方法在以往金屬檢測中運用比較少?，F(xiàn)今人們大多運用液相與光譜兩者相結(jié)合方式來進行檢測，進而得以有效地解決其精確度低的問題，也就是高效液相色譜——光度法。該方法在測定金屬元素時需將游離金屬離子與有機顯色劑進行反應而衍生，進而生成金屬螯合物后再作進一步測定。比如針對高濃度有機廢水檢測其中常見的堿土金屬和堿金屬這兩種離子上我們便可以采用該技術(shù)。首先利用離子色譜法對高濃度有機廢水予以測定，然后再借助于IonPac CSl2A陽離子交換柱、20mmol/L甲磺酸流動相、抑制型電導檢測，這樣一來便能夠快速地得出被檢對象中Na+、K+、Mg+、Ca2+等離子的含量[6]。

3.7 生物化學法分析

在對水質(zhì)中重金屬含量進行檢測時運用生物化學方法來進行時，其對環(huán)境不會造成污染，同時其檢測速度也比較迅速且還具有較強自適應能力。在生物學法中酶抑制法及免疫分析法是最常見的檢測方法，其中酶抑制法就是利用重金屬污染物可以改變酶活性原理來進行的，進而減少其活性，同時還會使酶本身諸如電導率、PH等性質(zhì)因此而發(fā)生變化，隨后在進行定量分析?，F(xiàn)階段酶抑制法通常是用于諸如脈酶、過氧化酶等這些痕量重金屬的酶檢測。而免疫分析法主要是利用抗體無法與重金屬污染物發(fā)生化學反應而實現(xiàn)的，進而對其抗體中攜帶發(fā)光物質(zhì)含量來計算出重金屬含量。結(jié)合實踐來看，免疫分析法擁有著選擇性強以及靈敏度大等優(yōu)點。需要特別注意一點，應用免疫分析法要想成功的話重點在于我們選擇的絡合物與金屬離子結(jié)合能否制備出特異性抗體，若達不到這一目標的話，該技術(shù)在檢測重金屬離子方面就會失效。

4 結(jié)語

總的來講，在對環(huán)境水質(zhì)中重金屬含量進行測定時，應當要有極高準確性、特異性的同時還應當具有操作方便和測定迅速等特性。雖然現(xiàn)今檢測方法眾多，但各種方法特性各不相同，所以，在實際應用中應當結(jié)合實際檢測需求來選擇合適或是多種技術(shù)相結(jié)合的方法來進行實際測定，進一步提升水質(zhì)檢測質(zhì)量和效率。

參考文獻

[1] 李文，李煜.試析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].江西建材，2017（23）：246-247.

[2] 劉菲，喻子書.環(huán)境水質(zhì)分析中的重金屬檢測技術(shù)應用[J].技術(shù)與市場，2018，25（3）：150.

[3] 熊金鋒.環(huán)境水質(zhì)分析中重金屬檢測技術(shù)應用研究[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2018（2）：3-4+13.

[4] 常林.重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應用[J].中國資源綜合利用，2017（6）：63-65.

[5] 馮偉，徐震，王苗苗，等.用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].中國化工貿(mào)易，2017（14）78.

[6] 李文，李煜.試析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].江西建材，2017（23）：246-247.