探究水質(zhì)分析中的重金屬檢測技術(shù)

(瑞木鎳鈷管理（中冶）有限公司，北京100028)

雖然以往我國在水質(zhì)分析中高度重視重金屬檢測，但由于受到過去技術(shù)水平等因素的制約，使得部分傳統(tǒng)重金屬檢測技術(shù)難以有效達(dá)到快速、精準(zhǔn)檢測水體中重金屬的效果。隨著近些年我國科學(xué)技術(shù)水平的逐步提升，在水質(zhì)分析中也逐漸出現(xiàn)了各種先進(jìn)的、現(xiàn)代化的重金屬檢測技術(shù)，為提高水質(zhì)分析成效發(fā)揮了重要作用。

1 重金屬檢測技術(shù)在水質(zhì)分析中的重要作用

我國過去相當(dāng)長一段時間內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展是以犧牲環(huán)境為代價，尤其是在大力發(fā)展重工業(yè)的過程中，雖然在一定程度上帶動了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，但與此同時也極大地破壞了我國生態(tài)環(huán)境，使得我國出現(xiàn)了極為嚴(yán)重的水質(zhì)污染問題。雖然水體本身帶有一定的自凈能力，但因重金屬自身具有較高的毒害性，且通常難以降解并極易隨食物鏈向外延伸，加之部分重金屬在隨水體流動時仍然難以通過水體自凈的方式完全消除，不斷累積增加的重金屬最終將造成水質(zhì)污染，進(jìn)而對人體以及水體生物造成嚴(yán)重危害[1]。而通過在水質(zhì)分析中運用重金屬檢測技術(shù)，可以有效檢測出水質(zhì)當(dāng)中存在的重金屬及其含量，幫助檢測人員在準(zhǔn)確掌握水質(zhì)情況的同時，精準(zhǔn)判斷水質(zhì)是否存在重金屬污染問題及具體污染嚴(yán)重程度，以便相關(guān)工作人員可以有針對性地進(jìn)行改善，切實保障我國水質(zhì)環(huán)境的衛(wèi)生、安全。

2 水質(zhì)分析中的重金屬檢測技術(shù)

2.1 傳統(tǒng)檢測技術(shù)

2.1.1 液相色譜分析法

在以往水質(zhì)分析中的重金屬檢測中，常用的一大檢測技術(shù)便是液相色譜分析法。此種重金屬檢測技術(shù)從本質(zhì)上來說指的就是一種分離與分析技術(shù)，其流動相固定為液體，但固定相的形式多種多樣，包括紙、薄板等均可以作為其固定相，并且根據(jù)其具體固定相形式，可以將液相色譜分析技術(shù)細(xì)分成多種不同類型的技術(shù)，例如紙色譜與薄層色譜分析技術(shù)等等。雖然這一檢測技術(shù)具有操作簡便、技術(shù)難度較小等優(yōu)勢特點，但其同樣存在檢測精準(zhǔn)度較低的缺陷，因此本文認(rèn)為在使用液相色譜分析法對水質(zhì)中的重金屬進(jìn)行檢測時，需要檢測人員搭配使用其他重金屬檢測技術(shù)以形成優(yōu)勢互補，才能獲得理想檢測效果。

2.1.2 電化學(xué)檢測技術(shù)

在水質(zhì)重金屬檢測當(dāng)中，電化學(xué)檢測技術(shù)也是常用的一項傳統(tǒng)重金屬檢測技術(shù)。該種檢測技術(shù)便是通過利用電化學(xué)反應(yīng)原理對水質(zhì)當(dāng)中重金屬元素類型及具體含量進(jìn)行精準(zhǔn)判斷。如使用伏安法檢測水質(zhì)中的重金屬時，便是根據(jù)各物質(zhì)所具有的電化學(xué)特性不盡相同，通過電流作用所表現(xiàn)出不同變化規(guī)律的原理，借助專業(yè)的檢測儀器設(shè)備完成水質(zhì)分析中的重金屬檢測[2]。電化學(xué)檢測技術(shù)幾乎不受水體中鹽分的干擾影響，并且具有成本低廉、檢測儀器所占空間不大等優(yōu)勢特點。但其在實際運用過程中必須在電化學(xué)池中進(jìn)行，即只有將采集得到的實驗水體融入于電化學(xué)池內(nèi)，并使用專業(yè)的檢測儀器設(shè)備對電化學(xué)池當(dāng)中的各項參數(shù)值進(jìn)行測量，隨后將其與標(biāo)準(zhǔn)值逐一比較，才能有效判定水體當(dāng)中所含有的重金屬元素。這也使得電化學(xué)檢測技術(shù)存在適用性較低的問題，且因其容易受到環(huán)境水質(zhì)當(dāng)中高基體的影響，因此也難以始終保持較高的測量精準(zhǔn)度。

2.1.3 流動注射分析法

使用流動注射分析法這一傳統(tǒng)重金屬檢測技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)中的重金屬檢測，主要是通過將待測水體樣品注入至流動載體的內(nèi)部，令流動載體和水體樣品進(jìn)行充分結(jié)合與反應(yīng)，隨后采用定量分析的方式判定水質(zhì)中的重金屬元素及其具體含量。相較于其他傳統(tǒng)重金屬檢測技術(shù)，流動注射分析法具有良好的適用性，對檢測儀器設(shè)備的依賴性相對較小，能夠與水質(zhì)重金屬在線檢測要求相符合。但其同樣也存在一定局限性，由于其主要是通過向流動載體中注入待測水體樣品的方式檢測水質(zhì)中的重金屬，因此其對于水體樣品的選取與采集具有較高要求。本文認(rèn)為，檢測人員使用該項檢測技術(shù)時，在完成水體樣品采集后需要對其進(jìn)行預(yù)處理，才能將水體樣品與流動載體進(jìn)行有效結(jié)合反應(yīng)。受此影響，這一檢測技術(shù)的檢測效率也相對較低，且容易出現(xiàn)檢測結(jié)果偶然性偏高的情況。

2.2 新興檢測技術(shù)

2.2.1 生物化學(xué)分析法

在近些年我國逐漸加大對水質(zhì)分析中重金屬檢測的重視力度下，通過積極運用各種先進(jìn)的檢測理念并從國外引進(jìn)大量現(xiàn)代化重金屬檢測技術(shù)，使得水質(zhì)分析中重金屬檢測效率與檢測精準(zhǔn)度均得到了一定提升。作為目前在水質(zhì)重金屬檢測中使用相對頻繁的一種新興檢測技術(shù)，生物化學(xué)分析法主要通過運用生物大分子對待測物具有特異性識別能力，將待測水體與生物大分子識別元件進(jìn)行充分融合，令原本水體中的各種復(fù)合物、光熱信號統(tǒng)一轉(zhuǎn)變成光電信號，在定量分析下有效幫助檢測人員精準(zhǔn)掌握水體當(dāng)中的具體重金屬元素類型與含量。例如在檢測水質(zhì)中重金屬的酶含量時，便可以借助重金屬離子會同酶活性進(jìn)行相互反應(yīng)與結(jié)合，檢測人員通過逐一檢測水質(zhì)的酸堿值、水質(zhì)中物質(zhì)電導(dǎo)率與顯色劑顏色等便可以高效、精準(zhǔn)地獲得水質(zhì)中重金屬內(nèi)的酶含量[3]。相比于傳統(tǒng)檢測技術(shù)，生物化學(xué)分析法具有更高的靈敏度與精準(zhǔn)度，且具備較強的可選擇性和靈活性，這也使得該種檢測技術(shù)可以廣泛運用在水質(zhì)分析中的重金屬檢測中。

2.2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

雖然電感耦合等離子體質(zhì)譜法早在二十世紀(jì)九十年代初便已經(jīng)開始運用在水質(zhì)重金屬檢測中，但本文認(rèn)為經(jīng)過多年的持續(xù)發(fā)展，這一重金屬檢測技術(shù)通過不斷優(yōu)化已經(jīng)具有較高的完善性。在對水質(zhì)中的重金屬進(jìn)行檢測時，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法，將氬氣作為動力源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)火焰，不僅有助于提高檢測效率，增強重金屬檢測的靈活性，同時也能夠有效避免在重金屬檢測過程中對水質(zhì)以及生態(tài)環(huán)境造成二次破壞。另外，電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有全面性的重要優(yōu)勢，可在同一時間段內(nèi)對水體中的諸多重金屬元素進(jìn)行快速、精準(zhǔn)測定，并且此種檢測技術(shù)具有較高的抗干擾性，對應(yīng)用范圍的限制極小，除水質(zhì)中的重金屬檢測外，電感耦合等離子體質(zhì)譜法也可被用在土壤、大氣等其他領(lǐng)域中的重金屬檢測中。其廣泛的應(yīng)用范圍、強大的環(huán)境適用性與較高的靈敏度、精準(zhǔn)度也為電感耦合等離子體質(zhì)譜法在水質(zhì)中重金屬檢測中的深入應(yīng)用創(chuàng)造了良好條件。

2.2.3 激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測法

當(dāng)前在水質(zhì)重金屬檢測中較為新穎的檢測技術(shù)之一便是激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測技術(shù)。這一檢測技術(shù)在完成水質(zhì)分析中的重金屬檢測時，主要是通過利用高功率激光與物質(zhì)產(chǎn)生作用的等離子體時，會發(fā)射出相應(yīng)的光譜原理，通過利用高精準(zhǔn)度的光譜分析儀對其獲取的光譜進(jìn)行準(zhǔn)確分析，便可以依照光譜分析結(jié)果準(zhǔn)確獲取水體樣品中具體含有的重金屬元素類型與含量。該項檢測技術(shù)無需檢測人員對采集的水體樣品進(jìn)行預(yù)處理，且具有操作簡便、檢測速度快、測定結(jié)果精準(zhǔn)度高、檢測靈敏度高等諸多優(yōu)勢特點，因此也逐漸被廣泛運用在水質(zhì)分析中的重金屬檢測中。

3 結(jié)束語

總而言之，在水質(zhì)分析中重金屬檢測意義重大。雖然部分傳統(tǒng)的重金屬檢測技術(shù)也可以在一定程度上達(dá)到測定水質(zhì)中重金屬元素類型與含量的效果，但其普遍具有檢測效率低、檢測結(jié)果精準(zhǔn)度不高等局限性。因此我國還需要繼續(xù)加大對重金屬檢測技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新力度，探尋更多行之有效并具有高效、高精準(zhǔn)度等優(yōu)勢特性的新重金屬檢測技術(shù)，從而在有效落實水質(zhì)分析工作之余，也可以推動重金屬檢測技術(shù)的長效發(fā)展。