環(huán)境監(jiān)測中的重金屬元素分析方法

王靜怡 覃勇

【摘? 要】隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境治理工作也得到進一步提升，環(huán)境監(jiān)測下重金屬污染現(xiàn)象較為嚴重，文章通過對重金屬元素分析方法進行分析，探討環(huán)境監(jiān)測下重金屬污染處理的方法措施。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)測;重金屬;元素分析;重金屬污染

引言

近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展速度非?？欤请S之而來的環(huán)境污染問題也引起了社會的高度關(guān)注，尤其是自然環(huán)境重金屬污染問題。我國工業(yè)規(guī)模不斷擴大，會向自然環(huán)境中排放錳、鉛、鉬等重金屬，這些重金屬積累到一定程度后，不僅會破壞自然環(huán)境性質(zhì)，還會影響到農(nóng)作物的生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，更甚者還會危害到人的生命健康。因此，加強自然環(huán)境重金屬檢測工作刻不容緩?，F(xiàn)階段，雖然我國自然環(huán)境重金屬檢測技術(shù)已經(jīng)取得了一定成效，但是重金屬檢測技術(shù)水平還不夠先進，還需要深入研究，只有不斷提高重金屬檢測技術(shù)水平，才能更好地檢測出自然環(huán)境中的重金屬含量，進而更好地保護自然環(huán)境。

1.環(huán)境監(jiān)測中的重金屬元素分析方法

1.1原子吸收光譜法

原子吸收光譜法又被稱為原子吸收分光光度法，該技術(shù)的應(yīng)用時間較長，從上世紀中葉開始就進入到人們的視野。該技術(shù)需要借助儀器才能實現(xiàn)，是一種儀器分析技術(shù)。其工作原理涉及到物理知識，即原子外層的電子可以吸收到特定的光譜。由于不同元素能夠被吸收的光譜存在明顯的差異，因此可以通過區(qū)分光譜的變化，來進行重金屬元素的確認。該方法不僅可以檢測到重金屬元素的存在，甚至還能進行含量的確定。技術(shù)的應(yīng)用可借助四類檢測儀器的輔助，最受到廣泛青睞的則是原子吸收。原子吸收光譜法具有突出的優(yōu)勢，檢測的結(jié)果較為準確，同時對各類元素都有良好的檢測效果。而且技術(shù)應(yīng)用難度不大，操作簡便易行，因此被行業(yè)人員大力推廣，為重金屬元素檢測工作提供了極大的便利。

1.2原子熒光光譜法

原子熒光光度法是通過測量待測元素的原子蒸汽吸收一定波長的光輻射而被激發(fā)產(chǎn)生熒光，在一定條件下其熒光發(fā)射強度與待測元素原子濃度成正比進行分析的方法。該方法靈敏性較強，檢出限較低，譜線簡單且干擾少，可同時檢測多種元素的含量，在重金屬離子檢測領(lǐng)域被廣泛研究。

1.3電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

該方法是在傳統(tǒng)的原子發(fā)射光譜法（AES）基礎(chǔ)上發(fā)展而來，通過高頻電感耦合產(chǎn)生等離子體放電的光源將待測物質(zhì)蒸發(fā)、解離、電離并被激發(fā)，產(chǎn)生光輻射，通過分光色散，形成光譜。某種元素原子只能產(chǎn)生某些特定波長的譜線，因而可根據(jù)光譜圖中是否出現(xiàn)某些特征譜線，可判斷是否存在某種元素。根據(jù)特征譜線的強度，測得待測元素的含量。該方法分析速度快、元素選擇性好、檢出限低，適用于整批樣品多組分同時測定，但也存在被測元素濃度較高時，準確度較差以及所用儀器設(shè)備費用昂貴等缺點。賀攀紅等將氫化物發(fā)生技術(shù)（HG）與電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）聯(lián)用實現(xiàn)了易氫化元素與難氫化元素的同時測定。在同步測定土壤中的痕量As、Cu、Pb、Zn、Ni、V等元素時取得了較好的結(jié)果;采用混合酸溶解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法同時測定土壤中17種元素并與一級國家標準物質(zhì)認定值比對，測定值的相對標準偏差（n=12）均小于4.0%。

1.4生物化學(xué)法

生物化學(xué)法是重金屬檢測的一種新型方法，主要有免疫分析法和酶抑制法兩種檢測方法。免疫分析法的原理是利用抗體與抗原的特異性反應(yīng)，即將適量的抗體加入到水中，使抗體與水中的重金屬元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進而測定水中重金屬的含量。該方法具有高靈敏度、高選擇性、不會產(chǎn)生二次污染的優(yōu)點。酶抑制法是通過改變酶活性中心的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，引起酶活力下降，進而使底物與酶系統(tǒng)中的顯色劑顏色、pH和電導(dǎo)率等隨之變化，從而進行定量分析的技術(shù)。此技術(shù)由于具有方便、快速、經(jīng)濟的優(yōu)點，非常適合水質(zhì)重金屬的現(xiàn)場檢測，但是靈敏度和準確性不夠好，只能做定性分析。

1.5色譜分析法

色譜分析法利用不同物質(zhì)在不同相態(tài)的選擇性分配，以流動相對固定相中的混合物進行洗脫，混合物中不同的物質(zhì)會以不同的速度沿固定相移動，最終達到分離的效果。根據(jù)物質(zhì)的分離機制，色譜分析法又可分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜等類別，而不同類別色譜分析法的作用也不同。色譜分析法與蒸餾、化學(xué)沉淀、電泳技術(shù)等原理十分相似，是利用固定相與流動相之間對待分離組分溶解度的差異來實現(xiàn)分離。色譜分析法在土壤重金屬檢測中有著較高的應(yīng)用價值，其分離效能高、檢測性能準確，被廣泛應(yīng)用于石油化工、環(huán)境能源、環(huán)境生命等領(lǐng)域。

1.6酶抑制法

酶抑制法是能夠在現(xiàn)場對重金屬元素做快速檢測的方法，根據(jù)特定酶的活性中心與待測元素、物質(zhì)間相互作用，分析其造成的可視化的顏色變化和易測定的電導(dǎo)率改變，同酶抑制法相應(yīng)的指標體系做對比判斷，從而確定所檢測樣本中金屬元素的種類。這種方法主要是定性的初步判定，無法做到定量的準確測量，但可肉眼觀察的方法簡便性讓其在現(xiàn)場檢測中很常用，例如對作物農(nóng)業(yè)殘留的成分測定。

2.重金屬污染現(xiàn)象的解決措施

2.1優(yōu)化環(huán)境監(jiān)測方法

為更好地控制環(huán)境監(jiān)測二次污染問題，減少重金屬污染物的排放，最關(guān)鍵的便是避免化學(xué)試劑的大量使用。但若局限于常規(guī)環(huán)境監(jiān)測方法，對于化學(xué)試劑很難棄之不用，所以重金屬污染難以從根源上控制，這正是環(huán)境監(jiān)測的矛盾所在，嚴重違背環(huán)保工作的初衷。所以，應(yīng)當(dāng)積極改進和優(yōu)化環(huán)境監(jiān)測方法，以SO2有害物質(zhì)的測定為例，常規(guī)監(jiān)測方法會帶來超標的問題，而通過對化學(xué)試劑進行更換，如甲醛試劑，便能夠較好的解決環(huán)境監(jiān)測中的重金屬元素殘留問題。

2.2測試儀器的選擇

重金屬測定常用的儀器有電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、原子吸收分光光度儀等，根據(jù)監(jiān)測目標元素、質(zhì)量管理目標、儀器的檢出限、靈敏度等選擇相應(yīng)的測試儀器。比如砷、汞除了可以選擇ICP、ICP-MS外，還可以選擇原子熒光光度儀，或測汞儀。現(xiàn)在X射線熒光光譜儀，因其不需要對土壤樣品進行前處理，測定簡單高效也逐漸應(yīng)用于土壤重金素元素的測定。

2.3通過政策措施引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)凈化污水排放。

從政策角度出發(fā)，為了加強我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)，可以制定和出臺相應(yīng)的政策法規(guī)，來對各個工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)和污水排放做好統(tǒng)籌規(guī)劃和管理。一方面，我國已制定了規(guī)范化的污水排放標準，對工業(yè)企業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)設(shè)備和污水處理設(shè)施也有了一定的要求和監(jiān)督，還通過環(huán)保部門環(huán)保檢查和評定的方式，讓生態(tài)效益也成為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)資質(zhì)認定的標準之一;但是，另一方面，我國的許多小作坊、小工業(yè)企業(yè)不規(guī)范生產(chǎn)和大量排污的現(xiàn)象屢見不鮮，而一些購置有清潔處理設(shè)備的工業(yè)企業(yè)為了降低成本開銷，也不日常使用。這反映出我國的政策措施盡管具有一定的作用和效果，但對于工業(yè)企業(yè)排放污水的監(jiān)管力度和成效還有待提升。

3.結(jié)語

綜上所述，重金屬污染是危害最大的環(huán)境污染問題之一，對人體健康有著極大的危害性，因此，為提高環(huán)境監(jiān)測書評，準確測定環(huán)境中重金屬元素是非常重要的。工作人員還需要結(jié)合實際情況選擇正確的檢測技術(shù)，確保得到準確、有效的檢測結(jié)果。

參考文獻

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