重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應(yīng)用

王凱凱

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 洛陽 471023）

水源是人們生活、工業(yè)以及農(nóng)業(yè)作業(yè)中不可缺少的資源，如果在水環(huán)境中有重金屬超標(biāo)的現(xiàn)象，對于人們的生命安全以及產(chǎn)品的安全會造成極大的威脅。所以相關(guān)部門一定加大對會出現(xiàn)重金屬污染產(chǎn)業(yè)的重金屬檢測，從源頭控制住污染的問題，保證人們生活中所需的水源是安全的且無污染的[1]。因此，重金屬檢測的技術(shù)要做到穩(wěn)定且準(zhǔn)確，這樣才能在檢測作業(yè)中達(dá)到最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和效果。

1 對于水源環(huán)境進(jìn)行重金屬檢測的意義以及重金屬污染的特征

1.1 進(jìn)行水源環(huán)境重金屬污染檢測的意義

重金屬污染主要存在的環(huán)境是在水源環(huán)境中，并且重金屬污染大都出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中，這一類企業(yè)工廠周邊通常情況下都會有水源環(huán)境。在工業(yè)生產(chǎn)過程中會因為所使用的材料以及流程，致使由重金屬以及其他有危害性的化合物構(gòu)成重金屬超標(biāo)污染問題[2]。其本身是屬于不溶于水的物質(zhì)，在水中無法自行分解，會對水源環(huán)境造成極大的環(huán)境污染現(xiàn)象。這樣的污染情況會對周邊民眾的生活造成極大的危害以及生命安全威脅，甚至?xí)χ車h(huán)境造成不可預(yù)估的破壞現(xiàn)象。對水源環(huán)境進(jìn)行重金屬含量的檢測是從源頭控制住工業(yè)生產(chǎn)工廠對水源環(huán)境的排污現(xiàn)象，以此保證人們所用的生活用、工業(yè)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用手的安全[3]。

1.2 水源環(huán)境中重金屬污染問題的特征

重金屬對于水源環(huán)境的污染因素較多，其中污染較為嚴(yán)重的是重工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，這一類企業(yè)在生產(chǎn)過程中會對外排放污水以及廢水，而在這其中就有大量的重金屬物質(zhì)。特別是針對冶金企業(yè)和印刷企業(yè)來說，是目前重金屬排放量較為高的企業(yè)，一定要對其進(jìn)行合理的監(jiān)控，才能保證周邊水源環(huán)境的安全。

2 目前針對水源環(huán)境的重金屬檢測存在的不足

2.1 對于檢測的重視度不夠

雖然對于水源環(huán)境質(zhì)量的保障是一項極為重要的事情，但是在目前的檢測過程中，相關(guān)部門對于重金屬檢測的力度不夠重視。并且，在現(xiàn)有的重金屬檢測過程中，大多數(shù)的檢測部門的檢測技法沒有達(dá)到一定的嚴(yán)謹(jǐn)程度，對于水環(huán)境中的重金屬超標(biāo)現(xiàn)象的分析方法過于死板。檢測人員沒有依據(jù)水源環(huán)境周邊的實際環(huán)境情況進(jìn)行事先的分析和考察，因為在進(jìn)行水源環(huán)境的重金屬檢測中，一定要先對做到具體問題具體分析，與當(dāng)?shù)氐母鞣N相關(guān)部門先進(jìn)行情況了解，走訪調(diào)查在此地的生產(chǎn)廠家。這樣能夠在最大可能性上從源頭查出重金屬排放的位置。

2.2 重金屬檢測技術(shù)的設(shè)備沒有進(jìn)行實時的更新

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多先進(jìn)的設(shè)備已經(jīng)可以逐漸在各行各業(yè)中運用。但針對目前的水源環(huán)境的重金屬檢測機構(gòu)中，仍然有部分使用著較為傳統(tǒng)的傳感器進(jìn)行檢測，或者根據(jù)人為地觀測方式先進(jìn)行大致的粗略判斷。這樣較為傳統(tǒng)的檢測方式最終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性不高，嚴(yán)重影響了檢測的效率和效果。所以一定依據(jù)時代發(fā)展中所出產(chǎn)的先進(jìn)檢測設(shè)備進(jìn)行運用實踐操作，針對檢測的技術(shù)也要緊隨時代的發(fā)展步伐。各個重工業(yè)生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)材料會隨著時代的變化而進(jìn)行更換，面對這些不同產(chǎn)品所產(chǎn)生的重金屬超標(biāo)現(xiàn)象要進(jìn)行不同方式的檢測技術(shù)進(jìn)行水源環(huán)境的重金屬檢測，這樣的檢測結(jié)果才會具有更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并且其可信度較高。

2.3 對于水源環(huán)境中的重金屬檢測技術(shù)不夠先進(jìn)

隨著我國的快速發(fā)展，各類礦產(chǎn)等資源在逐漸被開發(fā)中，因此我國大多數(shù)地區(qū)的水源質(zhì)量變得越來越差。如果只是利用以往的檢測手段對水源環(huán)境的質(zhì)量進(jìn)行檢測，是不能滿足現(xiàn)階段的重金屬含量檢測的標(biāo)準(zhǔn)，也無法達(dá)到檢測的需求。部分檢測部門對于水源環(huán)境的重金屬檢測方法仍然以傳統(tǒng)的檢測方式為主，這不僅會影響到檢測結(jié)果的可信度，也會耽誤對水源環(huán)境的治理，從而影響了周邊居民的生活質(zhì)量以及造成更多的經(jīng)濟損失。

3 在水源環(huán)境中使用的重金屬檢測方式分析

3.1 高效地利用電化學(xué)方式

重金屬污染問題中含有的物質(zhì)大都是以重金屬以及其他重金屬含量的物質(zhì)，對于此種現(xiàn)象可以依據(jù)電化學(xué)方式對重金屬進(jìn)行含量檢測。這種方式可以根據(jù)水源環(huán)境中的重金屬的電化學(xué)特征和其濃度含量將其找出來。在這一過程中會需要用到試液構(gòu)成電化學(xué)分析法中的電池，利用電流以及電導(dǎo)等的合理參數(shù)，并且與水源環(huán)境中的濃度有一個相互的關(guān)系，以這樣的條件能夠檢測出水源環(huán)境中的重金屬物質(zhì)含量。其中能夠?qū)U和鋅的重金屬物質(zhì)通過電化學(xué)方式中的伏案滴定方法等檢測出來，利用電化學(xué)方式可以進(jìn)行高效的重金屬檢測工作。

3.2 利用流動注射式的分析方式

采取流動注射式的檢測技術(shù)，是在水源環(huán)境中選取部分樣品，并且把樣品放到對應(yīng)流速的截流里。一旦樣品流動到反射器位置時，選取的樣品就會與之前的截流產(chǎn)生混合效果，兩者會通過一種化學(xué)反應(yīng)，并且能夠被檢測儀器檢測出來。當(dāng)產(chǎn)生反應(yīng)之后可以對其進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測，依據(jù)記錄儀對其進(jìn)行峰形信號的檢測分析。用這樣的方式進(jìn)行重金屬的檢測，是現(xiàn)階段的檢測技術(shù)中較為自動化的，并且其檢測工作中的效率也是較高的，利用化學(xué)反應(yīng)可以較為直接地觀察出被檢測的物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象。在進(jìn)行加熱以及冷卻的檢測環(huán)節(jié)后，將截流以及樣品一起注入在流路體系中，對于不平衡的以及不均勻的狀態(tài)下進(jìn)行的檢測，也能得到較為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

3.3 利用生物化學(xué)式的檢測方式

利用生物化學(xué)等分析方法，也能夠?qū)λ喘h(huán)境中的重金屬進(jìn)行含量檢測。其一，是可以采用免疫的分析方式，在水源環(huán)境中利用重金屬本身的反應(yīng)對其進(jìn)行檢測，構(gòu)建一個判定的過程。其二，利用酶化學(xué)分析方式，由于水源環(huán)境中的重金屬污染物質(zhì)可以對酶產(chǎn)生酶活性變化的反應(yīng)，可以依據(jù)這種化學(xué)反應(yīng)的特征進(jìn)行重金屬污染的判斷，并且可以利用甲硫基團會與重金屬中的離子放在一塊可以將酶活性降低的特點，對水源環(huán)境進(jìn)行PH酸堿值的測試或者是利用導(dǎo)電進(jìn)行檢測。

3.4 采取原子吸收光譜的方式進(jìn)行檢測

這種檢測方式可以根據(jù)氣態(tài)原子的特性對水源環(huán)境中的重金屬進(jìn)行快速地檢測，這其中是將電感耦合的離子當(dāng)作是檢測過程中的激光光源使用，并且這種方式在對于重金屬中的微量等上有很大的優(yōu)勢條件。同時會避免其他的干擾因素，在進(jìn)行水源環(huán)境的重金屬檢測時，擁有更高的靈敏度。這種方式同時也存在一定的局限性，不能將微量元素很好地檢測出來，所以一定要根據(jù)目前的原子吸收光譜的儀器進(jìn)行結(jié)合檢測，并且可以與分離富集的技術(shù)進(jìn)行共同使用，能夠在極大程度上提高檢測的精準(zhǔn)度。

3.5 利用熒光式的方法進(jìn)行檢測

人們對熒光的普遍認(rèn)知是認(rèn)為是一種發(fā)光閃閃的物質(zhì)，對于水源環(huán)境的重金屬檢測中能利用的是熒光本身含有的特性。其本身是一種能夠采取一定程度上的波長進(jìn)行的入射光，之后可以再次照射，并且其中處于常溫狀態(tài)下的物質(zhì)價電子能夠被激發(fā)出來而且可以促使自己的狀態(tài)發(fā)生改變；而這其中的穩(wěn)定性能較低，會導(dǎo)致價電子快速地衰變，之后會成為基態(tài)的狀態(tài)，然后會發(fā)出一道明顯的輻射光。當(dāng)輻射光的照射狀態(tài)停止以后，輻射光也會一同停止，這樣的一個物質(zhì)被稱之為熒光。在水源環(huán)境中的重金屬檢測中使用到的熒光分析方式的原因，是重金屬的特征能夠促使熒光的強度發(fā)生變化，可以根據(jù)實際情況讓熒光的光射增強和變?nèi)跎踔翢o光。

3.6 利用溶出伏安方式進(jìn)行重金屬的檢測

這個檢測方式需要分步驟完成，首先檢測操作人員要用相關(guān)的檢測儀器和設(shè)備對樣本進(jìn)行電解測試的反應(yīng)，這一步完成之后要對其痕量物質(zhì)進(jìn)行攪拌，并促使還原之后將其放置在陰極位置。其次，要做的事情是施加反向的電壓，把負(fù)極處于陰極位置上面的重金屬樣本離子再次放入水中。這兩個步驟完成以后，會看到在水溶液中產(chǎn)生一個強度較高的電流現(xiàn)象，這稱之為溶出。這樣的方式可以在極大程度上檢測出樣本中的多數(shù)重金屬離子，其可靠力度較高，是一個檢測水源環(huán)境中重金屬物質(zhì)的重要方式。

3.7 采用液相色譜的分析方式進(jìn)行重金屬的檢測

液相色譜方式在水源環(huán)境中的重金屬檢測過程中是屬于比較常用的方式之一，通常情況下比較適用于重工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的有機廢水的重金屬物質(zhì)的檢測。但是其本身具有一定的不足。這種方式主要是可以將水源環(huán)境的重金屬物質(zhì)與水進(jìn)行一個分離，可這種方式存在一定的缺陷性，在檢測的過程中其靈敏性不高。對于大部分重工業(yè)生產(chǎn)排出的污水以及廢水，第一步會進(jìn)行液相色譜法的分析方法對重金屬物質(zhì)進(jìn)行初步的篩查，通過這種方式可以簡單地判斷出水源環(huán)境中是否含有重金屬離子。之后會采取電導(dǎo)檢測的方式，進(jìn)行下一步的確認(rèn)，因為只是簡單地利用液相色譜的分析方式對重金屬物質(zhì)進(jìn)行檢測是不具備精較高精準(zhǔn)度的結(jié)果，需要與其他的方式結(jié)合檢測，才能彌補其靈敏性不高的缺陷。

4 結(jié)語

對于水源環(huán)境中的重金屬檢測是很有必要的，水資源對于人們的生活、工業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都具有重要的作用，一旦水資源出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，將會對人們的生活以及農(nóng)工業(yè)生產(chǎn)都有著不可估量的消極影響。相關(guān)部門一定要加大對重金屬的檢測力度，對于檢測的技術(shù)要做到合理且科學(xué)地運用，同時也要做到對技術(shù)的革新，這樣才能跟上時代的發(fā)展步伐。同時對于工業(yè)生產(chǎn)也來要加大管控力度以及明確的懲罰制度，這樣才能從源頭控制對水環(huán)境的污染。