水質檢測分析中重金屬檢測技術的應用

劉潔，劉麗茹，許世明 (河南日盛綜合檢測有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

隨著工業(yè)經濟的發(fā)展，人民生活水平雖然得到大幅度提升，但是工業(yè)生產產生的水質污染問題也不容小覷，尤其是重金屬物質對環(huán)境水質產生了破壞，對人民群眾也產生了較大的負面影響。如今，國家對于水質檢測和治理的重視程度不斷提升，重金屬檢測技術也成為水質檢測分析工作中比較重要的一種手段，在水質檢測和治理方面發(fā)揮了積極的作用?？紤]到重金屬的危害性比較強，對環(huán)境和周邊生活的生物都會產生影響，因此相關部門需要積極推廣重金屬檢測技術，全方位提升重金屬檢測和治理的質量。

1 水質檢測分析概述

水資源無論是在生產還是人們日常生活方面都發(fā)揮了重要的作用，可以說人們的生存和發(fā)展都離不開水資源，足可見水資源的重要性[1]。根據數(shù)據顯示，通常情況下人們在不從事重體力勞動時每天需要1 200～1 500 mm的水，如果從事重體力勞動需要的水分將會翻倍，而且在連續(xù)性重體力勞動2 h之后需要補充足夠的電解質，避免出現(xiàn)脫水的現(xiàn)象，一旦人體出現(xiàn)脫水的現(xiàn)象將會危及生命。此外，水的質量也會影響人體健康，如果長期飲用質量不達標的水也會對人體產生比較嚴重的影響。為了充分保證水質，相關部門需要借助水質檢測分析技術全方位查看水的質量，了解水中包含的各種成分，例如水體中是否包含能夠影響人體健康的元素或是是否包含細菌等。在這個過程中，尤其需要注意借助水質檢測分析技術查看水中是否包含過量的重金屬物質，一旦發(fā)現(xiàn)超標現(xiàn)象必須及時采取措施，保證人們的飲用水安全。

2 開展水質檢測分析中重金屬檢測的意義

水作為比較常見的溶劑之一，經常會包含各種物質，這些物質可能是雜質，也可能是溶于水的危害物質，從最終結果來看這些物質都會對水體質量造成影響[2]。尤其是重金屬物質無論是對水體、生態(tài)環(huán)境還是周邊生物都會造成危害。水體重金屬污染是比較常見的一種環(huán)境問題，鑒于其危害性較為嚴重，因此相關部門一直十分重視。一般來說，重金屬物質中包括銅、鉻、鉛、汞、砷等污染元素，這些元素對于人體器官和神經系統(tǒng)都會造成不同程度的傷害。例如，鉛作為比較常見重金屬污染元素之一，長期飲用含有鉛的水會對人體神經系統(tǒng)和消化系統(tǒng)造成影響，使得人體免疫力下降，甚至出現(xiàn)神經衰弱、腸胃疾病以及心腦血管疾病等，對抵抗力比較弱的老人和小孩會造成神經系統(tǒng)的不可逆損傷；汞會影響人體腦組織和腎臟功能，嚴重的話會使人患上肝病、腎臟疾病以及神經衰弱等疾病。這些都是比較常見的重金屬物質及其會對人體造成的損害，而這些損害往往比較嚴重，很難自愈。隨著經濟的發(fā)展，環(huán)境污染問題受到各界的重視，國家對于重金屬污染問題更是態(tài)度明確，要求相關部門認真對待重金屬污染問題。因此，相關部門不斷加強水質檢測分析中重金屬檢測的力度，利用先進的技術手段提升了重金屬檢測的準確性，這為全面改善重金屬治理效果奠定了堅實的基礎，不僅可以有效提升水質保護工作的質量，也可以為生態(tài)環(huán)境和人民生命安全提供堅實的保障。

3 水質檢測分析中比較常用的重金屬檢測技術

3.1 高效液相色譜分析法

我國水質檢測分析中比較常用的重金屬檢測技術之一是高效液相色譜分析法，這種方式在重金屬檢測方面可以取得比較好的效果，并且能夠在檢測的過程中將重金屬物質從水體中分離出來[3]。在這個過程中，工作人員會利用液相色譜分析法詳細分析水體中重金屬元素的詳細信息，包括種類、含量和分布范圍等。雖然高效液相色譜分析法在水質檢測方面可以取得比較明顯的效果，但是也存在一些缺陷，尤其是在靈敏度方面。與其他方式相比，高效液相色譜分析法的靈敏度較低，因此相關部門使用高效液相色譜分析法開展重金屬檢測工作時需要根據水體污染的情況將高效液相色譜分析法與其他方式相結合，這樣才能在發(fā)揮高效液相色譜分析法優(yōu)勢的基礎上進一步提升重金屬檢測技術的靈敏性。例如，工作人員可以提前使用離子色譜法測定水體中大致包含的物質種類，然后借助陽離子交換柱抑制電導檢測法詳細收集水體中重金屬污染的信息。

3.2 原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法也是比較常見的一種重金屬檢測技術，主要是利用光學原理在原子吸收光譜形成紫外線時根據形成的光譜差異分析水體中包含的成分，并以此確定水體中重金屬物質的含量[4]。現(xiàn)階段，我國比較常用的就是原子吸收分光光度法，之所以經常采用這種方式主要是因為原子吸收分光光度法可以有效檢測出水體中是否含有其他物質，整個過程靈敏快捷，可以在最短時間內完成檢測工作。其工作原理是根據電子對分光光度吸收的情況以及光譜現(xiàn)象進行重金屬檢測，目前比較常用的兩種檢測方法包括石墨爐原子吸收分光光度檢測法和火焰原子吸收分光光度檢測法。這兩種方式都依靠原子裝置開展工作，因此工作人員在進行重金屬檢測時會根據實際情況選擇比較合適的方法和設備。

3.3 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法也是水質檢測分析中重金屬檢測的有效方法之一，這種方式是利用電感耦合等離子炬作為檢測光源，借助技術手段分析水體中重金屬的情況[5]。由于電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法在重金屬檢測方面可以幫助工作人員快速采集和分析水樣，并且準確檢測出重金屬元素的含量和污染程度，因此受到工作人員的青睞。此外，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對生態(tài)環(huán)境的影響也比較小，不會產生二次污染。除了檢測水體中包含的重金屬元素之外，使用這種方式也可以對其他微量元素進行檢測，而且檢測結果精準度比較高。但是如果水體中只含有微量重金屬元素則需要結合分離富集技術將重金屬元素聚集在一起，以此保證檢測結果的準確性。

3.4 電化學法

電化學法也是工作人員開展水質重金屬檢測工作的重要方式之一，電化學法的原理是利用電化學特性以及物質組成和分解的規(guī)律對水體中包含的重金屬物質進行分析和判斷。工作人員使用電化學法的過程中需要注意電阻、電導率、電流、電位以及電量等參數(shù)，通過設置合適的參數(shù)確保電位解析、溶出伏安、極譜、伏安測定等工作可以順利完成。在這個過程中，工作人員需要收集各方面的數(shù)據，并且按照規(guī)定的標準分析和研究水體中包含的重金屬元素檢測信息，完成對水質情況和重金屬元素濃度的評定工作。雖然電化學法可以取得比較明顯的效果，但是在實際操作的過程中也會出現(xiàn)一些問題。因此工作人員需要嚴格按照標準開展工作，必要時可以利用玻璃電極、飽和甘汞電極以及電化學分析技術完成對水體重金屬物質的檢測。

3.5 流動注射分析法

流動注射分析法是按照規(guī)定抽取一定量的樣品之后，將其注入到流動承載物中，確保樣品可以通過反射器實現(xiàn)載體與式樣的融合。工作人員會在兩者反應之后將樣品從檢測器中排放出來，經過分析和研究得出水體中重金屬元素的含量。而且，工作人員全程都會使用科學的記錄和分析儀器，以此實現(xiàn)精準化定量分析，由此可見流動注射分析法具有很高的準確性。從本質上看，流動注射分析法也可以實現(xiàn)重金屬檢測自動化、智能化，這不僅可以簡化操作流程，也可以最大限度提升工作效率和工作質量，避免重金屬檢測工作受到人為因素的影響。例如，工作人員利用流動注射分析法開展水質重金屬檢測工作時可以將樣本注入到流入機制中，使樣本能夠在非均勻及非平衡狀態(tài)下完成檢測工作，通過這種方式降低檢測成本，同時保證經濟效益。

3.6 生物化學分析法

水質重金屬檢測工作中生物化學分析法比較常用的兩種方式是免疫分析法和酶分析法。從工作原理和表現(xiàn)效果的角度來看，免疫分析法靈敏性比較強，而酶分析法選擇性比較強。從本質上看，生物化學分析法是利用抗原和抗體之間的反應判斷水體中包含的重金屬含量。其工作原理是借助生物化學分析法將重金屬離子和相關絡合物結合在一起，使其成為一個穩(wěn)定的空間結構，然后將空間結構與抗原、抗體相結合，通過觀察獨特的反應現(xiàn)象確定水體中重金屬元素的含量。但是在這個過程中，工作人員需要注意重金屬離子與絡合物混合之后如果無法檢測出特異性抗體的存在，則表示生物化學分析法不能充分發(fā)揮作用。此外，酶分析法是指將重金屬離子與酶活性處在中端位置的琉基相結合，通過觀察酶活性中心屬性和架構的變化情況以及其他物質在電導率、顯色劑顏色、pH值方面的變化情況判斷水體中包含的重金屬元素含量。

3.7 熒光分析法

熒光分析法的關鍵是利用熒光現(xiàn)象測定水體中重金屬元素的含量。通常情況下，常溫物質受到某些波長投射之后，物質的價電子會處于活躍狀態(tài)，整個結構不穩(wěn)定，而且價電子的衰變速率很快，最終會形成基態(tài)。加之，常溫物質在光子輻射的作用下波長要大于射光波長，這種現(xiàn)象就是熒光。熒光現(xiàn)象的一大特點在于只要光照活動終止，常溫物質就不會再發(fā)光，因此工作人員可以利用這個性質評定一些含有發(fā)射熒光的物質，例如熒光染料和量子點。如今工作人員開展水質重金屬檢測工作時使用熒光分析法主要體現(xiàn)在兩個方面：一是原子熒光光譜法，二是分子熒光光譜法。這兩種方式都可以取得一定的效果，而且操作難度比較低、容易執(zhí)行，不過需要注意熒光分析法適用的范圍有限，只有符合條件才能使用這種方式。

4 提升水質檢測分析中重金屬檢測質量的有效措施

4.1 根據實際情況選擇比較合適的重金屬檢測技術

綜合分析重金屬的危害以及水質檢測分析工作中重金屬檢測技術等情況可以發(fā)現(xiàn)每一種技術都存在優(yōu)勢和缺陷。為了充分保證重金屬檢測的質量，工作人員需要根據實際情況選擇比較合適的重金屬檢測技術。必要時，工作人員可以根據水質情況綜合利用多種方式開展工作，最大限度提升重金屬檢測的質量?？紤]到不同區(qū)域水質情況不同，水體中含有的物質也不同，因此為了詳細了解水體的污染情況和重金屬對水體的破壞程度，工作人員必須進行實地考察，

詳細了解水體環(huán)境的相關信息，調查水體的源頭和走向以及周邊的環(huán)境，綜合各方面因素選擇比較合適的重金屬檢測技術。與此同時，工作人員需要考慮外界因素的干擾，避免因為外界因素影響重金屬檢測技術的精準度。為此，工作人員需要在條件允許的范圍內盡量選擇精準度比較高的方式開展工作，既體現(xiàn)出重金屬檢測工作的實用性和合理性，也要保障檢測工作的經濟效益。例如，工作人員使用液相色譜分析法開展重金屬檢測工作時需要考慮到這種方式測量精準度比較低，很難真實反映出水體的重金屬污染情況。

4.2 加強檢測監(jiān)管工作力度，充分發(fā)揮重金屬檢測結果的作用

為了充分保證水質重金屬檢測工作的質量，相關部門需要構建完善成熟的檢測監(jiān)督機制，利用制度強化對工作人員的約束力，確保水質重金屬檢測工作能夠高質量完成。在這方面，相關部門需要建立責任管理機制，明確劃分檢測部門每一個崗位的職責和權限，確保檢測人員可以按照要求開展重金屬檢測工作，充分保證檢測工作的規(guī)范性和標準性。在完成重金屬檢測工作之后，監(jiān)管部門需要對檢測結果進行抽查和核實，以此提升檢測工作的質量。尤其是在工作人員開展重金屬檢測工作時需要安排相應的監(jiān)督人員隨行，記錄整個檢測過程并且收集檢測數(shù)據。考慮到如今國家比較重視生態(tài)環(huán)保問題，因此相關部門需要借助重金屬檢測成果強化生態(tài)保護工作。在這方面，檢測部門需要及時將重金屬檢測結果提交給環(huán)保部門，使環(huán)保部門可以利用重金屬檢測結果規(guī)劃工程治理、生物治理、農業(yè)治理等方面的工作，確保水質重金屬檢測工作可以與其他方面的環(huán)保工作相結合全方位改善生態(tài)環(huán)境保護的效果。

5 結語

綜上所述，鑒于水體中包含的重金屬元素會對生態(tài)環(huán)境和人體造成破壞，因此相關部門需要更加重視水質重金屬檢測工作的作用和價值，根據水質情況合理采用重金屬檢測的相關技術，充分發(fā)揮出水質重金屬檢測技術的作用。全方位保障生態(tài)環(huán)境和人體的安全，為政府環(huán)保工作提供詳實的數(shù)據和信息，使政府可以統(tǒng)籌安排具體的環(huán)保工作事宜，以此提升水質重金屬檢測和治理的效率和質量。