范莉茹（河北省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站）李青峰（石家莊市環(huán)境科學(xué)研究院）

目前，重金屬尚沒(méi)有嚴(yán)格的統(tǒng)一定義，一般指比重大于5的金屬，約有45 種，如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金、銀等。

本文通過(guò)三種重金屬水質(zhì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)儀器來(lái)簡(jiǎn)述檢測(cè)水中重金屬的方法，以期為應(yīng)急監(jiān)測(cè)選擇靈敏度更高、更準(zhǔn)確、更快速的監(jiān)測(cè)儀器提供參考。

一、便攜式重金屬測(cè)定儀PDV6000plus

1.工作原理

PDV6000plus便攜式重金屬測(cè)定儀采用的是陽(yáng)極溶出伏安法(ASV)，原理是將還原電勢(shì)施加于工作電極，當(dāng)電極電勢(shì)超過(guò)某種金屬離子的析出電勢(shì)時(shí)，溶液中被分析的金屬離子還原為金屬電鍍于工作電極表面，電勢(shì)施加時(shí)間越長(zhǎng)，還原出來(lái)電鍍于電極表面(被稱為“沉積”或“積累”過(guò)程)的金屬越多，當(dāng)足夠的金屬鍍于工作電極表面，向工作電極以恒定速度增加電勢(shì)，金屬將在電極上溶出(氧化)。這一過(guò)程中儀器根據(jù)溶出峰電位確定被測(cè)物質(zhì)的成分，根據(jù)溶出時(shí)記錄的氧化波高度確定被測(cè)物質(zhì)的含量[1]。

2.儀器及其試劑

在應(yīng)急監(jiān)測(cè)中所需要的主要儀器為PDV6000plus便攜式重金屬測(cè)定儀和筆記本電腦各1臺(tái)；主要試劑為某金屬的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(20mg／L)、電解液、電鍍液、屏蔽溶液。

3.操作過(guò)程

首先根據(jù)所要監(jiān)測(cè)的重金屬選擇電極，將參比電極、玻碳電極、工作電極裝入分析槽并與便攜式重金屬測(cè)定儀主機(jī)連接，分析水樣，其次是運(yùn)行PDV6000plus軟件，最后使用電鍍液鍍膜，以上為測(cè)試前的準(zhǔn)備工作。按儀器推薦設(shè)定好的各項(xiàng)參數(shù)分別進(jìn)行空白、標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品的測(cè)定，通過(guò)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品的信號(hào)值，軟件將計(jì)算出樣品的實(shí)際濃度。

4.數(shù)據(jù)比對(duì)

PDV6000plus便攜式重金屬測(cè)定儀的整個(gè)過(guò)程大約需要50分鐘，單個(gè)樣品的測(cè)定時(shí)間約3-5分鐘，RSD為0.5%～1.0%，加標(biāo)目收率為96.8%～107.0%。

5.結(jié)論

本方法的操作過(guò)程較為復(fù)雜，但因其可測(cè)量金屬的項(xiàng)目多且測(cè)量精度高而入選環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)。

二、Hach DR2800型便攜式分光光度計(jì)

1.工作原理、儀器、試劑及其操作過(guò)程

Hach DR2800型便攜式分光光度計(jì)具有優(yōu)良的光學(xué)穩(wěn)定性，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)曲線程序，也可根據(jù)需要隨時(shí)升級(jí)。

根據(jù)需要，可以使用粉末包法和標(biāo)有條形碼的小型密閉TNT plusTM 預(yù)制試劑管二種方法。其中粉末包法有其特制的10-25ml比色瓶，根據(jù)需要選擇比色瓶，向其加入一定量（1-25ml）的水樣，同時(shí)做空白樣品，根據(jù)項(xiàng)目的不同，測(cè)試需1-3種藥劑，藥劑均為獨(dú)立包裝，加入藥品并搖勻，選擇相應(yīng)的程序，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，一般需要等待3-15分鐘，即可啟動(dòng)Hach DR2800型便攜式分光光度計(jì)比色程序來(lái)確定濃度，幾秒就可出數(shù)；使用標(biāo)有條形碼的小型密閉TNT plusTM 預(yù)制試劑管法測(cè)量重金屬，可根據(jù)所測(cè)量的金屬選擇相應(yīng)濃度的試劑管，試劑管內(nèi)已經(jīng)加好了反應(yīng)所需的藥品，簡(jiǎn)化了操作程序，只需加入一定量（0.1-3ml）的水樣后，根據(jù)要求選擇是否放入加熱單元，且加熱器可以在37～165℃的任意一個(gè)溫度下，在0～480分鐘范圍的一段時(shí)間內(nèi)加熱各種尺寸圓形、管式瓶?jī)?nèi)的各種溶液，其獨(dú)特的條形碼自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)測(cè)定試劑空白、自動(dòng)讀取功能，大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。

2.數(shù)據(jù)比對(duì)

以六價(jià)鉻為例，分別試驗(yàn)高、中、低三種不同濃度的質(zhì)控溶液。粉末包法選用10ml比色瓶，將水樣加至10ml的刻度線后，加入1種藥劑搖勻，5分鐘后即可比色讀數(shù)；TNT plusTM 預(yù)制試劑管法只需加入2ml水樣，換上配套的橙色B蓋，搖勻后靜置2分鐘即可比色計(jì)數(shù)。詳細(xì)數(shù)值見(jiàn)表一：

表一 Hach DR2800型便攜式分光光度計(jì)二種方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總

由此可知Hach DR2800型便攜式分光光度計(jì)單個(gè)樣品的測(cè)定時(shí)間約2-5分鐘，RSD為0.4%～3.2%。

3.結(jié)論

此方法操作簡(jiǎn)便，可測(cè)量的種類多，且測(cè)量精度高，已成為環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)的首選儀器。

三、日本共立水質(zhì)快速測(cè)試包

1.工作原理、試劑及其操作過(guò)程

該污水測(cè)試劑套件透過(guò)測(cè)試包表面所顯示的顏色，目視比色對(duì)比比色卡，便能測(cè)出污水中金屬或化學(xué)品的大致濃度，可廣泛地使用在污水測(cè)試、飲用水測(cè)試、研究環(huán)境污染等多方面。

試包是利用一支長(zhǎng)度約為7公分外徑1公分的PE塑膠制封閉性試管，內(nèi)部裝填了一次測(cè)定所需要用量的調(diào)制試藥。使用時(shí)先將試管前端的預(yù)埋線拉出，將管內(nèi)空氣擠出后，再吸入欲測(cè)定的液體樣本，搖動(dòng)使水溶液與管內(nèi)藥品反應(yīng)發(fā)色后，于指定時(shí)間內(nèi)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)色卡，判讀污水中金屬或化學(xué)品的濃度值。通常發(fā)色時(shí)間在3-15分鐘，即可讀取濃度范圍。

2.數(shù)據(jù)比對(duì)

以六價(jià)鉻為例，顯色時(shí)間為2分鐘，使用高、中、低三種不同濃度的質(zhì)控溶液，高濃度樣品估讀的濃度范圍估讀非常準(zhǔn)確，低濃度樣品濃度范圍估讀稍有偏差。

3.結(jié)論

此方法的操作極其簡(jiǎn)單，反應(yīng)快速，也無(wú)需其它任何輔助設(shè)備，即可確定40多種污染物的種類和大致濃度范圍，是新型和高效的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法。

結(jié)論

以上三種方法具有檢出限基本滿足要求、靈敏度高、分析時(shí)間短、攜帶方便、使用場(chǎng)所廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以在地表水重金屬污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)中推廣使用。

[1]水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì)，水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M]．第4版．北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002．