王鈺涔蔡 靖

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重金屬檢測技術在環(huán)境水質分析中的應用分析

王鈺涔1蔡 靖2

1.臺州市綠科檢測技術有限公司 2.臺州市環(huán)科環(huán)保設備運營維護有限公司

摘 要：在現(xiàn)代工業(yè)科技發(fā)展迅速的今天，環(huán)境水體中污染也隨之加重，其中，重金屬是最主要的污染物質之一。所以，對水資源中的重金屬成分分析和檢測則是一項重要的工作，也是一項具有重大意義的事情。本文主要介紹了一些現(xiàn)代最常見的重金屬的檢測技術，以提高人們對水質重金屬檢測方面的認識。

關鍵詞：水質檢測；重金屬檢測技術；應用

前言

在過去的幾十年時間里，我國將重工業(yè)作為經(jīng)濟發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)，在重工業(yè)全面發(fā)展的影響下，我國的經(jīng)濟水平有了非常顯著的提升，但同時也使得我國的環(huán)境水質重金屬污染問題日益突出。隨著我國環(huán)境水質問題越來越受到社會各界的共同關注，加強重金屬檢測成為了重要課題。目前，用于重金屬檢測的技術較多，不僅采樣需要耗費較長時間，同時還需要經(jīng)過運輸以及儲存等環(huán)節(jié)，這與當下現(xiàn)場檢測的要求有較大出入。在重金屬檢測技術日漸成熟的今天，國內外紛紛研究出了多種快速、準確、自動化且符合現(xiàn)場檢測要求的檢測方法。

1目前水質重金屬污染的情況

隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)逐年增多，在增強國家經(jīng)濟實力，提高人們生活水平的同時，也加劇了環(huán)境的污染，給環(huán)境保護工作帶來極大的壓力。水體中重金屬污染是最嚴重的環(huán)境影響之一，由于重金屬很難降解，并且會沿著食物鏈進行流動和富集，最終可能進入人體，危害人類的身心健康。河流、湖泊等水體本身具備一定的凈化能力，一部分重金屬可自然沉降，但是，一旦水體中的重金屬濃度過大，就會導致水質迅速惡化，水生生物的生活環(huán)境發(fā)生變化，地表水的污染同時可能導致地下水水質的變化。調查顯示，我國大部分水體都被重金屬不同程度污染。

2 重金屬的檢測技術在水質檢測中的應用

技術是否靈敏、檢測結果是否準確是目前對于重金屬檢測中的最基本的問題，當然，還需要對速度、檢測限等綜合因素加以仔細考慮。目前對水質重金屬檢測技術包括一下幾種：

2.1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)射光譜法是一種以電感耦合等離子炬作為激發(fā)光源的光譜分析方法。它不僅能夠快速、方便的檢測水質重金屬情況，同時測定結果也非常準確，并且該方法并不存在較為顯著的基體效應。這種是一種微量、常量和痕量元素分析的重要手段，有檢出限低、靈敏度高以及干擾少等優(yōu)勢，故在環(huán)境水質檢測中，重金屬測定效果是最顯著的方法。

通常情況下，水中大量金屬離子的含量都非常低，盡管電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法本身具有較高的靈敏度，但若直接用于痕量元素的測定卻有較高的難度，為此，在運用的過程中，應當將其與分離富集技術結合起來。通過分離富集技術對電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法進行分析，可最大程度上提升其精密度和檢測限，并促使方法的應用范圍進一步擴大。在進行水質分析的過程中，多采用溶劑共沉淀法與萃取法等分離富集法。

2.2 流動注射分析

流動注射分析法是一種取相應體積的樣品，將其注入到相應流速的流動載流中，當其流經(jīng)反射器時，載流與試樣即可在某種程度上實現(xiàn)混合，載流與試樣試劑反應物再經(jīng)由檢測器流出，此時即可對其進行檢測，并根據(jù)記錄儀分析其峰形信號，完成相應的定量分析。該方法可以說是重金屬檢測技術向自動化推進的進程，這不僅能夠提升工作效率，還可對化學中較為復雜的操作單元實施相應的處理，例如加熱、冷卻等環(huán)節(jié)，并在完成處理后將其合流到流路體系當中，并完成非平衡態(tài)與非均勻下的檢測，從而提升分析的精密度和分析速度，促使試劑消耗得到有效控制，這種方法更適合用于貴重試劑的測定，可有效降低貴重試劑的使用量，避免浪費。

2.3熒光分析法

通常情況下，在對常溫物質實施某種波長的入射光照之后，其價電子即可從基臺躍遷到激發(fā)態(tài)狀態(tài)下，但這種激發(fā)態(tài)穩(wěn)定性較差，價電子會隨之快速衰變，并最終轉化為基態(tài)，同時伴隨有光子的輻射，并出現(xiàn)遠遠超出入射光波長的射光，這種射光即被稱之為熒光，但一旦停止進行光照射，那么發(fā)光現(xiàn)象也將逐漸消失。分子熒光光譜法與原子熒光光譜法是熒光分析法的細分。截至目前為止，該方法主要用于含有發(fā)射熒光物質的測定，例如：量子點、熒光染料等，而在重金屬離子的測定中，由于熒光物質能夠出現(xiàn)熒光增強或者淬滅等情況，致使?jié)舛冗M一步提升，并致使增強下過或者淬滅作用放大。也正是由于這種特性，使得熒光分析法在重金屬檢測中具有較高的靈敏度，并且較之原子吸收光譜法等檢出限也較低，同時還具有樣品無需顯色、分離、富集等以及選擇性較強等特點，該方法的操作步驟非常簡單，但其缺點是，應用廣泛性較差。因為包括金屬在內的不少物質本身都不存在熒光，必須向其加入相應的熒光物質才能夠達到熒光分析的效果。

2.4電化學法

電化學分析法是主要運用物質的電化學性質來對其含量和組成物質進行測定。通常試液是化學電池的重要部分，結合化學電池電導、電流等電參數(shù)以及測定水質濃度之間的相關性來實現(xiàn)測定。測定物質出現(xiàn)的電化學反應是電化學分析法測定的基礎，其在環(huán)境水質測定中具有較高的應用價值，其中包括了溶出伏安法、電位分析法以及伏安滴定法等。有研究者在對海水與飲用水中痕量金屬進行測定，采用溶出伏安法，結果顯示，該方法能夠快速測定水質中重金屬的含量。

2.5原子吸收分光光度法

這種方法運用的最為廣泛，其檢測速度較快，靈敏度較高，選擇性極好。原子吸收分光光度法目前可測定70 多種金屬元素。原子吸收分光光度法是基于氣態(tài)基態(tài)原子外層電子對紫外光或可見光的吸收為基礎的分析方法。根據(jù)其原子化裝置的不同，主要可分為火焰原子吸收分光光度法和石墨爐原子吸收分光光度法。除此之外，在測汞等高揮發(fā)性金屬時，還可使用冷原子吸收法。使用火焰原子法時，靈敏度可達10- 6 級別，甚至更低，使用石墨爐原子吸收法時，靈敏度可達10- 9 甚至10- 14。

2.6高效液相色譜——光度法（HPLC-SP）

液相色譜法的最大特點就是檢測的效率很高、速度快，但相較上述幾種金屬方法，存在精確度較低的缺點。所以，這種方法在過去金屬檢測中很少用到。目前，人們采用將液相和光譜相結合的方法，來解決這一問題，即高效液相色譜——光度法。HPLC-SP 法測定金屬元素，需要將游離金屬離子與有機顯色劑反應，進行衍生，生成金屬螯合物后測定。衍生分為柱前衍生、柱上衍生和柱后衍生等幾種，目前以柱前衍生為主。

2.7 其他的生物學法

運用生物學方法對水質中重金屬含量檢測的優(yōu)點是不會對帶來環(huán)境上的污染，并且檢測速度更快，而且還具有一定的自適應能力。生物學法中最為常見的兩種方法是酶抑制法和免疫分析法，酶抑制法的主要原理是重金屬的污染物能夠改變酶的活性，使其活性降低，最終使酶本身的化學反應發(fā)生變化；免疫分析法的工作原理是運用抗體和重金屬的污染物發(fā)生化學反應，通過檢測抗體上攜帶的發(fā)光物質含量計算重金屬含量。

3結束語

總而言之，在環(huán)境水質中重金屬含量的測定中，不僅需要具有較高的準確性和特異性，同時還必須具備操作方便、測定快速等特點。盡管目前檢測方法較多，但其優(yōu)缺點各有所不同，為此，在運用中，我們可結合實際需要選取其一種或者采取多種技術聯(lián)合測定，以此來提高水質測定質量。