方麗娟 高遠(yuǎn) 胡亮 余貴英 張雅燕

（淳安縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站浙江杭州311700）

水體樣本重金屬離子檢測方法探究

方麗娟 高遠(yuǎn) 胡亮 余貴英 張雅燕

（淳安縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站浙江杭州311700）

水體重金屬離子污染主要是指重金屬離子污染物進(jìn)入水體后對水體所造成的污染。重金屬離子主要來源于工業(yè)廢水，冶煉、化工、電子等工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水中均含有一定量的重金屬離子。若未對重金屬廢水進(jìn)行有效處理，就直接排放到自然水體當(dāng)中，會給生態(tài)環(huán)境、食物鏈及人類健康帶來嚴(yán)重危害?；诖?，本文對水體樣本重金屬離子檢測方法進(jìn)行了綜合性闡述，以供參考。

水體檢測；重金屬；污染

1 重金屬污染的危害性

對于生態(tài)環(huán)境而言，重金屬污染的危害是巨大的。在工業(yè)快速發(fā)展的過程中，工業(yè)廢水排放量與日俱增，這些工業(yè)廢水當(dāng)中含有大量重金屬污染物。重金屬污染物在自然環(huán)境中十分難降解，并且會在動、植物體內(nèi)累積，通過食物鏈逐步富集，濃度不斷增加，會給人類健康帶來嚴(yán)重威脅。除此之外，重金屬污染還具有以下特征[1]：（1）重金屬污染物難以被微生物降解，部分重金屬受微生物作用甚至?xí)D(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿鼜姷挠袡C(jī)化合物。（2）重金屬進(jìn)入人體后，能夠與機(jī)體當(dāng)中的蛋白質(zhì)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，使之失活，并在某些器官當(dāng)中逐漸累積，導(dǎo)致慢性中毒。（3）土壤中的重金屬污染物在地表水作用下會逐漸向下滲透，對地下水資源造成污染，最終導(dǎo)致循環(huán)污染?？傮w上來看，重金屬污染具有長期性、隱蔽性及不可逆轉(zhuǎn)性的特征，需通過合理的檢測方法及控制手段來消除重金屬污染。

2 水體樣本重金屬離子檢測方法分析

在重金屬污染防治當(dāng)中，重金屬離子檢測具有十分重要的意義。重金屬離子檢測能夠快速反映出重金屬污染程度，為污染防治提供可靠依據(jù)。目前來看，重金屬離子檢測技術(shù)已經(jīng)較為成熟，主要又分為電化學(xué)分析法及光譜法兩個大類[2]。相對于傳統(tǒng)的電化學(xué)分析法而言，光譜法具有更高的靈敏度及準(zhǔn)確性，且檢測限較低，得到了快速普及。以下對幾種較為典型的重金屬離子檢測方法進(jìn)行分析：

2.1 原子吸收光譜法

氣態(tài)原子能夠吸收一定波長的光輻射，當(dāng)所吸收的能量達(dá)到臨界時，便會讓原子中外層的電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)。對于不同類型的原子而言，其電子能級會表現(xiàn)出一定差異性，因此會選擇性地共振吸收特定范圍內(nèi)波長的輻射光。共振吸收波長與原子受激發(fā)后發(fā)射光譜的波長是一致的，因此可作為判定元素類型的依據(jù)，吸收輻射光的強度可作為定量分析依據(jù)，這便是原子吸收光譜法的基本原理。與傳統(tǒng)電化學(xué)分析法相比較，原子吸收光譜法具有良好的選擇性，且抗干擾能力強，能夠根據(jù)元素特征進(jìn)行定量、定性分析，精確度較高，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不會超過1%。在水體樣本重金屬檢測過程中，原子重金屬離子檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與重金屬元素的原子化狀態(tài)存在密切聯(lián)系。以石墨爐原子吸收光譜法為例，在石墨管兩端通電后，石墨管可迅速升溫（2000至3000℃），通過高溫處理能夠?qū)⒋郎y重金屬元素快速原子化，便可進(jìn)行檢測。定量分析主要通過吸光度來判定。通常情況下。吸光度與待測元素含量成正比，即待測元素含量愈多，吸光度也就愈大，通過測定吸光度獲得待測元素的含量。

2.2 原子發(fā)射光譜法

原子發(fā)射光譜法的基本原理為：在高溫條件下，物質(zhì)所分解的原子或離子會發(fā)射出特征光譜，根據(jù)光譜波長及強度便可實現(xiàn)定量及定性分析。在原子發(fā)射光譜法應(yīng)用過程中，先要獲得光譜。通過高溫處理，先將試樣轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)原子，并把氣態(tài)原子的外層電子激發(fā)至高能狀態(tài)。此時處于激發(fā)態(tài)的原子穩(wěn)定性較差，會發(fā)生躍遷，由高能態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軕B(tài)。躍遷過程中所釋放的多余能量會形成特征譜線，而且不同原子所產(chǎn)生電磁輻射的波長也不盡相同。利用棱鏡或光柵對輻射進(jìn)行色散處理，并將其記錄至感光板上，便可得到光譜圖。根據(jù)光譜圖便能夠斷定元素種類；通過測定特征譜線強度，便可進(jìn)行定量分析。以ICP光源實施原子發(fā)射光譜法時，可在一定程度上提升準(zhǔn)確度，所得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方位較寬。在濃度較大時，原子發(fā)射光譜法的效果并不理想，只可用于元素分析，無法對元素形態(tài)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定。

2.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是原子吸收光譜法的衍生方法之一。與原子吸收光譜法相比，原子熒光光譜法所用的光源為連續(xù)光源，熒光信噪比較大，靈敏度較原子吸收光譜法更高。當(dāng)氣態(tài)原子受到特征波長共振線照射后，原子外層電子會由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，其中大部分電子由于二次碰撞，并不會出現(xiàn)輻射[3]。而小部分激發(fā)原子從激發(fā)態(tài)返回至基態(tài)的過程中，會迅速發(fā)出輻射，即為原子熒光。原子熒光光譜法便是通過捕捉原子熒光，并測定原子熒光強度，來確定待測元素含量。

2.4 樣本前處理技術(shù)

水體樣本重金屬離子檢測前，需要對樣本進(jìn)行前處理。有效的前處理能夠消除樣本當(dāng)中基體的干擾，使檢測具有更好的選擇性與更高的靈敏度。常見的樣本前處理方法包括固相萃取、分散液液微萃取、超分子溶劑萃取等。

3結(jié)語

水體樣本重金屬離子檢測在水體保護(hù)及水質(zhì)污染防治當(dāng)中所發(fā)揮的作用是不可替代的，具有重要的意義。工作人員應(yīng)篩選合適的檢測方法，對水體進(jìn)行定量、定性分析，從而為污染防治工作提供可靠參考，促使相關(guān)工作順利實施。

[1]付海曦,劉威,張春輝.水體中重金屬離子的檢測方法研究進(jìn)展[J].理化檢驗(化學(xué)分冊),2012（04）：496-503.

[2]周鴻燕.自激熒光在污染水體中輕重金屬離子檢測研究[J].科技通報,2014（10）：10-12.

[3]徐繼剛,王雷,肖海洋.我國水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀及檢測技術(shù)進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2010（05）：104-108.