邵長(zhǎng)穎

摘 要：伴隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)、科技的進(jìn)步和發(fā)展，工業(yè)也取得了極大發(fā)展，隨之帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境水體污染問(wèn)題，而在環(huán)境水體污染中最為顯著地就是重金屬污染。因此，對(duì)環(huán)境水體中重金屬成分進(jìn)行檢測(cè)和分析是一項(xiàng)十分重要的工作。本文通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及結(jié)合自己多年工作經(jīng)驗(yàn)的情況下，首先就當(dāng)前水質(zhì)重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行了剖析，然后對(duì)現(xiàn)今常見(jiàn)的重金屬的檢測(cè)技術(shù)作出了詳細(xì)分析，以期更好地對(duì)環(huán)境水質(zhì)中重金屬進(jìn)行測(cè)定。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)檢測(cè);重金屬檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）14-0003-02

0 引言

現(xiàn)今用在重金屬檢測(cè)方面技術(shù)越來(lái)越多，在進(jìn)行采樣過(guò)程中需消耗大量時(shí)間，且還有樣品運(yùn)輸和儲(chǔ)存等相關(guān)程序，這就與當(dāng)今現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要求有著較大差異。因此，要求對(duì)這些重金屬檢測(cè)技術(shù)的精準(zhǔn)度、速度以及干擾等各方面進(jìn)行考慮，綜合多種方法與實(shí)際檢測(cè)需求來(lái)作出適當(dāng)選擇。

1 淺析當(dāng)前水質(zhì)重金屬污染現(xiàn)狀

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)企業(yè)越來(lái)越多，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力也因此得到了較大地提高，人們生活質(zhì)量也取得了巨大的變化，但同時(shí)也給環(huán)境造成了巨大的污染，給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重地威脅。其中環(huán)境污染最為嚴(yán)重的就是水體重金屬污染。重金屬自身不易降解且還會(huì)隨著食物鏈的流動(dòng)而流動(dòng)、聚集，嚴(yán)重地還有可能會(huì)隨著水體、食物等進(jìn)入到人體內(nèi)部，從而給人們身心健康帶來(lái)嚴(yán)重傷害。雖然湖泊及河流等水體自身可使部分重金屬發(fā)生自然沉降，具有一定凈化作用，但是當(dāng)水體中重金屬污染較大，其濃度過(guò)高時(shí)，水體自身難以得以有效地凈化，這就給水質(zhì)帶來(lái)巨大影響，使水質(zhì)不斷惡化，從而導(dǎo)致水生生物生活環(huán)境受到嚴(yán)重污染，這種地表水污染還可能會(huì)致使地下水質(zhì)產(chǎn)生變化。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，國(guó)內(nèi)大多數(shù)水體均受到不同程度的重金屬污染，水體重金屬污染日益嚴(yán)峻，整治水體重金屬污染迫在眉睫。

2 環(huán)境水質(zhì)分析中重金屬檢測(cè)的意義

結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅猛發(fā)展背景下，工業(yè)作為其中的重要組成部分相比于以往有了翻天覆地的變化，并且制造出了大量產(chǎn)品運(yùn)用到我們各項(xiàng)生活與生產(chǎn)活動(dòng)中。然而從當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品制造情況分析發(fā)現(xiàn)，其生產(chǎn)中通常會(huì)使用到很多的化學(xué)物質(zhì)與金屬，如此一來(lái)很容易造成排放的廢水里面包含著大量重金屬元素。而重金屬元素一大特點(diǎn)在于無(wú)法溶于水中，這就意味著不論多長(zhǎng)時(shí)間它都始終游離于水中也分解不了，并且時(shí)間一長(zhǎng)重金屬堆積的更多，這樣還會(huì)造成嚴(yán)重的水資源與生態(tài)環(huán)境污染。所以正是在當(dāng)前水資源與生態(tài)環(huán)境污染情況日益嚴(yán)峻背景下，通過(guò)切實(shí)開(kāi)展環(huán)境水質(zhì)重金屬檢測(cè)工作給我們環(huán)境水質(zhì)改善與保護(hù)措施的制定提供重要的數(shù)據(jù)支撐，并最終為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展以及保障人們健康打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 探析環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)中重金屬檢測(cè)技術(shù)地應(yīng)用分析

3.1 就電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP）進(jìn)行分析

該方法是依據(jù)各種元素的原子或離子在電感耦合等離子炬激發(fā)源的作用下變成激發(fā)態(tài)，利用受激發(fā)態(tài)原子或離子返回到基態(tài)時(shí)所發(fā)射的特征光譜來(lái)測(cè)定物質(zhì)中元素組成和含量的分析方法。這種方法在進(jìn)行檢測(cè)水質(zhì)重金屬時(shí)具有分析精度高、樣品范圍廣、動(dòng)態(tài)線性范圍寬、多種元素同時(shí)測(cè)定、可進(jìn)行定性分析等優(yōu)點(diǎn)，其檢測(cè)所得結(jié)果十分精準(zhǔn)且還不會(huì)出現(xiàn)明顯基體效應(yīng)問(wèn)題。它是三量元素分析十分重要的方法，三量元素即微量、常量以及痕量三種元素。它具有水體檢測(cè)限度低、靈敏度高且干擾因素少等優(yōu)點(diǎn)，因此在對(duì)重金屬測(cè)定中效果較為可靠。一般來(lái)講，在水體中大量金屬離子含量都不會(huì)太高，雖然該方法自身具有較高靈敏度，但是如果直接將其運(yùn)用到痕量元素檢測(cè)中時(shí)其難度非常大，因此，在對(duì)其進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用時(shí)，通常需把它和分離富集技術(shù)相互結(jié)合起來(lái)運(yùn)用。運(yùn)用分離富集技術(shù)來(lái)對(duì)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法進(jìn)行有效地分析可以大幅度提高檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度及檢測(cè)限，同時(shí)對(duì)該方法的應(yīng)用范圍還起到一定的擴(kuò)大作用。通常在水質(zhì)分析時(shí)大多采用的分離富集法有兩種，分別為溶劑共沉淀法和萃取法[1]。

3.2 就流動(dòng)注射分析法進(jìn)行分析

運(yùn)用該方法需要提取一部分體積樣品并將其注入到相應(yīng)流速的流動(dòng)載流中，當(dāng)樣品流經(jīng)反射器時(shí)載流和試樣便可實(shí)現(xiàn)在一定程度上混合起來(lái)，載流和試樣試劑反應(yīng)物再?gòu)臋z測(cè)器中流出并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)檢測(cè)工作，再結(jié)合記錄儀來(lái)對(duì)其峰形信號(hào)進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相關(guān)定量分析。這種方法可以說(shuō)是重金屬檢測(cè)技術(shù)走向自動(dòng)化進(jìn)程中的重要步驟，它可以在有效提升檢測(cè)效率的同時(shí)對(duì)化學(xué)中一些復(fù)雜操作單元來(lái)進(jìn)行相關(guān)處理，如在加熱和冷卻等有關(guān)環(huán)節(jié)。當(dāng)完成檢驗(yàn)后可將其合并流入到流路體系內(nèi)并實(shí)現(xiàn)對(duì)非平衡態(tài)和非均勻下的檢測(cè)工作，進(jìn)而對(duì)其精密度和速度分析都有著較大提升作用，這樣可以較好地對(duì)試劑消耗費(fèi)用進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貴重試劑的適度測(cè)定，切實(shí)減少貴重試劑用量，進(jìn)一步節(jié)約成本，減少浪費(fèi)[2]。

3.3 就熒光分析法進(jìn)行分析

一般在來(lái)講，在進(jìn)行常溫物質(zhì)實(shí)施波長(zhǎng)入射光照時(shí)，其價(jià)電子便可從基臺(tái)躍遷至激發(fā)態(tài)狀態(tài)，但該種激發(fā)態(tài)穩(wěn)定性欠佳，價(jià)電子會(huì)迅速發(fā)生衰變而轉(zhuǎn)化成基態(tài)，與此同時(shí)還會(huì)伴有光子輻射且有超過(guò)入射光波長(zhǎng)的射光出現(xiàn)，通常稱(chēng)這種射光叫熒光。但如果對(duì)其停止光照射則所發(fā)現(xiàn)熒光也會(huì)慢慢消失不見(jiàn)。熒光分析法可分為分子熒光光譜法和原子熒光光譜法兩種，至今為止這種方法大多運(yùn)用在一些含發(fā)射熒光物質(zhì)測(cè)定中，如在量子點(diǎn)和熒光染料等方面，然而對(duì)于重金屬離子測(cè)定時(shí)，因?yàn)闊晒馕镔|(zhì)可使熒光增強(qiáng)和淬滅等現(xiàn)象，使其濃度會(huì)增強(qiáng)，進(jìn)而使熒光增強(qiáng)或淬滅作用進(jìn)一步擴(kuò)大。由于其具有這種特殊性質(zhì)而促使熒光分析法在進(jìn)行重金屬檢測(cè)中靈敏度更高，同時(shí)它與原子吸收光譜法相比所檢測(cè)出的限度也要低一些，此外，其樣品還不需要具備一些顯色、分離、富集以及選擇性極強(qiáng)等特性，其在實(shí)際操作過(guò)程中十分簡(jiǎn)單。但其難以實(shí)現(xiàn)廣泛性應(yīng)用，這主要是由于大多數(shù)物質(zhì)自身都沒(méi)有熒光存在，只能在物質(zhì)中加入適量熒光物質(zhì)后才能實(shí)現(xiàn)熒光分析[3]。

3.4 就電化學(xué)法分析

該方法主要是利用物質(zhì)所具有電化學(xué)性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)中組成含量進(jìn)行測(cè)定的。一般該方法所使用試液都是化學(xué)電池中重要的成分，在化學(xué)電池電導(dǎo)、電流等相關(guān)參數(shù)與測(cè)定水質(zhì)濃度間具有相關(guān)性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)含量測(cè)定。測(cè)定物質(zhì)過(guò)程中所發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)電化學(xué)分析法測(cè)定中的基礎(chǔ)條件，將其運(yùn)用到環(huán)境水質(zhì)測(cè)定中具有極高的應(yīng)用價(jià)值和意義。有研究人員采用溶出伏安法對(duì)海水和飲用水中痕量金屬作檢測(cè)，其結(jié)果表明運(yùn)用這種方法可以迅速地測(cè)定出水質(zhì)中重金屬含量[4]。

3.5 就原子吸收分光光度法進(jìn)行分析

該方法在實(shí)際應(yīng)用中十分廣泛，它具有檢測(cè)迅速、靈敏度高以及選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。至今為止運(yùn)用該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)七十多種金屬元素的測(cè)定。它是運(yùn)用氣態(tài)基態(tài)原子外層電子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光以及可見(jiàn)光的吸收，并以此基礎(chǔ)進(jìn)行分析的方法。根據(jù)不同原子化裝置可分為火焰和石墨爐兩種原子吸收分光光度法[5]。此外，在對(duì)高揮發(fā)性金屬如汞等進(jìn)行測(cè)定時(shí)，還可以運(yùn)用冷原子吸收法來(lái)進(jìn)行。比如針對(duì)環(huán)境水質(zhì)中微量鉛含量檢測(cè)上我們就可以應(yīng)用該種技術(shù)。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)先取PH=6的緩沖溶液，然后顯色劑用二甲酚橙，之后將樣品混合后鉛形成穩(wěn)定的1：1的紅色配合物，最后再利用分光光度法在波長(zhǎng)283nm處測(cè)定吸光度。

3.6 就高效液相色譜——光度法進(jìn)行分析

該方法具有檢測(cè)效率高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，但將其與以上幾種檢測(cè)方法相對(duì)比，其測(cè)定精確度比較低。因此，這種方法在以往金屬檢測(cè)中運(yùn)用比較少?，F(xiàn)今人們大多運(yùn)用液相與光譜兩者相結(jié)合方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而得以有效地解決其精確度低的問(wèn)題，也就是高效液相色譜——光度法。該方法在測(cè)定金屬元素時(shí)需將游離金屬離子與有機(jī)顯色劑進(jìn)行反應(yīng)而衍生，進(jìn)而生成金屬螯合物后再作進(jìn)一步測(cè)定。比如針對(duì)高濃度有機(jī)廢水檢測(cè)其中常見(jiàn)的堿土金屬和堿金屬這兩種離子上我們便可以采用該技術(shù)。首先利用離子色譜法對(duì)高濃度有機(jī)廢水予以測(cè)定，然后再借助于IonPac CSl2A陽(yáng)離子交換柱、20mmol/L甲磺酸流動(dòng)相、抑制型電導(dǎo)檢測(cè)，這樣一來(lái)便能夠快速地得出被檢對(duì)象中Na+、K+、Mg+、Ca2+等離子的含量[6]。

3.7 生物化學(xué)法分析

在對(duì)水質(zhì)中重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)運(yùn)用生物化學(xué)方法來(lái)進(jìn)行時(shí)，其對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，同時(shí)其檢測(cè)速度也比較迅速且還具有較強(qiáng)自適應(yīng)能力。在生物學(xué)法中酶抑制法及免疫分析法是最常見(jiàn)的檢測(cè)方法，其中酶抑制法就是利用重金屬污染物可以改變酶活性原理來(lái)進(jìn)行的，進(jìn)而減少其活性，同時(shí)還會(huì)使酶本身諸如電導(dǎo)率、PH等性質(zhì)因此而發(fā)生變化，隨后在進(jìn)行定量分析?，F(xiàn)階段酶抑制法通常是用于諸如脈酶、過(guò)氧化酶等這些痕量重金屬的酶檢測(cè)。而免疫分析法主要是利用抗體無(wú)法與重金屬污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)而對(duì)其抗體中攜帶發(fā)光物質(zhì)含量來(lái)計(jì)算出重金屬含量。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，免疫分析法擁有著選擇性強(qiáng)以及靈敏度大等優(yōu)點(diǎn)。需要特別注意一點(diǎn)，應(yīng)用免疫分析法要想成功的話重點(diǎn)在于我們選擇的絡(luò)合物與金屬離子結(jié)合能否制備出特異性抗體，若達(dá)不到這一目標(biāo)的話，該技術(shù)在檢測(cè)重金屬離子方面就會(huì)失效。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)講，在對(duì)環(huán)境水質(zhì)中重金屬含量進(jìn)行測(cè)定時(shí)，應(yīng)當(dāng)要有極高準(zhǔn)確性、特異性的同時(shí)還應(yīng)當(dāng)具有操作方便和測(cè)定迅速等特性。雖然現(xiàn)今檢測(cè)方法眾多，但各種方法特性各不相同，所以，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際檢測(cè)需求來(lái)選擇合適或是多種技術(shù)相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行實(shí)際測(cè)定，進(jìn)一步提升水質(zhì)檢測(cè)質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

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[6] 李文，李煜.試析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測(cè)技術(shù)[J].江西建材，2017（23）：246-247.