論水環(huán)境中的重金屬監(jiān)測方法

李 林

（萊西市環(huán)境保護(hù)局 山東萊西 266600）

1 水環(huán)境中重金屬污染現(xiàn)狀分析

我國的水資源豐富，河流湖泊多，隨著我國工業(yè)化的進(jìn)程，水資源污染也越來越加劇。而在這些水資源的污染中，重金屬污染有著影響大，可恢復(fù)難度大的特點，給我國的水環(huán)境帶來很大的破壞?！?010年中國環(huán)境狀況公報》指出：“我國的26個重點檢測湖泊滇池、巢湖、太湖、達(dá)賚湖、白洋淀、洪澤湖、鄱陽湖、南四湖、洞庭湖、鏡泊湖、再海、博斯騰湖、東湖、玄武湖、大明湖、西湖、昆明湖、嚼山水庫、松花湖、于橋水庫、董鋪水庫、大伙房水庫、門樓水庫、密云水庫、丹江口水庫和千島湖）中IV類、V類和劣V類水質(zhì)占77%?！痹谶@些水污染中，重金屬對淡水的底質(zhì)污染達(dá)到了80.1%，因為重金屬對水底質(zhì)的嚴(yán)重污染，也導(dǎo)致了水質(zhì)整體污染。我國的長江，在七大水系中，水質(zhì)量相對而言是最好的，在對長江水樣的檢測中，發(fā)現(xiàn)不管是在水體樣本中的懸浮物和沉淀中，Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cr、As、V和 Ti等重金屬含量都已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)。長江是七大水系中水質(zhì)量最好的，可長江水中的重金屬已超標(biāo)，那其他六大水系的重金屬污染的情況已不言而喻了。

重金屬對我國水環(huán)境的破壞已經(jīng)引起了國家相關(guān)部分的重視，2011年，國務(wù)院制訂了《重金屬污染綜合防治規(guī)劃》，這也預(yù)示著我國水環(huán)境污染中的重金屬的檢測和治理工作將走向一個將的階段。

2 水環(huán)境中重金屬污染的特點

2.1 污染源頭多

我們知道重金屬的污染來源是很廣的，我們的生活污水、水產(chǎn)品和工業(yè)廢水等等都會造成對水體的重金屬污染。工業(yè)廢水的污染最為嚴(yán)重，鋼鐵業(yè)、煉油業(yè)、印刷業(yè)等工廠的工業(yè)廢水中，都含有大量的重金屬污染源，這些廢水一旦排入河流和湖泊中，就會對水體造成重金屬污染。因為污染的源頭多，所以監(jiān)測方法也需要多樣化。

2.2 污染難以恢復(fù)

As，Be，Cd，Cr，Cu，Pb,Hg，Ni，Se，Ag、T1和 Zn這 12種重金屬的污染被美國環(huán)境保護(hù)局列為優(yōu)先監(jiān)測的重金屬污染物。那是因為這些重金屬對水體和整個生態(tài)環(huán)境的破壞力特別大，一旦環(huán)境遭到這些重金屬破壞后，又很難以恢復(fù)。

這些重金屬對水體的污染，又會導(dǎo)致水生物受到污染，而這些受到重金屬污染的魚蝦等水產(chǎn)一旦進(jìn)入市場，進(jìn)入百姓的餐桌，又會對人體健康造成很大的危害。同時，重金屬離子一旦進(jìn)入水生植物的體內(nèi)，就會造成水生植物的內(nèi)部紊亂，造成水生植物的疾病和死亡。一旦人使用了因重金屬污染造成疾病的植物，就會引起自身的疾病。2006年的湘江湖南株洲段鎘污染事故和三年后的湖南省瀏陽市鎘污染事件等等，都是重金屬水污染對人造成的直接傷害。

重金屬的水污染是滲透到整個生物鏈條中去的，所以我們說，一旦污染，難以恢復(fù)。重金屬污染造成水體污染，水體污染導(dǎo)致水中生物的污染，這些又以食物的形式對人本身構(gòu)成威脅。另外，因為重金屬的污染物極容易沉淀，造成水底的污染，水底污染不像表面水體的污染那樣容易治理，這也給我們的監(jiān)測和治理工作造成了很大的難度。

3 水環(huán)境中重金屬監(jiān)測技術(shù)

因為水環(huán)境中重金屬污染的污染程度深，同時又是重點的污染物監(jiān)測對象，所以針對水環(huán)境中重金屬的監(jiān)測方法，是我們重點探討的內(nèi)容。

3.1 ICP-MS技術(shù)的應(yīng)用

ICP-MS技術(shù)率先在歐美發(fā)達(dá)國家得到應(yīng)用，我國隨后引用了這項先進(jìn)技術(shù)。電化學(xué)傳感器在陽極溶出伏安法中的應(yīng)用降低了儀器的檢測限，這項技術(shù)突破了很多傳統(tǒng)的檢測限制，成為很多國家最常用的標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測方法。同時，由于儀器方便攜帶的特點，也給工作人員帶來了很多方便，降低了他們在野外進(jìn)行作業(yè)的難度。正因為有著諸多的優(yōu)點，ICP-MS技術(shù)在全球范圍的水環(huán)境重金屬檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)理念與自動化控制的應(yīng)用

隨著我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用。起初，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在軍事方面最早得到應(yīng)用的。二戰(zhàn)時，聯(lián)軍和德軍的戰(zhàn)斗機(jī)在實戰(zhàn)中很難分辨，給聯(lián)軍造成了很大的作戰(zhàn)困難，有時候甚至?xí)驗檎`認(rèn)而造成友軍的意外傷亡。美國在運用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，起到了物與物相辨識的突破，為二戰(zhàn)時聯(lián)軍的勝利做出很大的貢獻(xiàn)。后來，這項技術(shù)得到了推廣，在工業(yè)和商業(yè)方面得到了應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)滲透到對水環(huán)境的自動化監(jiān)測是水環(huán)境檢測技術(shù)的一個很大突破。

我們知道，實驗室的重金屬檢測是比在現(xiàn)場要精確的。但是因為攜帶困難，同樣在攜帶回實驗室中，有些數(shù)據(jù)會發(fā)生變化，現(xiàn)場檢測和實驗室檢測總會各有各的局限性。要想在現(xiàn)場在線檢測的精準(zhǔn)度達(dá)到更高的水平，對檢測的技術(shù)提出了更高的要求。RTU技術(shù)在重金屬水質(zhì)監(jiān)測的應(yīng)用，很多程度上提高了儀器的精確度，在對物體的監(jiān)測方面有了很大突破。

首先，是安全度更高。我們知道，很多重金屬是有毒的，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深化發(fā)展，可以做到儀器的自動化進(jìn)行。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理念就是進(jìn)行對物體的自動化相關(guān)數(shù)據(jù)的收集。由于這種理念的應(yīng)用，我們的工作人員可以不再直接接觸這些有毒的重金屬污染物，極大了提高了工作的安全性。同時，在儀器出現(xiàn)了故障的情況下，儀器本身可以進(jìn)行自檢和修復(fù)，也提高了對重金屬監(jiān)測的安全性。其次，監(jiān)測數(shù)據(jù)更精確。這項技術(shù)不僅使用了傳統(tǒng)的計量管對樣品的計量，而且又采用了光電計量。計量管計量加上光量的計量，提高了水樣品計量的精確性。因為在傳統(tǒng)的計量管計量中，主要是通過人眼來觀察計量管的刻度，但是光線和工作人員視力的差異會導(dǎo)致人眼的計量存在著很大的誤差。電光計算就彌補了這些可能存在的誤差。RTU技術(shù)采用了智能放化的放大電路，這就極大了提高了數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)度。在對樣本的采集和數(shù)據(jù)的分析方面，RUT技術(shù)都比之前的水環(huán)境重金屬監(jiān)測技術(shù)有了很大的改進(jìn)，這也很大程度上提高了整個監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確度。最后，應(yīng)用范圍更廣。我們知道，安放監(jiān)測儀器的地方大多潮濕，這種潮濕的氣候?qū)ξ覀兊谋O(jiān)測儀器破壞程度極大。因為對水環(huán)境監(jiān)測的儀器的安放位置大多是在水體的周圍，這里的空氣濕度大，而精密儀器最怕的就是潮濕空氣的侵蝕。RUT技術(shù)對監(jiān)測儀器的表現(xiàn)進(jìn)行了獨特的防潮處理，可以抵御潮濕空氣的侵蝕，也可以大大的延長儀器的使用壽命。因為這種技術(shù)儀器的自我保護(hù)系統(tǒng)有了很大的提高，所以它更能使用惡劣的自然環(huán)境，適用的范圍也更大。

3.3 生物監(jiān)測的應(yīng)用

厲以強(qiáng)對生物監(jiān)測的界定為“生物監(jiān)測是利用生物的組分、個體、種群或群落對環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的生理生化反應(yīng)為環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)?！鄙锉O(jiān)測對水環(huán)境中的重金屬監(jiān)測在我國還處在探索階段，但是這項技術(shù)的前景卻被廣泛看好。生物監(jiān)測有著許多的優(yōu)點：

首先，能對水環(huán)境中的各種重金屬污染因子做出綜合反應(yīng)。我們知道，重金屬的污染物品進(jìn)入水體后，會發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，而生物監(jiān)測的方法能對這些污染物有一個綜合的反應(yīng)。其次，反應(yīng)比較靈敏。我們知道，水生物對水體的變化反映比較敏感。一旦重金屬引起了水質(zhì)的微小變化，這些水生物就會馬上有反應(yīng)。最后，監(jiān)測的成本比較低。水生物在水中是天然生長的，對這些水生物的監(jiān)測能節(jié)約不少的成本。這些成本的節(jié)約，在一個地區(qū)長期監(jiān)測中效果更明顯。

在進(jìn)行生物監(jiān)測的過程中，指示生物的選擇是首要解決的問題。目前，反應(yīng)比較好的有藻類植物、浮游動物、魚蝦類和大型底棲無脊椎動物。在選擇這些指示生物的時候，可以根據(jù)當(dāng)?shù)厮w的具體水生物來進(jìn)行選擇。其次，我們可以根據(jù)要監(jiān)測的具體幾項重金屬來選擇相對應(yīng)的水生物，因為不同的水生物對不同的重金屬敏感程度不同。正確的指示生物的選擇，是水環(huán)境中的重金屬監(jiān)測成功與否的重要依據(jù)。

4 結(jié)語

我國的水資源環(huán)境豐富，其污染程度不同和地緣分布廣泛，也給我國的水環(huán)境中的重金屬監(jiān)測工作帶來了很大的困難。水環(huán)境中重金屬監(jiān)測的方法隨著科技的發(fā)展也變得越來越豐富，給我們的監(jiān)測工作帶來了更多的可能性。根據(jù)不同地區(qū)水資源和污染物選擇適應(yīng)的監(jiān)測方法，同時又有技術(shù)和相關(guān)政策的支持，我國的水環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)工作前景可觀。

[1]曾麗鏇.河艦對水環(huán)境中重金屬污染的監(jiān)測研究[D].廣州，中山人學(xué)，2004.

[2]傅國偉.中國水土重金屬污染的防治對策m.中國環(huán)境科學(xué)，2012，32(2)：373-376.

[3]王備新，楊蓮芳.大勒底棲無脊椎動物水質(zhì)快速生物評價的研究進(jìn)展m.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，24(4):107-111.