環(huán)境水質(zhì)分析中的重金屬檢測(cè)技術(shù)研究

馬傳杰

（長(zhǎng)豐縣環(huán)境保護(hù)局，安徽 長(zhǎng)豐 231100）

水源對(duì)于人們的日常生活來(lái)說(shuō)是非常重要的，一旦水源出現(xiàn)污染，人們的飲用水就會(huì)出現(xiàn)較大的問(wèn)題，這將直接威脅人們的飲水安全。近年來(lái)，我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的步伐不斷加快，環(huán)境污染問(wèn)題卻越來(lái)越嚴(yán)重，重金屬是現(xiàn)階段我國(guó)水資源遭受污染的主要因素之一。為了有效治理水污染，避免其繼續(xù)惡化，人們需要檢測(cè)水體中的重金屬元素，然后采取針對(duì)性的措施。本文首先指出了水體重金屬的基本概念和危害，然后對(duì)重金屬檢測(cè)技術(shù)予以分析。

1 水體重金屬的基本概念和危害

重金屬元素主要是指密度≥4.5 g/cm3的金屬?，F(xiàn)階段，重金屬污染產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：其一，重金屬會(huì)累積在各種植物體內(nèi)，然后通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，威脅人的生命健康；其二，重金屬污染對(duì)人體健康的危害具有長(zhǎng)期性與隱蔽性，其所包含的毒理作用多種多樣，例如，干擾胎兒正常發(fā)育、造成人體出現(xiàn)生殖障礙等；其三，水體中包含的重金屬種類較多，其中Na、Ca、Mg等對(duì)人體有益，Pb、Cd、Hg等則會(huì)對(duì)人體造成損害[1]。

2 重金屬檢測(cè)技術(shù)分析

2.1 液相色譜分析法

現(xiàn)階段，在水質(zhì)檢測(cè)的過(guò)程中，液相色譜分析法實(shí)際應(yīng)用效果較好，具有高效分離的優(yōu)點(diǎn)，但其也存在缺點(diǎn)，如靈敏性較弱等。因此，這一方法通常都會(huì)和其他方法結(jié)合使用，以彌補(bǔ)其缺點(diǎn)，有效提升其實(shí)用效果。例如，檢測(cè)濃度較高的廢水時(shí)，堿土金屬離子和重金屬離子是其主要檢測(cè)項(xiàng)目。在實(shí)際檢測(cè)的過(guò)程中，首先應(yīng)采取離子色譜法對(duì)廢水予以測(cè)定，然后通過(guò)lonPacCS12A陽(yáng)離子交換柱來(lái)開(kāi)展抑制電導(dǎo)檢測(cè)，這樣就能夠迅速檢測(cè)出廢水當(dāng)中包含的Na、Ca、Mg等元素，同時(shí)還能夠?qū)Ω髟赜枰远糠治觥?/p>

2.2 熒光分析法

一般情況下，通過(guò)某種波長(zhǎng)對(duì)常溫物質(zhì)進(jìn)行入射光照后，其中的價(jià)電子就會(huì)從基臺(tái)躍遷為激發(fā)態(tài)的狀態(tài)，這樣引起的激發(fā)態(tài)其穩(wěn)定性不強(qiáng)，因此價(jià)電子的衰變速度極快，會(huì)迅速變?yōu)榛鶓B(tài)，并含有光子輻射，產(chǎn)生高于入射光波長(zhǎng)的射光，這就是所謂的熒光，若停止對(duì)物質(zhì)進(jìn)行光照射，那么光現(xiàn)象就會(huì)慢慢消失。熒光分析法可以分為兩類，即分子和原子熒光光譜法。現(xiàn)階段，包含發(fā)射熒光物質(zhì)的測(cè)定才會(huì)使用熒光分析法，如熒光染料、量子點(diǎn)等[2]。

在測(cè)定環(huán)境水質(zhì)的過(guò)程中，熒光物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生熒光增強(qiáng)與淬滅的現(xiàn)象，導(dǎo)致水濃度上升，使得增強(qiáng)和淬滅作用放大，這就讓熒光分析法在水質(zhì)重金屬檢測(cè)過(guò)程中擁有極高的靈敏度。和其他方法相比，熒光分析法檢出限較低，擁有樣品無(wú)需顯色與富集等特點(diǎn)，操作較為簡(jiǎn)單。但許多金屬物質(zhì)均不存在熒光，運(yùn)用這一方法時(shí)，人們需要加入適當(dāng)?shù)臒晒馕镔|(zhì)才可以滿足熒光分析的效果，導(dǎo)致其實(shí)際應(yīng)用存在限制。

2.3 電化學(xué)溶出伏安法

電化學(xué)溶出伏安法是檢測(cè)環(huán)境水質(zhì)當(dāng)中重金屬效果的最佳方法，其主要運(yùn)用預(yù)富集與試驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化過(guò)程，獲取最佳的信噪比來(lái)對(duì)多種元素予以同時(shí)測(cè)量，其檢測(cè)限能夠達(dá)到10-12mol/L[3]。和其他分析方法相比，這一檢測(cè)方法所涉及的儀器設(shè)備較為簡(jiǎn)單，操作與攜帶較為方便，具有極高的準(zhǔn)確性與靈敏度，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)快速自動(dòng)化檢測(cè)的要求。

例如，運(yùn)用汞膜玻碳電極來(lái)檢測(cè)水環(huán)境中的痕量重金屬時(shí)，人們需對(duì)支持電解質(zhì)、緩沖液、pH值、富集電位、富集時(shí)間、攪拌等多個(gè)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，將pH=4的鹽酸當(dāng)作支持電解質(zhì)，以便開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)間的反復(fù)測(cè)量。同時(shí)，其緩沖液和樣品液在體積方面的比例為1:100。在開(kāi)展試驗(yàn)前，還需將聚四氟乙烯電解杯放到恒速磁力攪拌器上，再將Pt對(duì)電極、汞膜玻碳工作電極以及飽和甘汞參比電極插入電解杯中，并將電極固定在相應(yīng)的位置，而磁力攪拌子則放置于電解杯底。在具體的試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)將溫度控制在25℃，富集時(shí)通過(guò)恒速磁力攪拌器來(lái)對(duì)溶液予以攪拌，確保重金屬離子能夠有效地沉積在工作電極上。

2.4 流動(dòng)注射分析

流動(dòng)注射分析法指的是將相同體積的樣品注入相同流速的流動(dòng)載流中，在流入反射器時(shí)，試樣和載流就會(huì)在一定程度上達(dá)成混合，并且其試劑反應(yīng)物也會(huì)從檢測(cè)器流出，此時(shí)就能夠?qū)悠酚枰詸z測(cè)，結(jié)合記錄儀來(lái)對(duì)其鋒形信號(hào)進(jìn)行分析，完成與之相應(yīng)的定量分析[4]。這一檢測(cè)方法表明重金屬檢測(cè)技術(shù)逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展，其不僅能夠提升工作效率，還能夠?qū)ι婕暗膹?fù)雜操作環(huán)節(jié)予以處理，如冷卻與加熱等。此外，它可以在處理結(jié)束后將其合流到流路體系中，同時(shí)完成非均勻和非平衡態(tài)下的相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目，加快分析速度并提升分析精密度，有效控制試劑消耗。

2.5 常用的生物學(xué)方法

現(xiàn)階段，酶抑制法和免疫分析法是水體重金屬檢測(cè)中較為常用的兩種生物學(xué)方法。其中，酶抑制法的基本工作原理為：水體所包含的重金屬元素會(huì)影響酶的活性，讓本來(lái)活性較高的酶活性變低，使酶出現(xiàn)化學(xué)變化，此時(shí)對(duì)酶的化學(xué)變化情況予以全面檢測(cè)，人們就可以得出水體當(dāng)中重金屬元素的具體含量與類別。免疫分析法則是通過(guò)抗體和水體當(dāng)中的重金屬污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，檢測(cè)抗體表面所包含的發(fā)光物質(zhì)成分與含量來(lái)計(jì)算水體中的重金屬含量。采取生物學(xué)方法對(duì)水體所包含的重金屬予以檢測(cè)，其優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)對(duì)水體造成二次污染，檢測(cè)速度較快，所使用的生物檢測(cè)試劑的自適應(yīng)能力也較強(qiáng)。

3 結(jié)語(yǔ)

水污染嚴(yán)重影響社會(huì)發(fā)展和人體健康，特別是重金屬元素含量超標(biāo)等給誤飲污水的人畜造成難以逆轉(zhuǎn)的傷害。因此，環(huán)境監(jiān)測(cè)人員必須充分利用當(dāng)前先進(jìn)的重金屬檢測(cè)技術(shù)，控制好生活用水和工業(yè)用水的質(zhì)量，為人們的生活健康提供基礎(chǔ)保障。在檢測(cè)環(huán)境水質(zhì)中重金屬的過(guò)程中，該技術(shù)不僅需要具備極高的特異性與準(zhǔn)確性，還應(yīng)具備檢測(cè)迅速、操作便捷等優(yōu)勢(shì)。目前，重金屬檢測(cè)方式較多，不同檢測(cè)方式的優(yōu)缺點(diǎn)不同，在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，相關(guān)人員要結(jié)合實(shí)際情況，選擇一種或多種檢測(cè)方式，確保最終測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。隨著社會(huì)的發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)環(huán)境問(wèn)題會(huì)慢慢得到改善，人們的生活環(huán)境會(huì)變得更加美好。

1 熊 波，陳紹國(guó).淺析小型農(nóng)田水利渠道防滲技術(shù)[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2016，（14）：65.

2 王 林.渠道防滲技術(shù)在小型農(nóng)田水利建設(shè)中的應(yīng)用及其作用[J].四川水泥，2017，（8）：126.

3 張 強(qiáng).幾種重金屬檢測(cè)技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應(yīng)用探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016，（9）：159.

4 劉 晶.探析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測(cè)技術(shù)[J].華東科技，2016，（6）：12.