水質(zhì)重金屬檢測意義與常用儀器檢測技術(shù)探討

仇巧麗

摘 要：隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境也遭到了很大的破壞，尤其近年來我國重金屬污染事件頻發(fā)，重金屬污染對人民的日常生活產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。生態(tài)環(huán)境和人們的日常生活息息相關(guān)，尤其是水環(huán)境，為了更好的防治重金屬污染，我國的重金屬檢測技術(shù)有了很大的提升，檢測設(shè)備也更加先進(jìn)，通過檢測環(huán)境中的重金屬才能實施更好的應(yīng)對措施。本文通過分析重金屬污染的危害，說明水質(zhì)重金屬檢測的意義，同時探究了現(xiàn)在重金屬檢測的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境污染；重金屬；水質(zhì)；檢測技術(shù)

引言

目前而言，我國環(huán)境污染中最嚴(yán)重的重金屬污染，重金屬在水質(zhì)、大氣、土壤、固體廢物等中都有檢測到，而且部分地方已經(jīng)造成了嚴(yán)重污染。環(huán)境監(jiān)測部門在防治重金屬污染的是必須趕緊行動起來，首先要做的就是對環(huán)境中重金屬的類型和含量進(jìn)行檢測，目前重金屬檢測使用的儀器設(shè)備主要有四種，分別是原子吸收分光光度計、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、原子熒光分光光度計以及電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。

1、重金屬污染的來源及危害

1.1重金屬的概述

在通常我們把密度在5.0以上的金屬稱為重金屬，基本金屬的密度都是大于5.0的，所以都屬于重金屬的范圍。我們常見的有銀（Ag）、鐵（Fe）、汞（Hg）、金（Au）、鋁（Al）、鉛（Pb）等等。這些重金屬元素大部分都是有生物毒性的，有小部分是生物生長所必須的，但是含量過高也會造成生態(tài)環(huán)境破壞，比如鋅、鐵、銅等。

1.2重金屬污染的來源

重金屬污染是指重金屬造成的環(huán)境污染，包括各方面的污染，比如土壤污染、水污染、大氣污染等等。重金屬造成的環(huán)境污染和其他污染還有一定的區(qū)別，其他污染只在某個方面，重金屬污染是各個方面的，他們會相互轉(zhuǎn)移和交叉。比如水質(zhì)重金屬污染的來源就非常廣泛，我們平時常見的就是工業(yè)廢水、生活用水、下的污染的雨雪和農(nóng)田中使用的化肥和農(nóng)藥等，但是土壤污染的重金屬也會流入水體中造成水污染，大氣中的重金屬污染經(jīng)過降塵降雨也會進(jìn)入水體造成水污染。

1.3重金屬污染的危害

重金屬或其化合物進(jìn)入環(huán)境中會一直存在，很難被消除，只會相互轉(zhuǎn)化，又不能被微生物降解或電解等，而且最后還是富集到人的身上或者動植物上面，影響人的健康和動植物的生存，造成的危害可想而知。首先，對人體的健康有巨大的影響。重金屬或其化合物一旦進(jìn)入人體，不能被人體消化吸收，只會在身體里面隨著血液循環(huán)運行到人體各個器官或細(xì)胞內(nèi)。造成人體的細(xì)胞破壞或者死亡，導(dǎo)致器官出現(xiàn)問題，從而影響整個人的身體健康。比如鉛中毒、砷中毒、汞中毒等，總之所有的重金屬在人體含量超標(biāo)對人體的危害都很大。其次，對動植物也有很大的危害。動植物也是需要靠吸收營養(yǎng)才能生存，植物長期吸收重金屬或其化合物很容易導(dǎo)致植物不能生長或凋亡，動物也是和人一樣。

2、水質(zhì)重金屬檢測的意義

水環(huán)境和人類的生存有著直接的聯(lián)系，人們的健康和水的質(zhì)量有重大的關(guān)系，因而對水質(zhì)進(jìn)行重金屬檢測是非常有意義的。一方面，因為重金屬及其化合物的種類比較多，所以在防治方面有不同的措施，如果不知道水質(zhì)中的重金屬是什么種類或者含量多少，很難針對性的實施防治。所以水質(zhì)重金屬檢測可以針對水質(zhì)情況提供有效的防治重金屬污染的方案。另一方面，我國水資源分布不均，有些地方水資源豐富，有些地方水資源匱乏，而我國居民大部分是引用河流或水庫的水，重金屬檢測可以有效提高水資源的利用率，沒有污染的水可以最大限度供給居民使用，有污染的水通過重金屬檢測找出污染源，及時的切斷污染源，阻止水質(zhì)再遭到破壞，讓水通過本身的凈化能力使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

3、重金屬常用儀器檢測技術(shù)

重金屬的種類很多，在環(huán)境污染中含量也各不相同，所以檢測方法也有一定的差別。我國檢測重金屬的技術(shù)水平越來越高，檢測設(shè)備也是越是越來越先進(jìn)，下面重點介紹幾種重金屬檢測的常用儀器設(shè)備，即原子吸收分光光度計、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、原子熒光分光光度計和電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。

3.1原子吸收光譜法（AAS）

原子吸收光譜法是在檢測重金屬檢測方面是最常用的，它的設(shè)備結(jié)構(gòu)組成相對來說比較簡單，最重要的使用設(shè)備是原子吸收分光光度計。原子吸收光譜法的原理簡單來說就是利用各種重金屬的氣態(tài)原子狀態(tài)的吸光度不一樣，根據(jù)最后譜線和強度來分析出是哪種金屬元素和其濃度是多少。原子吸收光譜法在檢測重金屬比較廣泛，其優(yōu)勢也比較明顯，比如分析速度快、操作簡單、靈敏度高、分析精度好等。但是想要原子吸收光譜法分析效果顯著在技術(shù)上還有做到以下兩點，第一，對檢測的樣品要做有效的處理。原子吸收光譜法對基體較復(fù)雜的樣品處理效果不是很好，所以在使用時，需要對樣品先做一定的處理，比如做好分離，讓樣品盡可能的簡單，這樣檢測出的效果會更精確。第二，保證火焰吸光度的穩(wěn)定性。因為水質(zhì)中的各個金屬的外層原子的穩(wěn)定性不一樣，需要的火焰強度也不一樣，所以一定要保證充足的時間，才能讓把所有重金屬原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，從而保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確。

3.2原子熒光分析法（AFS）

原子熒光分析法和原子吸收光譜法有一些類似，但是原子熒光分析法需要檢測的重金屬原子態(tài)時能發(fā)出熒光，而很多重金屬的原子態(tài)是不能發(fā)出熒光的，需要加入熒光物質(zhì)才能達(dá)到目的，所以使用范圍也收到一定的限制。但是原子熒光分析法的優(yōu)點也突出，能夠檢測多種重金屬元素，靈敏度很高，檢測成本低等。這以技術(shù)的關(guān)鍵有幾點，第一，選擇合適的熒光材料，熒光材料越理想，檢測的靈敏度越高，同時選擇合適的熒光材料能適合更多重金屬的檢測。第二，采用發(fā)射高強度輻射線的激發(fā)光源有利于提高檢測靈敏度。第三，光源和檢測儀要成一定的角度，可以避免激發(fā)光源發(fā)生的輻射對原子熒光信號的影響。

3.3電感耦合等離子體法

（1）電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP）

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法分析過程為三步即激發(fā)、分光和檢測。該方法的優(yōu)點也很多，可以多元素同時分析，靈敏度高，分析精度高、穩(wěn)定性好，化學(xué)干擾極地，溶液進(jìn)樣、標(biāo)準(zhǔn)溶液易制備。但是該方法有些元素不便測定，比如惰性氣體、大量鈾等放射性元素。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法關(guān)鍵樣品的預(yù)處理和干擾背景的矯正。同時運行費用高，再者樣品介質(zhì)的影響大，ICP高溫引起化學(xué)反應(yīng)的多樣化，經(jīng)常使分子離子的強度過高，干擾測量。

（二）電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是以電感耦合等離子體作為離子源，以質(zhì)譜進(jìn)行檢測的無機多元素分析技術(shù)。電感耦合等離子體包括離子源和氬等離子體，質(zhì)譜包括四級桿質(zhì)量過濾器和檢測系統(tǒng)。該方法的優(yōu)點有很多，第一多元素快速分析；第二動態(tài)線性寬；第三檢測限低；第四在大氣壓下進(jìn)樣，便于與其它進(jìn)樣技術(shù)聯(lián)用；第五可進(jìn)行同位素分析、單元素和多元素分析，以及有機物中金屬元素的形態(tài)分析。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀法關(guān)鍵技術(shù)有兩方面，一方面是最好在真空系統(tǒng)中操作，干擾少，靈敏度高。另一方面樣品導(dǎo)入系統(tǒng)的選擇很重要，不同的導(dǎo)入系統(tǒng)對檢測結(jié)果有一定的影響。

結(jié)語

綜上所述，重金屬的污染已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國的生態(tài)環(huán)境和人民群眾的身心健康。尤其水質(zhì)重金屬污染直接關(guān)系到人的生命安全，做好水質(zhì)重金屬檢測是現(xiàn)在環(huán)境監(jiān)測部門的重要任務(wù)之一。我國應(yīng)加大在重金屬檢測的技術(shù)提升上面的投入，落實防治重金屬污染的措施，從而更好的保護我國的生態(tài)環(huán)境。

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