地表水中重金屬監(jiān)測(cè)方法的探討

三亞市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 海南 三亞 572000

引言

工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程的加快,重金屬排放量不斷上升,特別是生產(chǎn)力的持續(xù)發(fā)展,環(huán)境污染問題也日益加劇,大規(guī)模的工業(yè)污染排放,帶來(lái)了復(fù)雜而深刻的環(huán)境問題,使得地表水和地下水中都含有一定量的重金屬,重金屬進(jìn)入人體內(nèi)蓄積,從而威脅人體健康,甚至可能影響整個(gè)生態(tài)環(huán)境平衡。

1 加強(qiáng)地表水重金屬監(jiān)測(cè)的重要性

所謂重金屬,指的是密度在4～5g/cm3之間的金屬,元素周期表當(dāng)中原子序數(shù)超過24的金屬,常見的主要有銅、汞與銀等等,大約有45種。通常來(lái)講,對(duì)地表水造成污染的金屬物質(zhì)主要包括汞、鉛、鉻等金屬,雖然有的金屬元素對(duì)人體生命健康有益,但是過量的金屬元素,會(huì)影響人體生命健康。通過不斷加強(qiáng)地表水重金屬監(jiān)測(cè),能夠有效的了解地表水的水質(zhì)現(xiàn)狀,滿足人民群眾的基本生活用水需求和各方面用水需求。在自然環(huán)境當(dāng)中,重金屬元素很容易發(fā)生富集反應(yīng),同時(shí)在生物體內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生富集效應(yīng),發(fā)生富集效應(yīng)的重金屬元素不能被降解。例如,在礦山開采過程當(dāng)中,亦或是金屬冶煉與生產(chǎn)加工過程當(dāng)中,部分重金屬元素會(huì)隨著廢水排放到自然環(huán)境當(dāng)中,進(jìn)入到地表水中,在藻類植物與淤泥中堆積,被魚類富集,歷經(jīng)食物鏈蓄積之后,產(chǎn)生嚴(yán)重危害,故加強(qiáng)地表水重金屬監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。

2 地表水中重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 紫外可見光分光光度法 該檢測(cè)方法的原理為,由于分子內(nèi)部有一些基團(tuán),當(dāng)其吸收200～800mm光譜區(qū)紫外可見輻射光后,將出現(xiàn)電子能級(jí)躍遷,吸收性光譜將出現(xiàn)。各類重金屬都有著自身的原子構(gòu)造,吸收光的性質(zhì)、能量大小也差異顯著,這樣就可以憑借吸收光譜中典型波長(zhǎng)處的吸光度,來(lái)預(yù)測(cè)、分析一種污染物的特點(diǎn)以及含量大小。實(shí)際運(yùn)用過程中,應(yīng)該特別關(guān)注的是紫外可見光風(fēng)光廣度法要達(dá)到特定的條件,因?yàn)楦黝愇镔|(zhì)吸收光有著不同的類別,這樣某種重金屬融入不相關(guān)成分后,則可能導(dǎo)致特定光吸收的波動(dòng),根據(jù)以往的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐總結(jié)出,通常情況下,被檢測(cè)污染性水體內(nèi)部的重金屬越多,這種波動(dòng)性越強(qiáng)。

2.2 原子吸收分光光度法 原子吸收分光光度法的測(cè)量對(duì)象是呈原子狀態(tài)的金屬元素和部分非金屬元素,是由待測(cè)元素?zé)舭l(fā)出的特征譜線通過待測(cè)樣品經(jīng)原子化產(chǎn)生的原子蒸氣時(shí),被蒸氣中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收,通過測(cè)定輻射光強(qiáng)度減弱的程度,求出樣品中待測(cè)元素的含量。原子吸收一般遵循分光光度法的吸收定律,通常借比較對(duì)照樣品溶液和待測(cè)樣品溶液的吸光度,求得待測(cè)樣品中待測(cè)元素的含量。

2.3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法 該監(jiān)測(cè)方法以光譜法為基礎(chǔ),一般用于水質(zhì)中重金屬濃度較高的水質(zhì)檢測(cè),檢測(cè)原理如下：電感耦合等離子體由高頻電流經(jīng)感應(yīng)線圈產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng),待測(cè)樣品由載氣(氬氣)引入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化后,待測(cè)樣品被有效分解,待測(cè)樣品能夠形成激發(fā)狀離子和原子,由于這些離子和原子的性質(zhì)不穩(wěn)定性,外層電子會(huì)直接從激發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芗?jí)狀態(tài),從而發(fā)出相應(yīng)的譜線。在分光處理過程當(dāng)中,監(jiān)測(cè)人員采用合理的檢測(cè)設(shè)備,確定波長(zhǎng)強(qiáng)度,原子與離子的強(qiáng)度和濃度呈現(xiàn)正相關(guān)。該監(jiān)測(cè)方法操作簡(jiǎn)單、方便,可以多組分同時(shí)測(cè)定,能夠保證水體重金屬成分得到全方面監(jiān)測(cè)。

2.4 電感耦合等離子體質(zhì)譜法 電感耦合等立體質(zhì)譜法是以等離子體為離子源的一種質(zhì)譜型元素分析方法。主要用于進(jìn)行多種元素的同時(shí)測(cè)定,并可與其他色譜分離技術(shù)連用,進(jìn)行元素價(jià)態(tài)分析,測(cè)定樣品由載氣(氬氣)引入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化后,以氣溶膠形式進(jìn)入等離子體中心區(qū),在高溫和惰性氣氛中被去溶劑化、氣化解離和電離,轉(zhuǎn)化成為帶正電荷的正離子,經(jīng)離子采集系統(tǒng)進(jìn)入質(zhì)譜儀,質(zhì)譜儀根據(jù)質(zhì)荷比進(jìn)行分離,根據(jù)元素質(zhì)譜峰強(qiáng)度測(cè)定樣品中相應(yīng)元素的含量。該方法具有很高的靈敏性,適用于痕量和微量的元素分析,尤其是痕量重金屬元素的測(cè)定。

3 地表水中重金屬監(jiān)測(cè)預(yù)處理

3.1 過濾和酸化 測(cè)定過濾后的金屬含量,應(yīng)在取樣后,盡快用0.45μm微孔濾膜抽濾,濾液收集在聚乙烯瓶中,用酸酸化至p H≤2,酸化水樣所用的酸,可根據(jù)待測(cè)物的性質(zhì)和所加酸的基體對(duì)以后測(cè)定方法的影響來(lái)決定。例如用火焰原子吸收測(cè)定,可用硝酸、鹽酸酸化,因?yàn)檫@兩種介質(zhì)對(duì)火焰原子吸收測(cè)定影響均很??；測(cè)定水中金屬的總量時(shí),采樣時(shí)不需要對(duì)水樣進(jìn)行過濾處理,待水樣靜止30min后,將水樣收集于聚乙烯瓶中,然后加酸酸化即可。

3.2 樣品的消解 水樣消解的目的是將樣品中對(duì)測(cè)定有干擾的有機(jī)物和懸浮顆粒物分解掉,將各種形態(tài)(價(jià)態(tài))的金屬氧化成單一的高價(jià)態(tài),以便測(cè)定,加入的酸和氧化劑要和以后的測(cè)定方法不產(chǎn)生干擾,也不導(dǎo)致待測(cè)金屬的嚴(yán)重玷污和損失。對(duì)于環(huán)境水體中重金屬的消解一般采用硝酸消解法和硝酸－高氯酸消解法。

4 地表水重金屬監(jiān)測(cè)規(guī)范

4.1 大力完善相關(guān)法律法規(guī) 地表水重金屬監(jiān)測(cè)工作的順利開展,需要完善的法律法規(guī)體系作為支撐,我國(guó)有關(guān)部門必須對(duì)現(xiàn)行的重金屬監(jiān)測(cè)法律法規(guī)體系進(jìn)行完善,經(jīng)過相應(yīng)的總結(jié)與反思之后,制定出更加全面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,在提升地表水重金屬監(jiān)測(cè)規(guī)范性的同時(shí),保證各項(xiàng)監(jiān)測(cè)技術(shù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更為客觀合理。為了更好地提升地表水重金屬監(jiān)測(cè)水平,有關(guān)部門要認(rèn)真認(rèn)識(shí)到重金屬污染對(duì)環(huán)境的危害,加強(qiáng)監(jiān)督水體污染物排放,大力完善相關(guān)法律法規(guī),使我國(guó)地表水重金屬監(jiān)測(cè)工作得以順利開展。同時(shí)監(jiān)測(cè)人員也要主動(dòng)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù),有效彌補(bǔ)自身的不足,從根本上提升地表水重金屬監(jiān)測(cè)水平。

4.2 創(chuàng)建科學(xué)的監(jiān)測(cè)體系 地表水中重金屬監(jiān)測(cè)具有一定的難度、技術(shù)性,其中監(jiān)測(cè)精度、準(zhǔn)確度等都至關(guān)重要,對(duì)此,國(guó)家相關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門有必要?jiǎng)?chuàng)建科學(xué)的重金屬監(jiān)測(cè)體系,制定相關(guān)的制度、規(guī)范,培養(yǎng)高級(jí)監(jiān)測(cè)工作人員,通過學(xué)術(shù)交流、技術(shù)研究、科學(xué)檢測(cè)、定期考核等方式,來(lái)逐漸形成專業(yè)化、科學(xué)化的重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個(gè)重金屬監(jiān)測(cè)管理體系,利用已有的重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)不斷改進(jìn)、更新并提高重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù)水平,積極吸收并引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù),不斷地豐富、充實(shí)、完善重金屬監(jiān)測(cè)體系,打造一個(gè)功能健全、分類完善的重金屬監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同時(shí),環(huán)境監(jiān)測(cè)管理部門有必要加強(qiáng)生產(chǎn)廢水排放監(jiān)督,工業(yè)企業(yè)必須采取相應(yīng)的污水處理措施,保證廢水達(dá)標(biāo)排放,生產(chǎn)過程中提高水體循環(huán)利用率,減少污水排放量。環(huán)境部門也可以通過預(yù)警與預(yù)測(cè),及時(shí)了解區(qū)域污染物分布狀況、污染等級(jí),掌握區(qū)域地表水重金屬的污染現(xiàn)狀,并借助現(xiàn)有的污染處理技術(shù)來(lái)對(duì)污染水體進(jìn)行處理,消除水體重金屬污染危害。

5 結(jié)語(yǔ)

地表水體重金屬污染是世界范圍內(nèi)面臨的亟待解決的重要問題之一,地表水體關(guān)乎著人類社會(huì)的健康發(fā)展,其污染問題對(duì)人類有著不可忽視的威脅作用。因此,研究地表水體重金屬監(jiān)測(cè)問題及監(jiān)測(cè)對(duì)策是十分有必要的。本文簡(jiǎn)要分析了我國(guó)現(xiàn)階段地表水體的重金屬監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀,并針對(duì)具體問題提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。