環(huán)境水質(zhì)分析中的重金屬檢測技術(shù)分析

王 軍

（如東縣疾病預(yù)防控制中心，江蘇 南通 226400）

工業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)有效地促進(jìn)了我國的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，但其發(fā)展的同時(shí)也帶了重金屬污染的消極影響。所以對(duì)重金屬進(jìn)行檢測分析，能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行更有效的治理，促進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。重金屬污染與其他類型的污染不同，水質(zhì)的重金屬污染不會(huì)隨著時(shí)間的增長而被凈化，反而會(huì)隨著時(shí)間積累得更多，導(dǎo)致水質(zhì)污染更加嚴(yán)重。重金屬污染會(huì)對(duì)水生動(dòng)物和植物造成直接的危害，通過食物鏈的聯(lián)系，也會(huì)間接地威脅到人類的健康，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞，所以環(huán)境水質(zhì)中的重金屬檢測十分重要。

1 環(huán)境水質(zhì)分析中重金屬檢測技術(shù)應(yīng)用的重要性

中國工業(yè)不斷發(fā)展的同時(shí)，造成了多種重金屬元素的廢水和垃圾產(chǎn)生過量，其對(duì)環(huán)境水質(zhì)造成了很大的影響。所以加強(qiáng)對(duì)水中重金屬元素含量的檢測，可以更好地保護(hù)環(huán)境和水質(zhì)。一般的檢測工具和檢測方法難以在水質(zhì)中進(jìn)行重金屬污染的檢測，其在水環(huán)境中難以分解。因?yàn)榧夹g(shù)的缺乏，可能會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)更加嚴(yán)重的污染，所以重金屬檢測技術(shù)的優(yōu)化，能夠從水環(huán)境中更加準(zhǔn)確的檢測出重金屬元素的含量，保障人們的生活用水，保障自然環(huán)境中的水質(zhì)，促進(jìn)我國的可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 環(huán)境水質(zhì)分析中的重金屬檢測技術(shù)的具體應(yīng)用措施

2.1 生物化學(xué)分析

重金屬檢測技術(shù)可以利用生物化學(xué)分析法對(duì)水中的酶分子進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)重金屬離子與酶分子結(jié)構(gòu)的理論分析。在進(jìn)行重金屬檢測時(shí)，應(yīng)用生物化學(xué)的分析方法需要利用計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)方面的知識(shí)，通過獲取、處理、儲(chǔ)存、分發(fā)生物信息來獲得更加準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)。例如可以利用常規(guī)小分子和生物分子進(jìn)行對(duì)比，來進(jìn)行氣象色譜、液相色譜對(duì)水中生物的核酸、蛋白質(zhì)的化學(xué)分析。除此之外，其對(duì)比內(nèi)容還有混合物中的某一定量物質(zhì)分、析單一無知的定性分析和單一成分的結(jié)構(gòu)分析。就目前來看，大多數(shù)金屬污染的指數(shù)上升多是由于工業(yè)重金屬排放和人們?nèi)粘Ｉ钪须娖鞯裙腆w垃圾所導(dǎo)致的，所以在對(duì)水質(zhì)進(jìn)行重金屬檢測時(shí)，生物化學(xué)的分析是不可減少的。除此之外，生物化學(xué)法還可以進(jìn)行免疫分析。免疫分析法就是利用其抗體方面的技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)的檢測檢測，工作人員需要在被檢測的水中加入科學(xué)適量的抗體。其所加入的抗體就能夠與其所含有重金屬元素進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以此來通過檢驗(yàn)、分析水的質(zhì)量。在所有的水質(zhì)檢測技術(shù)當(dāng)中，生物化學(xué)分析法是環(huán)保系數(shù)較高的，且其檢測的性能也較好，其不會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生二次污染，而且其檢測的方法也較為簡單，檢測率較高。

2.2 電化學(xué)分析

重金屬檢測時(shí)，利用電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行檢測是通過對(duì)電化學(xué)的性質(zhì)處理和物質(zhì)組成的分析，更加符合重金屬含量在水中檢測的標(biāo)準(zhǔn)，其利用電壓曲線和相關(guān)的參考數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)定位分析伏案滴定、溶出伏安等相關(guān)方法進(jìn)行計(jì)算，得出相應(yīng)的比例。這種方法可以達(dá)到更加標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)劃分和水質(zhì)檢查內(nèi)容的差異評(píng)定，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)濃度檢測和實(shí)驗(yàn)[2]。但這種方法需要更高的安全標(biāo)準(zhǔn)，必須要按照嚴(yán)格的操作流程進(jìn)行操作。總的來說，電化學(xué)分析方法就是利用在水質(zhì)當(dāng)中金屬檢測時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的分析、研究，它的根本原理就是以金屬元素其本身所帶有的電化學(xué)特質(zhì)來進(jìn)行相關(guān)元素的比較，并判斷水中的化學(xué)物質(zhì)是由哪些元素組成的。但電化學(xué)分析方法存在著一個(gè)限制，當(dāng)其在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，會(huì)被固定的地方所限制，這種方法必須要在電化學(xué)池中進(jìn)行，其不能應(yīng)用于戶外，所以操作就有些限制。

2.3 光譜法

水環(huán)境中進(jìn)行重金屬檢測，可利用原子吸收光譜方法。其是以原子動(dòng)能原理為依據(jù)，利用量子力學(xué)和技術(shù)應(yīng)用來進(jìn)行金屬元素在水中的含量比例的研究?，F(xiàn)階段許多的環(huán)保部門都開始對(duì)地表水和地下水中的金屬元素進(jìn)行測量以及比例的檢測。光譜法可以更加靈敏、快速、高效的測出重金屬的比例，而且其檢測的線標(biāo)較低、抗干擾能力較強(qiáng)，適用于大范圍的檢測環(huán)境。如對(duì)河水和湖水進(jìn)行重金屬的檢測，利用光譜法就能夠較為便利的對(duì)其容量的水平和重金屬含量的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和分析，通過濾膜對(duì)水質(zhì)進(jìn)行過濾，然后對(duì)水中的汞含量進(jìn)行檢測，利用這種方法就可以正確實(shí)施原子發(fā)射光譜技術(shù)。其使用的原子發(fā)射光譜儀器就是利用原子激發(fā)技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)的激發(fā)，再利用濾膜進(jìn)行過濾，依靠波長選擇器進(jìn)行重金屬的檢測，實(shí)現(xiàn)原子發(fā)射光譜技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

2.4 熒光分析

在水質(zhì)的重金屬檢測時(shí)，可以利用人射光進(jìn)行照射使常溫物質(zhì)內(nèi)部的價(jià)電子的活性增強(qiáng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。在這樣的轉(zhuǎn)變過程中，會(huì)反射出熒光。工作人員就可以通過熒光的分析進(jìn)行重金屬構(gòu)成的物質(zhì)判斷。在運(yùn)用熒光分析法進(jìn)行檢測時(shí)，通常使用的材料是稀土納米材料、有機(jī)熒光染料等，其所探測到的重金屬密度越大，熒光效應(yīng)就會(huì)更強(qiáng)。熒光分析法，其操作較為簡單，但是其也存在著一些缺點(diǎn)。它所使用的范圍較小，其測出的金屬限度更低。熒光分析法及在我國的水質(zhì)金屬檢測當(dāng)中使用的頻率非常的高，其操作的原則與光譜檢測法較為相似。

2.5 電感耦合等離子體法

電感耦合等離子體法也是一種光譜分析法，同原子發(fā)射光譜法的使用原理相同，是將電感耦合等離子矩作為其光源，對(duì)水中的重金屬進(jìn)行含量的分析研究。這種方法的最主要的特征，就是可以十分簡便且準(zhǔn)確的對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測判斷，具體分析其中的重金屬構(gòu)成物質(zhì)和含量。除此方法外，還有一種激光誘導(dǎo)擊穿光譜法，主要是根據(jù)高功率激光使用，使與相關(guān)物質(zhì)產(chǎn)生的作用來對(duì)其發(fā)射的光譜進(jìn)行研究和分析，從而來確定樣品液中的重金屬構(gòu)成物和含量。這種方法最明顯的效果就是其靈敏度強(qiáng)、速度較快，且在進(jìn)行檢測的過程中，可以不需對(duì)樣品液進(jìn)行處理，就可以直接的測驗(yàn)。

2.6 流動(dòng)注射

流動(dòng)注射法是現(xiàn)代目前所研究的重金屬檢測技術(shù)重大成就，是我國水質(zhì)金屬檢測技術(shù)的巨大飛躍。它可以將檢測的樣品注射到流動(dòng)的水中，流動(dòng)注射的樣品與水進(jìn)行融合，然后再水流出的位置進(jìn)行重金屬的檢測，通過這樣的方法就可以得到檢測的數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行分析、研究，然后再利用定量分析進(jìn)行水質(zhì)重金屬的檢測。流動(dòng)注射檢測法在一定程度上節(jié)約了工作時(shí)間，提高了工作的效率，還能夠解決其他檢測法不能解決的問題。例如進(jìn)行冷凍和加熱等項(xiàng)目的操作。除此之外，進(jìn)行流動(dòng)注射法還可以提高檢測的精密程度，提高其使用的效率。這個(gè)方法可以適用于需要使用貴重試劑的測定當(dāng)中，能夠減少貴重試劑的使用量，節(jié)約資源，避免浪費(fèi)。

2.7 液相色譜分析

液相色譜分析法即可以將水中所含有的重金屬元素進(jìn)行分離。這種方法的敏感度不強(qiáng)，所以在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)與其他的技術(shù)相結(jié)合才可以有更好的效果。如果要進(jìn)行檢測重金屬元素就需要進(jìn)行金屬離子分析，之后再利用電導(dǎo)進(jìn)行電導(dǎo)進(jìn)行檢測，以此來解決利用液相色譜分析法的檢測敏感度問題，然后再進(jìn)行其他金屬元素的檢測。最后再對(duì)進(jìn)行檢測出的金屬元素進(jìn)行分析和研究。液相色譜分析法主要適用于在工業(yè)生產(chǎn)中，用于進(jìn)行有機(jī)廢水的檢測工作。液相色譜分析法在進(jìn)行環(huán)境水質(zhì)的重金屬檢測中，其主要是利用了金屬高效分離的特點(diǎn)，將水與其中的重金屬物質(zhì)分離，以此來達(dá)到其檢測的目的。

3 重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中需堅(jiān)持的原則

3.1 以實(shí)際出發(fā)

我國地域遼闊，每個(gè)地方的地理環(huán)境不同，水質(zhì)情況不同。所以選擇適合當(dāng)?shù)貦z測的方法進(jìn)行水質(zhì)重金屬的檢測格外重要，重金屬檢測方法各有利弊。如液相色譜分析法其特點(diǎn)就是可以利用液體作為流動(dòng)相，固定相可以有多種的形式，其優(yōu)勢就是要求的技術(shù)較為簡單，操作也非常便捷，其達(dá)到的檢測效果為中等。但其檢測的精度較低，不能夠準(zhǔn)確的反映出當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)情況[3]。生物化學(xué)分析法，其特點(diǎn)就是可以包含免疫分析法和酶分析法，其可以更加精準(zhǔn)的進(jìn)行重金屬的測量及檢測，效果也較好。電化學(xué)法就能夠有效地排除水質(zhì)中的鹽分，減少對(duì)檢測的干擾，其優(yōu)勢就是利用的儀器占用的空間較小，且檢測的成本相對(duì)較低，檢測效果為中等。列舉的這幾種檢測方法都各有其利弊，在進(jìn)行選擇方法時(shí)，必須要因地制宜，以實(shí)際出發(fā)，進(jìn)行更加科學(xué)合理的檢測。

3.2 完善應(yīng)用制度

在進(jìn)行重金屬檢測的過程中，其檢測單位需要建立和完善管理體系，落實(shí)到各個(gè)部門。并且在設(shè)計(jì)體系的過程中，需要結(jié)合檢測流程的實(shí)際操作情況，不能夠照搬理論，套用其他的管理體系。有效的監(jiān)管機(jī)制可以使各方嚴(yán)格遵守協(xié)議，進(jìn)行有效的工作。同時(shí)在進(jìn)行工作時(shí)，需要監(jiān)管人員進(jìn)行記錄，對(duì)其工作有所總結(jié)、反饋，便于上級(jí)進(jìn)行了解檢測的流程情況，并對(duì)應(yīng)做出調(diào)整。

3.3 加強(qiáng)資源管理

檢測人員自身的能力與在檢測重金屬環(huán)節(jié)時(shí)的準(zhǔn)確性密切相關(guān)，所以檢測人員需要加強(qiáng)其自身的能力素養(yǎng)。檢測單位也需要對(duì)檢測人員進(jìn)行培訓(xùn)，不斷地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化，達(dá)到更加精準(zhǔn)的培訓(xùn)效果，可以制定培訓(xùn)計(jì)劃由多個(gè)部門共同執(zhí)行，讓檢測人員提高其理論知識(shí)和專業(yè)素養(yǎng)[4]。

在現(xiàn)在疫情防控期間，有關(guān)部門為保障社會(huì)開展復(fù)工、復(fù)產(chǎn)、復(fù)學(xué)，在市民飲用水衛(wèi)生方面要進(jìn)行及時(shí)的水質(zhì)檢測，掌握生活飲用水的水質(zhì)變化和基本衛(wèi)生情況，有關(guān)部門需要進(jìn)行供水水質(zhì)抽樣監(jiān)測工作。在開展飲水監(jiān)測工作的同時(shí)，疾控中心的專業(yè)技術(shù)人員需要進(jìn)行對(duì)供水單位供管水人員疫情期間生活飲用水安全知識(shí)、消毒處理等工作進(jìn)行了宣傳、指導(dǎo)。同時(shí)也要加強(qiáng)居民用戶對(duì)水質(zhì)的關(guān)注，反饋出水質(zhì)問題。在疾病防控方面，可根據(jù)具體的情況來選擇水質(zhì)檢測的方法，進(jìn)行更加科學(xué)合理的水質(zhì)檢測工作，防止疫情的復(fù)發(fā)，保證人民的正常生活。

4 結(jié)語

環(huán)境水質(zhì)分析中應(yīng)用重金屬檢測技術(shù)能夠更加科學(xué)合理、快速、高效的對(duì)其含量進(jìn)行分析和研究，利用圖表和科學(xué)的數(shù)據(jù)分析、總結(jié)，制定更加完善的環(huán)境治理規(guī)劃。金屬元素的檢測對(duì)水質(zhì)調(diào)查工作尤為重要，其具有一定的難度，所以需要更加科學(xué)合理的重金屬檢測方法，進(jìn)行有效的分析和研究，促進(jìn)我國可持續(xù)發(fā)展。