重金屬檢測(cè)技術(shù)在水質(zhì)分析中的應(yīng)用

許候杰 漆燕琴 馮志剛

江西省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證總院計(jì)量科學(xué)研究院 江西南昌 330052

環(huán)境監(jiān)測(cè)管理部門在對(duì)環(huán)境水質(zhì)進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)時(shí)，需要對(duì)重金屬進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，降低工業(yè)污染對(duì)環(huán)境水質(zhì)的不良影響。目前我國(guó)在開展重金屬檢測(cè)工作時(shí)，可選擇的技術(shù)類型比較多，工作人員需要根據(jù)區(qū)域內(nèi)環(huán)境水質(zhì)的具體情況，選擇正確的檢測(cè)技術(shù)，還要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，才能進(jìn)一步提高檢測(cè)水平[1]。

一、水質(zhì)環(huán)境中的重金屬污染現(xiàn)狀

(一)污染情況

我國(guó)在進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過(guò)程中，為各種類型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有效的支持。一些重工業(yè)企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，擴(kuò)大了自身的生產(chǎn)范圍，對(duì)周邊的水質(zhì)產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞和影響。在這一情況下要想提高環(huán)境保護(hù)工作的質(zhì)量，降低污染水質(zhì)對(duì)我國(guó)居民身體健康的不良影響，就需要做好區(qū)域內(nèi)環(huán)境水質(zhì)的檢測(cè)。要明確環(huán)境水質(zhì)中的重金屬含量，才能開展針對(duì)性的環(huán)境保護(hù)工作，提高水源的應(yīng)用質(zhì)量?，F(xiàn)階段在進(jìn)行重金屬檢測(cè)時(shí)，可供選擇的技術(shù)種類比較多，但在進(jìn)行水樣采集時(shí)，各項(xiàng)工作的開展難度依然比較大，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，才能進(jìn)行樣品的采集。要想提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，工作人員還要盡可能縮短使用的送檢時(shí)間，要將樣品送到檢測(cè)中心，及時(shí)開展檢測(cè)工作，得出更加準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果。但各項(xiàng)工作在開展時(shí)，都存在一定的難度。尤其是在對(duì)水質(zhì)環(huán)境中的重金屬進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，目前檢測(cè)工作在開展時(shí)，還存在一定的不足之處。需要對(duì)現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行改善和優(yōu)化，才能進(jìn)一步提高檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用水平，確保最終的檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確[2]。

(二)檢測(cè)現(xiàn)狀

人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活都需要水資源的支持，水源是人類生活環(huán)境中不可缺少的一項(xiàng)元素，區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)條件，會(huì)對(duì)居民的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。尤其是在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境下，綠色環(huán)保理念已經(jīng)融入了各行各業(yè)的生產(chǎn)中。在對(duì)水質(zhì)污染進(jìn)行治理時(shí)，需要積極響應(yīng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的政策要求，這也對(duì)水質(zhì)檢測(cè)工作的開展提出了更高的要求。利用一些比較先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，對(duì)水質(zhì)環(huán)境中是否存在影響人類生存的元素進(jìn)行檢測(cè)，還要明確水質(zhì)環(huán)境中的細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌含量的數(shù)據(jù)信息，從而為水質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作的開展提供有效的數(shù)據(jù)支持。在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生廢料和廢水，這些廢棄的物品中存在較多的重金屬元素。一旦元素大量聚集，就會(huì)產(chǎn)生更加嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，而且重金屬元素對(duì)水質(zhì)的污染比較強(qiáng)，在對(duì)水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)重金屬的含量進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。還要對(duì)區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)情況進(jìn)行定期的檢查，明確水質(zhì)環(huán)境中的各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足使用標(biāo)準(zhǔn)的要求，才能進(jìn)一步提高水質(zhì)的應(yīng)用安全性。在開展重金屬檢測(cè)工作時(shí)，需要根據(jù)區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)污染情況，選擇正確的技術(shù)和設(shè)備，才能明確水質(zhì)環(huán)境中哪種元素超標(biāo)，在此基礎(chǔ)上明確污染源，促進(jìn)環(huán)境治理工作的順利開展。在對(duì)不同地區(qū)的水域進(jìn)行重金屬檢測(cè)時(shí)，選擇的檢測(cè)技術(shù)存在一定的差異性，必須選擇合適的技術(shù)，才能滿足水質(zhì)環(huán)境重金屬檢測(cè)工作的開展要求。選用實(shí)用性比較強(qiáng)的重金屬檢測(cè)技術(shù)，可以豐富水質(zhì)環(huán)境的檢測(cè)內(nèi)容，確保工作人員在檢測(cè)的過(guò)程中，能夠?qū)λ|(zhì)環(huán)境中的各項(xiàng)成分進(jìn)行全面的了解，并且對(duì)不同元素的具體含量和主要分布范圍進(jìn)行全面的研究，在此基礎(chǔ)上制定針對(duì)性的治理措施，確保區(qū)域內(nèi)的水源，能夠符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[3]。

二、重金屬檢測(cè)技術(shù)在水質(zhì)分析中的具體應(yīng)用

(一)液相色譜分析技術(shù)的具體應(yīng)用

在進(jìn)行液相色譜分析技術(shù)應(yīng)用時(shí)，技術(shù)的實(shí)施效果比較好，且這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，可以對(duì)當(dāng)前水質(zhì)環(huán)境中的重金屬進(jìn)行有效的檢測(cè)。這項(xiàng)技術(shù)的特征比較明顯，存在高效分離的特點(diǎn)，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)水質(zhì)環(huán)境中的多種類型重金屬元素進(jìn)行快速的分析和檢測(cè)，能夠?qū)χ亟饘俚姆植记闆r和主要分布范圍進(jìn)行全面的了解。但在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用時(shí)，因?yàn)殪`敏度比較差，因此需要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行深入的分析和研究，才能進(jìn)一步提高技術(shù)的實(shí)施效果。工作人員利用這項(xiàng)技術(shù)開展重金屬檢測(cè)工作，需要將其與其他技術(shù)進(jìn)行有效融合，才能提高最終檢測(cè)結(jié)果的正確性。采用綜合檢測(cè)方式，不僅可以充分發(fā)揮液相色譜分析技術(shù)高效分離的優(yōu)點(diǎn)，還可以提高技術(shù)的應(yīng)用靈敏度，確保重金屬檢測(cè)工作能夠順利開展。目前在對(duì)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)的過(guò)程中，已經(jīng)在原有的技術(shù)形式上，對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化和完善?？梢韵壤秒x子色譜技術(shù)開展測(cè)定工作，再利用改良之后的陽(yáng)離子交換柱，對(duì)電導(dǎo)檢測(cè)進(jìn)行有效的抑制，可以在更短的時(shí)間內(nèi)得到更加準(zhǔn)確全面的檢測(cè)數(shù)據(jù)信息[4]。

(二)原子吸收分光光度技術(shù)的具體應(yīng)用

這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)施時(shí)，主要是利用光學(xué)的原理。實(shí)際上電子在躍遷時(shí)，可以對(duì)不同類型的光譜進(jìn)行有效的吸收，形成紫外光吸收光譜。根據(jù)光譜的出現(xiàn)差異，可以對(duì)水質(zhì)環(huán)境中重金屬的分布情況進(jìn)行有效的檢測(cè)，還可以對(duì)檢測(cè)物質(zhì)中是否還有其他介質(zhì)進(jìn)行有效的分析，從而實(shí)現(xiàn)重金屬檢測(cè)的目的。原子吸收分光光度技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，實(shí)用性特征更強(qiáng)，技術(shù)具備更高的檢測(cè)靈敏度，還存在一定的選擇性，能夠快速地完成重金屬檢測(cè)工作。工作人員利用這項(xiàng)技術(shù)，對(duì)水質(zhì)環(huán)境中的金融金屬進(jìn)行有效的檢測(cè)，可以判斷外層電子對(duì)紫外線或其他光線原子的吸收情況，滿足重金屬的檢測(cè)要求。目前在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用時(shí)，主要存在兩種檢測(cè)方式，一種是火焰原子吸收分光光度檢測(cè)形式，另一種是石墨爐原子吸收分光光度檢測(cè)方式。這兩種檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，最主要的區(qū)別是選用的原子裝置存在一定的差異。但技術(shù)在實(shí)際實(shí)施時(shí)，靈敏度都比較高，可以促進(jìn)水質(zhì)環(huán)境中重金屬檢測(cè)工作的順利開展[5]。

(三)電化學(xué)技術(shù)的具體應(yīng)用

在進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用時(shí)，主要是利用具備電化學(xué)性質(zhì)的檢測(cè)物質(zhì)參與實(shí)驗(yàn)的輔助檢測(cè)。能夠根據(jù)不同物質(zhì)電化學(xué)性質(zhì)的差異，對(duì)水質(zhì)環(huán)境中的物質(zhì)組成成分和具體的含量進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和判斷。在開展檢測(cè)工作時(shí)，首先要將檢測(cè)樣品，放入電化學(xué)池中，繼而在電化學(xué)池中添加實(shí)驗(yàn)液，將電化學(xué)池中的某一項(xiàng)參數(shù)作為實(shí)驗(yàn)的參考標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)所選參數(shù)的變化情況與檢測(cè)物質(zhì)濃度之間的關(guān)系，對(duì)內(nèi)部各項(xiàng)物質(zhì)的組成成分和具體的含量進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。利用這項(xiàng)技術(shù)開展水質(zhì)檢測(cè)工作，最常見的是電位分析技術(shù)和溶出伏安技術(shù)以及伏安滴定技術(shù)等方式。電化學(xué)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以將重金屬物質(zhì)從游離物質(zhì)中準(zhǔn)確地分析出來(lái)，降低了檢測(cè)工作的開展難度。利用這項(xiàng)技術(shù)開展重金屬的檢測(cè)工作，不需要使用一些比較復(fù)雜的儀器設(shè)備，因此技術(shù)的操作成本比較低，技術(shù)的實(shí)用性也比較明顯[6]。

(四)重金屬流動(dòng)注射分析檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用

在進(jìn)行重金屬流動(dòng)注射分析檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用時(shí)，對(duì)工作人員的能力存在較高的要求。工作人員在開展檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要將注樣閥中的檢測(cè)樣本，按照固定流速的要求將其注到載流中。在流經(jīng)反應(yīng)器設(shè)備時(shí)，樣本和載流能夠進(jìn)行充分的接觸和融合，在此期間會(huì)發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)選擇合適的試劑，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行有效的檢測(cè)。根據(jù)產(chǎn)物顯示的數(shù)據(jù)信息，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析和判斷，可以明確水質(zhì)環(huán)境中重金屬的具體含量。這項(xiàng)技術(shù)的操作對(duì)設(shè)備的要求比較低，且技術(shù)在實(shí)踐的過(guò)程中，已經(jīng)融合了自動(dòng)化等技術(shù)，向著智能化等方向更好地發(fā)展。采用現(xiàn)代化檢測(cè)方式，可以保證樣本能夠保持相對(duì)均勻的速度進(jìn)行流動(dòng)，為化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生提供更好的空間環(huán)境。在進(jìn)行自動(dòng)化操作時(shí)，還可以提高樣本的處理效率，對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行簡(jiǎn)化，避免因?yàn)槿斯げ僮饕l(fā)失誤等問(wèn)題降低最終檢測(cè)結(jié)果的精確性。在進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，還可以提高重金屬流動(dòng)注射分析檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用準(zhǔn)確性，并且能夠保證最終檢測(cè)結(jié)果更加精確全面。目前這種技術(shù)主要作用于一些比較珍貴的水質(zhì)環(huán)境檢測(cè)工作中，利用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)水質(zhì)環(huán)境中的重金屬含量進(jìn)行有效的檢測(cè)，不僅可以保證最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加科學(xué)，還可以避免在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)水源浪費(fèi)的情況[7]。

(五)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)的具體應(yīng)用

實(shí)際上電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)，是光譜分析技術(shù)中的一種檢測(cè)方式。在進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)時(shí)，要將電感耦合等離子炬，作為檢測(cè)過(guò)程中的激發(fā)光源，從而對(duì)樣本中各項(xiàng)金屬元素的含量進(jìn)行有效的分析。這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)更加簡(jiǎn)單快捷，操作形式也比較便利，可以對(duì)樣本中所含金屬元素的種類以及不同類型金屬元素的具體含量進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。在開展實(shí)驗(yàn)時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)比較明顯的現(xiàn)象，因?yàn)榇思夹g(shù)的靈敏度比較高，而且技術(shù)在實(shí)施時(shí)，不會(huì)受到周邊環(huán)境因素太大的影響，可以將其運(yùn)用到痕量重金屬元素和微量重金屬元素的檢測(cè)中，能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)工作的開展提供更加全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。而且電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以在同一時(shí)間下對(duì)多種元素進(jìn)行檢測(cè)和分析。但這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只能在重金屬元素比較低的水質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行檢測(cè)。即使這項(xiàng)技術(shù)的操作靈敏度比較高，在實(shí)際檢測(cè)時(shí)也會(huì)受到其他因素的影響。要想提高最終檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要將其與分離富集技術(shù)進(jìn)行有效融合，提高不同元素在水質(zhì)環(huán)境中的聚集度，確保檢測(cè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌_展。這種綜合技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上擴(kuò)大了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)的應(yīng)用范圍，還可以對(duì)技術(shù)應(yīng)用時(shí)存在的各項(xiàng)缺陷進(jìn)行有效的彌補(bǔ)，進(jìn)一步提高了檢測(cè)工作的開展效率和精確度[8]。

(六)生物化學(xué)分析技術(shù)的具體應(yīng)用

在進(jìn)行生物化學(xué)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用時(shí)，具備更高的研究?jī)r(jià)值，將其作用于水質(zhì)環(huán)境中的重金屬檢測(cè)中，檢測(cè)效果更加明顯。這項(xiàng)技術(shù)主要有免疫分析和酶分析兩種檢測(cè)方法。免疫分析技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，主要是利用抗體和抗原之間的特異反應(yīng)，開展重金屬的檢測(cè)工作。這種檢測(cè)方式具備更高的靈敏度，選擇性也比較強(qiáng)，可以將重金屬離子與其他合適的絡(luò)合物進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成特定的空間結(jié)構(gòu)。將這個(gè)特定的空間結(jié)構(gòu)與抗體或者抗原進(jìn)行有效融合，可以發(fā)生特異性的反應(yīng)。工作人員利用這項(xiàng)技術(shù)，開展水質(zhì)環(huán)境中的重金屬檢測(cè)工作，可以對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行定量的分析；在進(jìn)行酶分析技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可以利用重金屬破壞酶活性中心關(guān)鍵結(jié)構(gòu)這一特點(diǎn)，對(duì)酶的活力產(chǎn)生一定的影響，降低基質(zhì)中的反應(yīng)速度。可以通過(guò)顯色劑的應(yīng)用，根據(jù)檢測(cè)劑的顏色變化情況或者電導(dǎo)率的變化情況，對(duì)于水質(zhì)環(huán)境中重金屬的具體含量進(jìn)行反應(yīng)和檢測(cè)。工作人員得出相應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)之后，需要對(duì)其進(jìn)行全方位的分析，從而明確水質(zhì)環(huán)境中重金屬的分布范圍和具體的數(shù)量。目前在進(jìn)行酶分析技術(shù)應(yīng)用時(shí)，主要存在葡萄糖氧化酶和脲酶以及過(guò)氧化物酶等[9]。

(七)熒光分析技術(shù)的具體應(yīng)用

這項(xiàng)技術(shù)主要作用與含有熒光物質(zhì)的環(huán)境水質(zhì)分析工作中，技術(shù)的應(yīng)用原理是通過(guò)物質(zhì)對(duì)光射線的反射，對(duì)水質(zhì)環(huán)境中是否含有重金屬進(jìn)行科學(xué)的分析和判斷。在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用時(shí)，主要存在分子熒光光譜和原子熒光光譜等形式。熒光在發(fā)出的過(guò)程中，會(huì)受到重金屬內(nèi)部電子的影響。在進(jìn)行技術(shù)實(shí)施時(shí)，操作方式更加簡(jiǎn)單快捷，且技術(shù)的靈敏度比較高。但是在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用時(shí)，還會(huì)受到光線照射范圍的影響，因此這項(xiàng)技術(shù)只能作用于比較小的水質(zhì)環(huán)境中。要想提高技術(shù)的應(yīng)用效果，還需要添加一些熒光物質(zhì)，才能促進(jìn)檢測(cè)工作的順利開展，因此這項(xiàng)技術(shù)在使用時(shí)具有一定的局限性[10]。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，重金屬檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的開展存在重要的影響。采用現(xiàn)代化的檢測(cè)模式，需要引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，才能保證最終檢測(cè)結(jié)果的精確性。水質(zhì)檢測(cè)工作屬于民生性的工程，政府部門要加強(qiáng)對(duì)這項(xiàng)工作的扶持，并且加大資金的投入力度，才能促進(jìn)技術(shù)的及時(shí)更新。工作人員也要學(xué)習(xí)一些新型的檢測(cè)技術(shù)和知識(shí)，要嚴(yán)格按照檢測(cè)要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，才能提高重金屬檢測(cè)工作的開展質(zhì)量。環(huán)境監(jiān)測(cè)管理部門也要加強(qiáng)對(duì)這項(xiàng)工作的監(jiān)管，促進(jìn)各項(xiàng)工作的順利開展。