大氣顆粒物PM2.5中重金屬的檢測技術(shù)

陳建紅(江蘇省鹽城市鹽都區(qū)環(huán)境保護(hù)局)

一、PM2.5概述

當(dāng)前，PM2.5受到社會各界的廣泛關(guān)注，人們只知道它會給人們的身體健康帶來影響，卻并不真正了解它。PM，即particu-latematter，譯為中文為“顆粒物”；2.5表示2.5微米。PM2.5即表示為等于或小于2.5微米的，可以吸入人體的有害大氣顆粒物。由于其可以不受鼻腔與咽喉的阻擋，被吸入人體的肺中，甚至通過換氣系統(tǒng)進(jìn)入人體的其他部位，引發(fā)支氣管炎、哮喘與心血管病等嚴(yán)重疾病。其中PM2.5中的重金屬物質(zhì)對人體器官與技能造成的傷害更大。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，人體吸入過量的鋅會引發(fā)鋅中毒，造成腹瀉、嘔吐等胃腸道疾病；鉛的影響也很大，當(dāng)進(jìn)入人體后很難被排出，且能直接傷害到人體腦細(xì)胞，對胎兒造成的傷害更大，可能會造成智障；鎘、鎳、砷等金屬過量進(jìn)入人體會引發(fā)癌癥或心腦血管等疾病；釩也是一種有毒的金屬物質(zhì)，而且能被全身吸收，能夠影響到人體心臟、神經(jīng)、胃腸等系統(tǒng)，中毒時(shí)表現(xiàn)為腸道蠕動(dòng)進(jìn)入亢奮狀態(tài)，胃腸道等器官出現(xiàn)血管痙攣。人體吸入過量的硒與鋅會對呼吸道與其他器官造成嚴(yán)重傷害。總之，雖然PM2.5中重金屬的含量很少，但是其對人體造成傷害是極其嚴(yán)重的。因此，對PM2.5中重金屬進(jìn)行檢測研究是很有必要的。

二、大氣顆粒物PM2.5中重金屬檢測技術(shù)分析

在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與研究領(lǐng)域的不斷拓展，人們對大氣中有害物質(zhì)的研究設(shè)備與分析辦法的要求也在不斷提高，傳統(tǒng)的檢測分析技術(shù)由于耗時(shí)較長、消耗試劑量大、檢測易出現(xiàn)偏差等缺點(diǎn)，是不能滿足當(dāng)前人們的需要。同時(shí)，更加靈敏、更加快捷的檢測儀器設(shè)備的更新?lián)Q代，更加科學(xué)的分析技術(shù)的推廣，為檢測分析技術(shù)的進(jìn)步奠定了良好的基礎(chǔ)。其中比較常見的檢測技術(shù)方法有：

1.分光光度法

該技術(shù)辦法通過在一定波長范圍內(nèi)或特定波長處對被檢測物質(zhì)進(jìn)行檢測，記錄其發(fā)光強(qiáng)度與吸光度，然后對被檢測物質(zhì)進(jìn)行定量與定性分析的技術(shù)辦法。分光光度法才用的檢測儀器為分光光度計(jì)，并在檢測過程中通過不同波長光的照射，記錄一定濃度的被檢測物質(zhì)的在該波長的光度照射下的吸光強(qiáng)度，并繪制出該物質(zhì)的吸收光譜。通常對于無色物質(zhì)進(jìn)行紫外線照射測定，被稱為紫外分光光度法；對有色物質(zhì)進(jìn)行的測定，被稱為可見光光度法。為保證在進(jìn)行PM2.5中重金屬檢測的精準(zhǔn)度，該技術(shù)方法中使用的各種儀器都要費(fèi)根據(jù)國家相關(guān)規(guī)頂進(jìn)行定期校正。

2.原子吸收光譜法

原子吸收光譜法(AAS)，是通過氣態(tài)原子可吸收一定波長輻射并根據(jù)相應(yīng)原子共振輻射線的吸收強(qiáng)度來對被檢測物質(zhì)進(jìn)行定量定性分析的一種技術(shù)方法。任何一種元素都可以發(fā)射與吸收特征譜線。當(dāng)有特征波長的光照過原子蒸汽時(shí)，原子外層電子選擇性的吸收特征光譜，并使入射光減弱。此時(shí)即可對對檢測物質(zhì)進(jìn)行含量與性質(zhì)分析。在量子化的原子能級下，原子可進(jìn)行有選擇性的吸收輻射。同時(shí)由于原子的結(jié)構(gòu)與外層電子的排列不同，元素由基態(tài)躍遷為激發(fā)態(tài)所吸收的能量是不同的，所以各元素的共振吸收線也各不相同。該檢測技術(shù)具有準(zhǔn)確度高、檢出限低、選擇性好、分析速度快、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，可以很好地適用于PM2.5中重金屬的檢測工作中，但是在進(jìn)行檢測時(shí)還應(yīng)該物理、化學(xué)、電力與光譜等因素的干擾與抑制，保證檢測結(jié)果的科學(xué)合理。

3.原子熒光光譜法

該技術(shù)方法是介于原子吸收光譜與原子發(fā)射光譜中間的一種光譜分析技術(shù)方法。其基本原理為原子在基態(tài)條件下吸收特定波長的輻射而躍遷至高能態(tài)，而后通過光輻射的形式發(fā)射出具有特征波長的熒光。當(dāng)原子發(fā)射的熒光與吸收線波長一致時(shí)，被稱為共振熒光；不同則為非共振熒光。其中，共振熒光強(qiáng)度較大，在進(jìn)行檢測分析應(yīng)用的也較多。在特定的條件下，共振熒光強(qiáng)度和被檢測物質(zhì)的濃度呈正相關(guān)關(guān)系。該技術(shù)辦法在檢測中具有較高靈敏度，且校正曲線范圍較廣，還能對多種元素進(jìn)行同時(shí)檢測，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)督工作中，在PM2.5中重金屬的檢測工作中也發(fā)揮著重要的作用。

檢測PM2.5中重金屬性質(zhì)與含量的技術(shù)還有很多，不在此一一進(jìn)行介紹，但各種檢測技術(shù)在使用時(shí)都需要的注意的是科學(xué)嚴(yán)禁的態(tài)度，考慮各種可能會影響檢測結(jié)果的因素，并進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)控制，保證檢測結(jié)果的科學(xué)、合理、有效。

三、PM2.5中重金屬來源分析概述

PM2.5中重金屬物質(zhì)來源與形成過程不同也會對重金屬物質(zhì)的理化性質(zhì)造成影響，對人體的危害也會呈現(xiàn)不同性質(zhì)的變化，因此要對PM2.5中重金屬物質(zhì)的形成條件與來源進(jìn)行分析，然后才能進(jìn)行針對性的檢測分析，并提出相適應(yīng)的預(yù)防與解決措施。當(dāng)前，國際上對PM2.5中重金屬物質(zhì)來源的研究方法最常見的有富集因子法與聚類分析法。通過對污染源頭的分析，并根據(jù)其分析解雇采取針對性的措施進(jìn)行治理與保護(hù)。

[1]牛桂昂,張金生,李麗華.大氣顆粒物PM2.5中重金屬的研究進(jìn)展[J].當(dāng)代化工,2013,42(09):1234-1236,1242.

[2]楊書申,邵龍義,龔鐵強(qiáng),劉昌鳳.大氣顆粒物濃度檢測技術(shù)及其發(fā)展[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005,04(01):36-39.