地表水中重金屬的監測技術現狀

馮玉立 賈雪菲

（洛陽市環境監測站，河南 洛陽 471000）

Feng Yuli Jia Xuefei

（Luoyang Environmental Monitoring Station，Luoyang Henan 471000）

隨著工業化進程的加快，社會生產力水平不斷提高，同時也暴露出嚴重的環境污染問題。大量的工業廢水、城市生活垃圾等排放到環境中，導致地表水體中重金屬元素不斷富集，嚴重威脅著人們的身體健康。對此，政府部門制定實施了《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》，構建了相應的重金屬污染防治體系，從而實現對水資源的有效保護［1］。

1 重金屬污染的危害

1.1 環境污染

通常情況下，重金屬多以天然濃度在自然界中廣泛存在，但是隨著人類活動的加劇，對于重金屬的開采、加工、冶煉等活動不斷增加，各種富含重金屬元素的污染物排放到自然環境中，導致重金屬元素在土壤、大氣和水體中不斷富集，引發了嚴重的環境污染。

1.2 人體傷害

重金屬不能被生物降解，同時具備生物累積性，可以在食物鏈的生物放大作用下不斷的富集，最后進入人體，威脅人們的身體健康［2］。

最近幾年，我國水體重金屬污染事件時有發生，如湖南兒童血鉛超標事件、浙江臺州村民血鉛超標事件等，不僅造成了嚴重的影響，同時也威脅著社會的穩定發展，因此，做好重金屬污染的監測和預防控制，是當前環境保護部門需要重點關注的問題［3］。

2 地表水重金屬監測預處理

2.1 重金屬種類劃分

存在于地表水中的重金屬元素，根據其物理狀態和可過濾性，以孔徑0.45mm的濾膜為衡量標準，能夠劃分為兩種不同的類型，即可過濾金屬與不可過濾金屬。其中，可過濾金屬也稱溶解性金屬，包括了金屬水合離子、有機無機絡合物，以及濾膜的膠體離子；不可過濾金屬也稱懸浮態金屬，無法通過過濾進行分離，一般需要將濾膜與懸浮物一起進行相應的化學消解，然后才能對金屬含量進行測定。

2.2 過濾與酸化

對于水體中重金屬元素的處理，應該首先利用0.45mm微孔濾膜，進行相應的抽濾處理，并使用含有硝酸酸化聚乙烯瓶，對濾液進行收集。通過相應的酸化處理，能夠有效改變水體原有的化學平衡，將懸浮物和顆粒中尚富含的重金屬元素轉入到溶液中［4］。

2.3 樣品消解

在自然環境中存在的地表水，通常組分都比較復雜，而且多數污染組分的含量低，形態各異，在進行分析測定前，需要對其進行相應的預處理。消解處理能夠破壞水體樣本中的有機物，溶解懸浮性固體，同時將不同價態的重金屬元素氧化成單一高價態，或者轉變為易于分離的無機化合物。對于環境水體中重金屬元素的消解，通常可以使用硝酸消解法或者硝酸-高氯酸消解法，對于那些難以消解的物質，可以使用微波輔助消解［5］。

3 地表水重金屬監測技術現狀

3.1 原子吸收光譜法

這種方法是水體重金屬檢測中應用最為廣泛的方法之一，具有檢出限低、靈敏度高、檢測速度快、抗干擾能力強等優點。在實際應用中，原子吸收光譜法對于樣品預處理的要求比較簡單，只需要進行酸化和過濾。如果該方法與熱解-原子吸收光譜法相互結合，可以實現對廢水中痕量無機汞以及總有機汞含量的分析。具體來講，首先需要使用45μm濾膜，對樣本進行過濾，檢測出無機汞的含量，然后使用熱解法，對樣本中的總汞含量進行檢測，最后，兩個步驟得出的含量差，就是總有機汞含量。

3.2 電感耦合等離子體原子發射光譜法

該方法是在原子發射光譜法的基礎上衍生出來的，主要是利用氬等離子體所產生的高溫，使得試樣完全分解為激發態的原子和離子。由于激發態的原子和離子穩定性較差，外層電子會從激發態向低的能級躍遷，發射出特征譜線，如下圖所示：

通過光柵等分光后，利用專業的檢測儀器，對特定的波長強度進行檢測，強度與濃度成正比。這種方法具有快捷便利的特點，能夠對水樣中存在的多種重金屬元素進行同時測定，在常量、微量和衡量分析等方面有著顯著的效果。

3.3 原子熒光分析法

該方法是利用一定波長的x射線對材料進行照射，使得元素處于激發態，激發出光子，形成相應的熒光x射線。由于不同元素的激發態所蘊含的能量存在一定的差異，因此其所產生的熒光x射線也有所不同，結合射線的強度和波長，可以明確待測元素的種類和含量。這種方法具有選擇性強、靈敏度高、方便快捷、取樣較少等優點，能夠對六十多種元素進行測定。

3.4 紫外-可見光分光廣度法

基本原理：分子中存在的某些基團在吸收200-800mm光譜區的紫外可見輻射光后，會發生電子能級躍遷，產生吸收光譜。不同的物質具有不同的分子原子結構，吸收光能量的情況也有所不同，因此，可以根據吸收光譜上某些特征波長處的吸光度，對物質的性質和含量進行測定。需要注意的是，這種分析方法必須具備一定的假設條件：不同的物質吸收光的種類存在很大的差異，當重金屬元素與其他物質相互結合后，對于特定光的吸收就會出現變化，而且被檢測對象中重金屬元素的含量越大，則變化越顯著。

4 結語

總而言之，在當前經濟發展速度不斷加快，環境污染問題日趨凸顯的背景下，水體重金屬污染的存在嚴重影響了人們的身體健康和社會的可持續發展。對此，相關部門應該充分重視起來，建立起健全的重金屬污染事故預警應急機制，對地表水體進行保護，為社會的發展提供良好的支撐。

［1］張曉嬌，李挺.淺析地表水中重金屬的監測技術現狀［J］.廣州化工，2015，43（4）：39-41.

［2］孫立巖，姚志鵬，薛荔棟，等.淺談地表水重金屬污染監測現狀及對策［J］.環境監控與預警，2012，4（6）：29-31，45.

［3］李敏，宗棟良.地表水中重金屬類環境激素污染調查［J］.廣州化工，2010，38（8）：217-219，223.

［4］袁兵貴，謝欣，張大周.地表水中重金屬監測預處理方法的探討［J］.廣州化工，2010，37（7）：112，120.

［5］韓雪，鄧靜秋，曹亞明.河北省地表水重金屬污染狀況分析［J］.中國環境管理干部學院學報，2014，24（1）：57-60.