環境監測中的重金屬元素分析方法探討

呂敏燕+曹磊

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展，人民的生活水平日益提高。同時，重金屬污染情況也逐漸加重。科學技術的進步使我國的監測技術不斷發展和完善，重金屬元素的分析方法呈多樣化趨勢。需要注意的是，在整治重金屬污染的工作中，監測工作人員，不僅需要掌握正確的重金屬元素的分析方法，還要根據具體的實際情況、重金屬污染程度等因素，對重金屬分析方法進行有效地選擇。

關鍵詞：環境監測；重金屬元素；取樣；分析方法

中圖分類號： X830.2 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）06-79-2

引言

隨著我國綠色發展理念的深化，重金屬污染防治工作越來越受到重視，防治重金屬污染成為我國重要的環保工作之一。為了從根本上減少重金屬污染給人民生活帶來的種種危害，對環境監測中的重金屬元素進行分析，是解決重金屬污染的首要任務。本文將對污染源及危害進行概述，然后對重金屬分析方法及注意事項進行論述。希望本文的探討能給監測工作者帶來一定的借鑒作用，使重金屬元素的檢測工作更加高效進行。

1 重金屬污染源頭

無論作為化學元素本身，還是作為化工原料來講，重金屬元素都具備毒性。隨著工業的發展，重金屬廣泛應用于各個生產領域，造成了城鄉重金屬污染的主要源頭。工業方面，煤礦運輸中的揚塵，煤礦以及化工產品的燃燒，鋼材的冶煉等環節會產生有毒重金屬。接著有毒金屬物質，隨著大氣的流動，排放到空氣中，造成空氣污染。另外，工業生產會留下大量工業廢水，未經檢驗合格的污水任意排放到周圍的水源中，造成周圍的水體污染。農業方面，化學肥料的使用使有毒的重金屬離子殘留在土壤中，經過時間的積累土地質量越來越差，對農業產量和質量造成巨大的影響。人民生活方面，電池等化工廢棄物被人為丟棄，沒有經過處理的重金屬滲入地下，其中的重金屬離子同樣給環境造成污染。交通方面，尤其是繁華地帶，交通事故引起的汽油泄露、汽車焚燒等后果也成為重金屬離子流入大氣的主要途徑。因此，工業、農業、交通、人民生活等方面是重金屬污染的主要源頭，這也是環境監測的主要方向[1]。

2 重金屬污染危害

重金屬污染會很大程度上造成空氣、水體、土壤等污染，與人民的生活息息相關，可見，重金屬的污染危害直擊人類。當重金屬殘留物流入到空氣中，空氣的流動加大了重金屬污染范圍，使其波及范圍廣，危害性大。土壤和水體中的重金屬離子在降解上更是存在極大困難。從生物角度講，食物鏈的進程中具有富集作用。也就是說，有害物質經過食物鏈的層層遞進集中進入人體內導致各類疾病引發。在我國，地區性重金屬中毒的例子比比皆是，重金屬的污染具有地域性，采礦業及工業匯集的地方，重金屬污染會更加嚴重，使周圍的人民健康帶來威脅。地球上一切的生物都離不開空氣、水體、土壤。因此，重金屬污染不盡快解決，污染速度之快將會給地球帶來不可想象的災難。針對重金屬的環境檢測分析刻不容緩。

3 重金屬分析方法

3.1 分析方法的選擇

通過重金屬污染的源頭與危害分析，重金屬元素主要存在于大氣、土壤、水源中，所以環境監測中的重金屬污染分析主要針對大氣、土壤、水源，分別對空氣、土壤、水質進行采樣分析，根據樣品中金屬元素濃度和元素間的相互作用來選擇分析方法。一般來講，得到推廣應用的有光分析法，電化學分析可以通過使用儀器設備對樣品中的重金屬元素進行檢測。光分析法，原理上是利用紫外線的分光性，通過原子的光譜吸收與熒光反應，辨別重金屬物質的分布狀況。電化學法，是結合生物分析法在環境監測中使用。為了監測的準確性與便捷性，分析方法的選擇要根據樣品中重金屬含量以及分析指標進行選擇。

3.2 樣品制備

環境污染特別是水體、土壤污染問題越加突出，加強重金屬污染的鑒別，需要采集具有良好代表性的樣品。樣品制備主要包括對污染固體和水體的取樣。比如，垃圾的焚燒物、含鉛汽油、輪胎焚燒殘留物、工廠附近的廢水和家用廢棄電池都是可進行采集的樣品。根據污染源特性，利用合適的采樣工具，進行不同深度的樣品制備。在采集之前，需要分析測定污染體的酸堿度，重金屬離子的含量。金屬污染物樣品的制備是對樣品進行預處理的前提，直接影響儀器的分析結果、監測結果的準確度。在環境檢測中，重金屬的含量比較低，如果制備樣品時沒有注意規范操作，制備樣品混入其他物質，增加了分析結果的干擾項。樣品制備還需要采集有代表性的樣品，制備環節需謹慎操作[2]。

3.3 液體樣品預處理

進行液體的預處理，實質上是對吸附在液體表面的雜志與有機物質等進行處理，目的是消除對分析結果的影響，減少監測誤差。在液體樣品處理之前，應用洗滌液將預裝樣品的瓶子進行清潔，然后在弱酸性的溶液中放置十五分鐘，用清水沖洗干凈后盛裝液體樣品。處理方法采用化學過濾法，使用孔徑為0.45微米的濾紙進行過濾，將酸堿度降低到1到2之間。若使用硝酸溶液，硝酸的加入其溶液的質量比例為1：500，重金屬溶液可快速溶解到溶液中。保存后應用氯化酸消解方法進行試驗。采用堿性溶液防治樣品揮發。消解過程中，用電熱板進行加熱。消解法被普遍應用在重金屬檢測試驗中，具有方便、高效的特點。

3.4 固體樣品預處理

固體進樣法是固體預處理中最直接的一個方法，在土壤檢測中得到廣泛應用。固體進樣法是針對固體懸浮液進行取樣，即將固體當作液體樣品，進行一定的稀釋后再詳細分析。針對高要求的固體樣品，也可以采用特定的預處理。特定的固體樣品預處理，包括酸分解進樣法、固體懸浮液法、堿熔法等。幾個方法中通常以酸解法為先，酸解法無法滿足要求時，可采用高溫堿熔法。進行高溫消解時，可利用高壓微波加熱，使消解方式更加高效。通常電熱板法有一定的局限性，比如由于電熱板的加熱時間較長，易造成元素的損失與揮發。高圧密封加熱，能夠減少試劑中元素的損耗與揮發性[3]。

3.5 空氣樣品預處理

在化工與煤礦廠集中地帶，周圍空氣中重金屬離子含量較大，便于采樣和研究。利用中流量采樣器，采集固定污染源排氣筒中顆粒物，以此分析其中的重金屬含量。在采集過程中注意避免降雨天氣，在風向穩定、溫度適宜的情況下進行采集。由于空氣采樣的較難實施，采樣人員需要學習有關檢測技術規范，正確使用儀器設備。采樣后，將樣品濾膜用錫箔紙夾好，放在干燥箱內保存，便于日后實驗室的分析測試。空氣樣品的預處理可參照固體樣品處理方式。

3.6 污染程度分析

水質和土質的污染受到金屬污染實際上是重金屬含量的超標，超過的標準越多，污染程度越嚴重。實際監測中，重金屬元素的樣品含量分布，可經過多種分析方法體現，進而確定重金屬的污染程度。通常可以采用公式法計算，污染程度用單因子指數表示，不同重金屬的采樣點單因子指數不同，污染程度不同。重金屬的實際檢測濃度為變量，污染程度與其成正比。該金屬元素的背景值為定量，背景值的大小有關采樣區域，污染程度與其成反比[4]。

4 結論

重金屬污染是對環境造成巨大危害的污染之一。在“十三五”規劃中，國家出臺了重金屬污染綜合治相關政策及加強重金屬污染防治工作的指導意見，國家的指導與支持使金屬元素污染防治工作更加高效。做好環保防治工作，需要在環境檢測中加強對重金屬元素的分析。本文分析了重金屬污染的源頭和危害，分別闡述了液體樣品和固體樣品，制備過程及監測之前進行處理的注意事項。根據分析結果以及重金屬污染程度，采取不同的應對防范措施和治理措施。以上針對監測環境中的重金屬分析方法的探究，可供監測工作人員參考。除此之外，保護環境是人類共同的責任，在防治工作的順利開展時，更重要的是，提升企業及民眾的環境保護意識。只有這樣，重金屬污染問題才能得到根本上的解決。保護與治療應雙管齊下，將我國的持續發展戰略方針實施到底。

參 考 文 獻

[1] 龔海明，馬瑞峻，汪昭軍，葉云，胡月明.農田土壤重金屬污染監測技術發展趨勢[J].中國農學通報，2013（02）：

140-147.

[2] 張霖琳，薛荔棟，滕恩江，呂怡兵，王業耀.中國大氣顆粒物中重金屬監測技術與方法綜述[J].生態環境學報，

2015（03）：533-538.

[3] 關天霞，何紅波，張旭東，白震，解宏圖.土壤中重金屬元素形態分析方法及形態分布的影響因素[J].土壤通報，2011（02）：503-512.

[4] 吳健生，宋靜，鄭茂坤，謝婧，李俊杰，黃秀蘭.土壤重金屬全量監測方法研究進展[J].東北農業大學學報，2011（05）：133-139.