水中重金屬檢測方法的研究進展

關明銘

摘 要：隨著國家科技實力的進步，水環(huán)境中重金屬的檢測效率和質量得到了明顯的提高。相關科研團隊不僅對環(huán)境中重金屬的檢測方法進行了深入的研究與探討，還將很多先進的檢測技術應用到實際工作中，為水環(huán)境質量提升以及檢測工作的開展提供可諸多便利條件。但是也有一些重金屬檢測方法在實際應用中存在難度，需要相關檢測團隊能對檢測方法的應用原理進行進一步的探討。本篇文章就水中重金屬檢測方法方面的內容進行簡單的論述，希望能對相關人士的研究有所幫助。

關鍵詞：重金屬；檢測；水環(huán)境

水環(huán)境重金屬檢測工作是國家發(fā)展中重要的內容，它不僅對水污染的防控和管理有著重要的作用，還與人們的生命健康有著密切的聯(lián)系。在近幾年的發(fā)展中，很多科研團隊逐漸提高了對水環(huán)境重金屬檢測方法的研究與重視。一方面是由于傳統(tǒng)的檢測方法已經不能滿足現(xiàn)階段水環(huán)境重金屬檢測的需要，如果不能對相應的檢測方法進行創(chuàng)新與完善，那么就會在很大程度上影響重金屬檢測效率和質量。另一方面是檢測方法的應用效果會受到某些因素的影響，需要相關檢測團隊制定科學的控制方案，提高檢測方法的應用價值。

一、重金屬危害與檢測方法概述

重金屬是指原子密度大于5 g/cm3的金屬元素，在自然界的85種金屬元素中占有45種。其主要來源于重金屬的開采、加工，印刷產品的使用以及汽車廢棄物的排放，隨著雨水作用匯集在江河中或者滲人地下在土壤中，進而由植物吸收并富集。人類主要通過攝人污染的水或者食物而導致重金屬在體內聚集而引發(fā)各種疾病。其中通過水的攝人對人的影響最為直接。因此環(huán)境中水的重金屬檢測顯得尤為重要。

目前傳統(tǒng)方法如原子吸收光譜法、原子熒光光譜法和電感耦合等離子體法的準確度和精確度均能夠達到要求且技術成熟，但是所需檢測耗時，同時樣品還需經特殊處理減少信號干擾，所需要的大型實驗設備限制了其僅僅在科研單位的使用。而近些年發(fā)展的快速檢測方法的確改善了檢測條件，耗時短，處理樣品簡單，但檢測的重復性相對于傳統(tǒng)方法，有待提高。

二、水中重金屬檢測方法分析

1、電化學法

電化學法是水環(huán)境重金屬檢測方法中的一種，也是檢測團隊經常使用的方法，要想有效的提高電化學法的應用效果，那么檢測團隊就要對其應用原則和注意事項等進行全面的了解和掌握，主要應注意以下幾個方面：

第一，在應用電化學法之前，相關工作人員需要先對檢測工作中涉及到的儀器設備進行檢查，確保設備的安全與穩(wěn)定性，為電化學檢測的開展奠定良好的基礎。第二，使用電化學法的時候，水環(huán)境中的待測元素會受到電極之間的影響而出現(xiàn)電沉積現(xiàn)象。當待測元素沉積到一定程度的時候，檢測人員會通過反向電壓，在對電極表面附有的重金屬進行溶解。這個時候，重金屬離子的濃度會與電流的大小呈一定的比例，檢測人員會對比例來對水環(huán)境中的重金屬進行進一步的判斷與研究。

2、原子熒光光譜法

原子熒光光譜法也是水環(huán)境重金屬的檢測方法，這種檢測方法主要以熒光強度的大小為判斷依據，是一種專業(yè)性很強的檢測技術。當相關檢測團隊應用這種方法進行水環(huán)境重金屬檢測的時候，檢測人員會檢測原子進行輻射能的激發(fā)，使其發(fā)出熒光。這種方法不僅具有較強的靈敏性，還對多元素檢測工作的開展有著重要的意義和影響。但是在實際檢測過程中，這種方法還是會受到某種因素的影響而出現(xiàn)問題。比如原子熒光效果會受到散射光以及不穩(wěn)定因素的影響而出現(xiàn)猝滅現(xiàn)象，這對檢測工作的開展有著嚴重的阻礙，需要相關檢測團隊對其進行有效的控制。

利用分子篩層析有效分離不同狀態(tài)的汞，紫外光輻射氧化，在酸性條件下被氯化亞錫還原成原子化用于熒光檢測。該分離方法高效，解決了傳統(tǒng)高效液相色譜法流動相和固定相之間傳質慢以及反壓不斷上升的問題，符合并提高了環(huán)境檢測的要求并提高了檢測效率。

3、酶抑制法

重金屬離子和酶活中心的活性部位結合，占據部分活性位點，引發(fā)酶活力的降低，從而影響酶和底物的反應。反應變化和重金屬的含量具有相關性，可達到良好的檢測效果，檢測限比光譜法和電化學法偏低，但其能夠達到國家標準檢測要求。目前已有過氧化氫酶、葡萄糖氧化酶、脈酶、磷酸酯酶用于重金屬的檢測，但是酶的種類仍需要開發(fā)。

利用Cu2+對醇氧化酶活性的抑制作用，結合甲醇被醇氧化酶催化產生的過氧化氫能夠碲化鎘量子點熒光信號降低，實現(xiàn)Cu2+的檢測。檢測限為0.176 μg/L。在實際應用中比較該法和ICP法對廢水、農業(yè)灌溉用水、湖水中的銅的檢測，回收率均在93. 3%一103.6%，相對標準偏差均<5%。因此該法可作為環(huán)境水樣中Cu的一種快速檢測的可靠方法。

4、核酸適配體檢測法

核酸適配體檢測重金屬具有較好的檢測穩(wěn)定性、檢測成本低、適配體序列自行設計的廣泛應用性。利用修飾有熒光基團的適配體與Ag+發(fā)生特異性的結合，生成C-Ag-C的雙鏈結構，避免了石墨烯對單鏈DNA上熒光基團的猝滅作用，提高了熒光信號噪比，對Ag+的檢測限可達2. 5 μg/L。

將富含G堿基和T堿基的DNA序列固定在納米金表面上，檢測體液中Pb2+和Hg2+。該法較好的固定游離在水溶液中的DNA，從而有效的降低DNA的降解，并且在較寬的波長范圍里納米金顆粒具有較優(yōu)的熒光猝滅效率。結果表明，即使在DNA酶存在的條件下，能夠同時檢測水溶液中的Pb2+、Hg2+。

5、原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是基于氣態(tài)的原子外層電子對紫外光和可見光進行吸收為基礎的分析方法。因此樣品需要原子化，即通過原子化器提供合適的能量將試樣中的被測元素轉變?yōu)樘幱诨鶓B(tài)的原子。根據原子化器的作用不同將原子吸收光譜法分為火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、冷原子吸收光譜法和電熱原子吸收光譜法。而原子吸收光譜法的技術和分析方法成熟，幾乎涵蓋了所有元素分析的領域。

但是多種元素必須用相應的光源進行原子激發(fā)，而環(huán)境中的水含有大量不同種類的離子，分析物離子含量往往較低。給檢測帶來一定的困難。因此樣品需要預處理，提高靈敏度和準確度，例如溶劑萃取、濁點萃取、固相萃取、電沉積、協(xié)同沉淀、膜過濾方法。固相萃取操作方便，且相比較液液萃取，有機試劑用量大為減少。納米顆粒突出的原子基團易和金屬離子鰲合，利用材料的磁性，分離和濃縮比其他的固相萃取方法簡單、方便、快捷。但是這種裸露的納米材料沒有特異性，易受干擾離子的影響。所以需要改性，即對其表面進行修飾。

6、電感耦合等離子體法

電感耦合等離子體法測定水中的重金屬主要包括電感耦合等離子體質譜法法和電感耦合等離子發(fā)射光譜法。前者是利用電感耦合等離子體使樣品原子化，待測金屬元素進入質譜，通過測定荷質比進行定性和定量分析；后者是利用高頻電流產生的高溫將反應氣加熱并電離，利用元素發(fā)出的特征譜線進行測定。

三、結束語

如今，很多水環(huán)境重金屬檢測團隊在實際工作中，都能有效的掌握相應檢測方法的應用原理和技巧。對于檢測過程中存在的難點問題，相關工作人員也能對其進行及時的分析與處理，并制定合理的優(yōu)化方案，有效的控制檢測方法的應用效果。但是部分重金屬檢測團隊在工作中，會受到外界環(huán)境因素以及人為因素的影響而出現(xiàn)各種各樣的問題。這個時候就會嚴重影響水環(huán)境重金屬檢測的準確性，影響檢測技術的應用價值。所以在日后的工作中，重金屬檢測團隊除了要對水環(huán)境的特點進行全面的分析和了解，同時還要提高檢測方法及技術的研究，掌握便捷的檢測方式，這樣才能進一步提高重金屬檢測的水平。

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