淺析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)

許春玲

摘要：隨著我國工業(yè)水平不斷提高，當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求量也越來越大，這就造成了大面積的水體污染。其中，重金屬污染已經(jīng)成為了我國乃至全球水資源環(huán)境問題。基于此，本文首先提出我國水資源重金屬污染現(xiàn)狀，進(jìn)而提出集中水質(zhì)重金屬檢測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境水質(zhì)；重金屬；檢測技術(shù)；現(xiàn)狀

引言

重金屬具有劇毒性，也是十分常見的致癌物，會對身體造成極大的危害。重金屬主要包括鐵、錳、銅、鋅、鉛、汞、鎳等密度大于5.0g·cm-3金屬，大約有45種，同時(shí)還有一些類似重金屬性質(zhì)和表現(xiàn)的非金屬元素的同樣當(dāng)做重金屬對待，如氟等。水體重金屬污染愈加嚴(yán)重主要是因?yàn)楣I(yè)發(fā)展、人口基礎(chǔ)增加造成的，對水質(zhì)造成極大的負(fù)面影響。特別是工業(yè)廢水中含有大量的重金屬元素，對自然生態(tài)、人體造成了極大危害。

1、我國水體重金屬污染現(xiàn)狀

水是一切生命之源，無論是人類還是動植物，都離不開水的支撐，當(dāng)今人類飲水主要來自地下水和水庫。從飲水方面分析，我國河流污染問題十分嚴(yán)峻，據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國大約有18.46%城市河流中的鎘含量都超過了Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)。從我國7大水系調(diào)查結(jié)果來看，在1995年長江南水體鎘含量僅次于汞、COD、BOD、揮發(fā)酚。黃河中有16.7%的水源與支流存在鎘金屬超標(biāo)情況。通過對水庫、湖泊重金屬含量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來看，每個(gè)流域多少都存在著鎘金屬污染情況，僅次于汞污染。工業(yè)生產(chǎn)是造成水體重金屬污染的重要原因，大部分污水排放都是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)，再加上酸雨影響，重金屬會通過江流流動直接進(jìn)入到大海，增加了海洋的重金屬負(fù)荷。有關(guān)部門通多對大連灣進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水體中的重金屬幾乎都有所超標(biāo)，渤海錦州灣底泥重金屬中的汞、鎘、鉛、鋅超出標(biāo)準(zhǔn)的150倍，造成當(dāng)?shù)厮a(chǎn)品重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。

2、環(huán)境水質(zhì)分析中的重金屬檢測技術(shù)

2.1液相色譜技術(shù)

液相色譜技術(shù)在當(dāng)今水質(zhì)檢測當(dāng)中有著十分突出的效果，其最大的特點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)高效分離，但該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也存在著些許弊端，最為突出的就是缺乏靈敏度。所以在具體應(yīng)用當(dāng)中，需要和其他檢測方法同時(shí)使用，彌補(bǔ)液相色譜技術(shù)的弊端。很多專家對液相色譜法進(jìn)行了優(yōu)化、改進(jìn)，極大的提高了重金屬檢測質(zhì)量。如廢水濃度較高，需要檢測其中是否含堿金屬離子，首先要采用離子色譜進(jìn)行測定，之后再用IonPac CS12A陽離子交換柱，從而起到抑制電導(dǎo)檢測的作用，在很短時(shí)間之內(nèi)即可檢測水體中的Na+、K+、Mg+、Ca2+離子，并且可以判定各種重金屬的含量。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用可以有效檢測出有機(jī)廢水中是否含義（含有多少）重金屬元素。

2.2熒光分析技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)與分光光度檢測法的原理大致相同，其主要表現(xiàn)在：我們以常溫物質(zhì)為例，在受到光照同時(shí)其內(nèi)部元素就會變得更加活躍，增強(qiáng)活性，由之前機(jī)基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，由于穩(wěn)定性較差，所以在短時(shí)間內(nèi)會再次恢復(fù)成為基態(tài)，在整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中，就會產(chǎn)生一定的放射光，也就是人們?nèi)粘Ｋ吹降臒晒?，通過對熒光進(jìn)行分析，即可獲取常溫位置的元素組成與含量。從熒光分析技術(shù)發(fā)展情況來看，常見的熒光發(fā)射物質(zhì)有以下幾種，包括量子點(diǎn)、熒光染料、稀土納米材料等，對于熒光物質(zhì)來說，如果其內(nèi)部存在著重金屬，如果是高濃度重金屬，則熒光效應(yīng)就越強(qiáng)，從而判定物質(zhì)當(dāng)中是否有重金屬、哪類重金屬、具體含量。

2.3電化學(xué)分析技術(shù)

電化學(xué)分析技術(shù)在實(shí)際操作中較為簡單，主要借助樂江電化學(xué)反應(yīng)原理，并在此基礎(chǔ)上對水質(zhì)重金屬含量進(jìn)行分析和檢測。電化學(xué)技術(shù)利用了物質(zhì)電化學(xué)特性，結(jié)合電化學(xué)差異性判定物質(zhì)是由哪些元素構(gòu)成，在該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用中，需要在電化學(xué)池當(dāng)中開展。首先需要準(zhǔn)備好試驗(yàn)液，并加入到化學(xué)池當(dāng)中，將電阻、電流、電量中的某個(gè)參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)，測定電化學(xué)池，最后將參數(shù)和所測參數(shù)元素濃度進(jìn)行對比分析，從而判定出試驗(yàn)液的元素組成，同時(shí)也分析其具體含量。從當(dāng)今發(fā)展現(xiàn)狀來看，有一些常見的電化學(xué)方法，包括溶出伏安法、電位分析法、極譜發(fā)等。例如在陰極溶出伏安技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，其不僅可以檢測到飲用水中所含的多種重金屬元素，還可以檢測到海水當(dāng)中的重金屬元素種類與含量。

2.4原子吸收法

原子吸收光譜法簡稱AAS，該項(xiàng)檢測技術(shù)的有點(diǎn)眾多，包括高靈敏度、分析效率高、檢測限低、良好的選擇性等，由于該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，所以在重金屬檢測當(dāng)中取得了廣泛的關(guān)注。是截至目前為止適應(yīng)頻率最高的重金屬檢測法。原子吸收法主要是檢測地表水重金屬含量，也可以檢測廢水金屬含量。如在特性萃取環(huán)境下，把APDC當(dāng)做螯合劑，MIBK作為萃取劑，定量螯合萃取鉛元素，同時(shí)也可以將該項(xiàng)技術(shù)和其他技術(shù)配合使用，這樣可以以最快速度檢測出水體中的鉛含量，操作十分便捷，并且相比其他技術(shù)檢測精度更高一些。

2.5生物化學(xué)技術(shù)

生物化學(xué)作為一種新型水質(zhì)重金屬檢測方法，當(dāng)今較為常見的檢測方法包括：酶分析法、免疫分析法等。相比來說，免疫分析法的效能更好一些，在實(shí)際使用當(dāng)中可以從以下兩個(gè)方面實(shí)施檢測，包括抗體和抗原特異性。通過合理利用這兩個(gè)物質(zhì)，即可有效檢測出水體當(dāng)中是否含有重金屬元素，并且還可以清楚的顯示具體含量，這種分析檢驗(yàn)法具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，也就是具備非常高靈敏度。而酶分析法的也是生物化學(xué)技術(shù)中的一種常見方法，可以利用甲硫基，觀察甲硫基和重金屬元素反應(yīng)之后的狀態(tài)，在反應(yīng)過程中會導(dǎo)致酶活性產(chǎn)生變化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)變化，降低酶的活力，從而導(dǎo)致物質(zhì)中的重金屬元素產(chǎn)生變化，包括電導(dǎo)率、酸堿值、顯示劑顏色等，實(shí)現(xiàn)對重金屬的檢測與分析。

結(jié)束語

綜上所述，為了能夠降低重金屬污染水源的問題，必須要合理采用水質(zhì)重金屬檢測技術(shù)。結(jié)合我國水環(huán)境污染現(xiàn)狀可知，加強(qiáng)重金屬檢測與控制勢在必行。這就需要針對現(xiàn)有的重金屬檢測技術(shù)，采用適應(yīng)性強(qiáng)、精度高、經(jīng)濟(jì)效益好的技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對各種技術(shù)優(yōu)化、創(chuàng)新，提高重金屬檢測的質(zhì)量，這樣才能夠?yàn)樗h(huán)境生態(tài)修復(fù)提供基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文，李煜.試析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].江西建材，2017（23）：246-247.

[2]梁超文.探析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].河南科技，2015（22）：55-56.

[3]劉晶.探析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2016（6）：123-124.

許春玲

摘要：隨著我國工業(yè)水平不斷提高，當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)對水資源的需求量也越來越大，這就造成了大面積的水體污染。其中，重金屬污染已經(jīng)成為了我國乃至全球水資源環(huán)境問題。基于此，本文首先提出我國水資源重金屬污染現(xiàn)狀，進(jìn)而提出集中水質(zhì)重金屬檢測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境水質(zhì)；重金屬；檢測技術(shù)；現(xiàn)狀

引言

重金屬具有劇毒性，也是十分常見的致癌物，會對身體造成極大的危害。重金屬主要包括鐵、錳、銅、鋅、鉛、汞、鎳等密度大于5.0g？cm-3金屬，大約有45種，同時(shí)還有一些類似重金屬性質(zhì)和表現(xiàn)的非金屬元素的同樣當(dāng)做重金屬對待，如氟等。水體重金屬污染愈加嚴(yán)重主要是因?yàn)楣I(yè)發(fā)展、人口基礎(chǔ)增加造成的，對水質(zhì)造成極大的負(fù)面影響。特別是工業(yè)廢水中含有大量的重金屬元素，對自然生態(tài)、人體造成了極大危害。

1、我國水體重金屬污染現(xiàn)狀

水是一切生命之源，無論是人類還是動植物，都離不開水的支撐，當(dāng)今人類飲水主要來自地下水和水庫。從飲水方面分析，我國河流污染問題十分嚴(yán)峻，據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國大約有18.46%城市河流中的鎘含量都超過了Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)。從我國7大水系調(diào)查結(jié)果來看，在1995年長江南水體鎘含量僅次于汞、COD、BOD、揮發(fā)酚。黃河中有16.7%的水源與支流存在鎘金屬超標(biāo)情況。通過對水庫、湖泊重金屬含量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來看，每個(gè)流域多少都存在著鎘金屬污染情況，僅次于汞污染。工業(yè)生產(chǎn)是造成水體重金屬污染的重要原因，大部分污水排放都是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)，再加上酸雨影響，重金屬會通過江流流動直接進(jìn)入到大海，增加了海洋的重金屬負(fù)荷。有關(guān)部門通多對大連灣進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水體中的重金屬幾乎都有所超標(biāo)，渤海錦州灣底泥重金屬中的汞、鎘、鉛、鋅超出標(biāo)準(zhǔn)的150倍，造成當(dāng)?shù)厮a(chǎn)品重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)。

2、環(huán)境水質(zhì)分析中的重金屬檢測技術(shù)

2.1液相色譜技術(shù)

液相色譜技術(shù)在當(dāng)今水質(zhì)檢測當(dāng)中有著十分突出的效果，其最大的特點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)高效分離，但該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也存在著些許弊端，最為突出的就是缺乏靈敏度。所以在具體應(yīng)用當(dāng)中，需要和其他檢測方法同時(shí)使用，彌補(bǔ)液相色譜技術(shù)的弊端。很多專家對液相色譜法進(jìn)行了優(yōu)化、改進(jìn)，極大的提高了重金屬檢測質(zhì)量。如廢水濃度較高，需要檢測其中是否含堿金屬離子，首先要采用離子色譜進(jìn)行測定，之后再用IonPac CS12A陽離子交換柱，從而起到抑制電導(dǎo)檢測的作用，在很短時(shí)間之內(nèi)即可檢測水體中的Na+、K+、Mg+、Ca2+離子，并且可以判定各種重金屬的含量。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用可以有效檢測出有機(jī)廢水中是否含義（含有多少）重金屬元素。

2.2熒光分析技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)與分光光度檢測法的原理大致相同，其主要表現(xiàn)在：我們以常溫物質(zhì)為例，在受到光照同時(shí)其內(nèi)部元素就會變得更加活躍，增強(qiáng)活性，由之前機(jī)基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，由于穩(wěn)定性較差，所以在短時(shí)間內(nèi)會再次恢復(fù)成為基態(tài)，在整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中，就會產(chǎn)生一定的放射光，也就是人們?nèi)粘Ｋ吹降臒晒?，通過對熒光進(jìn)行分析，即可獲取常溫位置的元素組成與含量。從熒光分析技術(shù)發(fā)展情況來看，常見的熒光發(fā)射物質(zhì)有以下幾種，包括量子點(diǎn)、熒光染料、稀土納米材料等，對于熒光物質(zhì)來說，如果其內(nèi)部存在著重金屬，如果是高濃度重金屬，則熒光效應(yīng)就越強(qiáng)，從而判定物質(zhì)當(dāng)中是否有重金屬、哪類重金屬、具體含量。

2.3電化學(xué)分析技術(shù)

電化學(xué)分析技術(shù)在實(shí)際操作中較為簡單，主要借助樂江電化學(xué)反應(yīng)原理，并在此基礎(chǔ)上對水質(zhì)重金屬含量進(jìn)行分析和檢測。電化學(xué)技術(shù)利用了物質(zhì)電化學(xué)特性，結(jié)合電化學(xué)差異性判定物質(zhì)是由哪些元素構(gòu)成，在該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用中，需要在電化學(xué)池當(dāng)中開展。首先需要準(zhǔn)備好試驗(yàn)液，并加入到化學(xué)池當(dāng)中，將電阻、電流、電量中的某個(gè)參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)，測定電化學(xué)池，最后將參數(shù)和所測參數(shù)元素濃度進(jìn)行對比分析，從而判定出試驗(yàn)液的元素組成，同時(shí)也分析其具體含量。從當(dāng)今發(fā)展現(xiàn)狀來看，有一些常見的電化學(xué)方法，包括溶出伏安法、電位分析法、極譜發(fā)等。例如在陰極溶出伏安技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，其不僅可以檢測到飲用水中所含的多種重金屬元素，還可以檢測到海水當(dāng)中的重金屬元素種類與含量。

2.4原子吸收法

原子吸收光譜法簡稱AAS，該項(xiàng)檢測技術(shù)的有點(diǎn)眾多，包括高靈敏度、分析效率高、檢測限低、良好的選擇性等，由于該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢十分明顯，所以在重金屬檢測當(dāng)中取得了廣泛的關(guān)注。是截至目前為止適應(yīng)頻率最高的重金屬檢測法。原子吸收法主要是檢測地表水重金屬含量，也可以檢測廢水金屬含量。如在特性萃取環(huán)境下，把APDC當(dāng)做螯合劑，MIBK作為萃取劑，定量螯合萃取鉛元素，同時(shí)也可以將該項(xiàng)技術(shù)和其他技術(shù)配合使用，這樣可以以最快速度檢測出水體中的鉛含量，操作十分便捷，并且相比其他技術(shù)檢測精度更高一些。

2.5生物化學(xué)技術(shù)

生物化學(xué)作為一種新型水質(zhì)重金屬檢測方法，當(dāng)今較為常見的檢測方法包括：酶分析法、免疫分析法等。相比來說，免疫分析法的效能更好一些，在實(shí)際使用當(dāng)中可以從以下兩個(gè)方面實(shí)施檢測，包括抗體和抗原特異性。通過合理利用這兩個(gè)物質(zhì)，即可有效檢測出水體當(dāng)中是否含有重金屬元素，并且還可以清楚的顯示具體含量，這種分析檢驗(yàn)法具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，也就是具備非常高靈敏度。而酶分析法的也是生物化學(xué)技術(shù)中的一種常見方法，可以利用甲硫基，觀察甲硫基和重金屬元素反應(yīng)之后的狀態(tài)，在反應(yīng)過程中會導(dǎo)致酶活性產(chǎn)生變化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)變化，降低酶的活力，從而導(dǎo)致物質(zhì)中的重金屬元素產(chǎn)生變化，包括電導(dǎo)率、酸堿值、顯示劑顏色等，實(shí)現(xiàn)對重金屬的檢測與分析。

結(jié)束語

綜上所述，為了能夠降低重金屬污染水源的問題，必須要合理采用水質(zhì)重金屬檢測技術(shù)。結(jié)合我國水環(huán)境污染現(xiàn)狀可知，加強(qiáng)重金屬檢測與控制勢在必行。這就需要針對現(xiàn)有的重金屬檢測技術(shù)，采用適應(yīng)性強(qiáng)、精度高、經(jīng)濟(jì)效益好的技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對各種技術(shù)優(yōu)化、創(chuàng)新，提高重金屬檢測的質(zhì)量，這樣才能夠?yàn)樗h(huán)境生態(tài)修復(fù)提供基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文，李煜.試析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].江西建材，2017（23）：246-247.

[2]梁超文.探析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].河南科技，2015（22）：55-56.

[3]劉晶.探析用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測技術(shù)[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2016（6）：123-124.