水中重金屬光譜檢測(cè)技術(shù)研究

孟 梅

(重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，重慶 404100)

1 引言

水是人類(lèi)賴(lài)以生存的基礎(chǔ)條件，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要條件[1]。但由于人口的不斷增長(zhǎng)，工業(yè)和農(nóng)業(yè)等的快速發(fā)展，生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)廢水排放量大大增加，導(dǎo)致水資源污染不斷加劇，嚴(yán)重破壞了人類(lèi)生存環(huán)境和人們健康[2]。重金屬(密度大于5 g/cm3的金屬元素)是水污染的重要污染物之一，如Cu、Zn、Cr、Cd、Ni、Pb和Hg等，其具有可遷移性高、累積性強(qiáng)、過(guò)量累積后毒性高等特點(diǎn)，因此水中重金屬的含量監(jiān)測(cè)以指導(dǎo)水中重金屬的去除對(duì)生態(tài)環(huán)境平衡和人類(lèi)健康的維護(hù)至關(guān)重要。水中重金屬的檢測(cè)方法對(duì)重金屬的監(jiān)測(cè)效率和準(zhǔn)確性有著重要影響。

光譜法是常用的水質(zhì)重金屬檢測(cè)方法之一，光譜法研究是水中檢測(cè)方法的重要研究?jī)?nèi)容。本文對(duì)水中重金屬的光譜檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行綜述，以為該技術(shù)的完善和推廣應(yīng)用提供借鑒。

2 水中重金屬的光譜檢測(cè)技術(shù)

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是基于氣態(tài)的基態(tài)電子對(duì)特征光譜相應(yīng)原子共振輻射線吸收強(qiáng)度的檢測(cè)分析方法[2]，具有檢測(cè)精度高、分析效率快、抗干擾性強(qiáng)、對(duì)微量元素感應(yīng)性好等特點(diǎn)，是水中重金屬檢測(cè)的最重要和標(biāo)準(zhǔn)使用的方法之一[3]。然而，樣品的預(yù)處理工藝是影響該法檢測(cè)效率的重要影響因素，如艾軍等[4]研究發(fā)現(xiàn)采用將定量螯合萃取法、流動(dòng)注射在線萃取法和原子吸收光譜法相結(jié)合，簡(jiǎn)便快捷而精度高的實(shí)現(xiàn)湖水中鉛的測(cè)定。由于該法對(duì)重金屬檢測(cè)濃度的廣泛性，其被廣泛應(yīng)用于對(duì)廢水和地表水中重金屬的檢測(cè)中。但是如何提高其對(duì)痕量元素的檢測(cè)率是該法應(yīng)用研究的重要方向

2.2 電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法

原子發(fā)射光譜法是利用待測(cè)元素原子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)發(fā)射的特征譜線實(shí)現(xiàn)對(duì)水中重金屬的定性與定量分析的方法[2]。該方法具有測(cè)定速度快、使用簡(jiǎn)便、檢測(cè)準(zhǔn)確、檢測(cè)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在水質(zhì)重金屬檢測(cè)占有重要地位。激發(fā)光源是原子發(fā)射光譜法的重要研究?jī)?nèi)容，目前，以電感耦合等離子炬是原子發(fā)射光譜的主要激發(fā)光源，在原子發(fā)射光譜中得到廣泛應(yīng)用。陳磊磊等[5]利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定地?zé)崴锈洝⑩c、鈣、鎂的含量，過(guò)程中，其將4個(gè)元素的分析譜線依次設(shè)定為766.49、589.592、317.933、285.213，并用樣品稀釋法和背景扣除法校正背景和降低基體效應(yīng)影響，研究發(fā)現(xiàn)該方法的檢出限位0.0006～0.01 mg/L，4種重金屬測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差依次為0.43%、1.3%、0.43%、0.54%，在回收試驗(yàn)中，測(cè)得的回收率為99.6%～102%。因此，該方法能同時(shí)完成多種重金屬的測(cè)定分析，檢測(cè)精度高，速度快，但是該方法運(yùn)行環(huán)境相對(duì)嚴(yán)苛，運(yùn)行費(fèi)用高，因此，儀器維護(hù)和保持方法研究是該法順利運(yùn)行的重要研究?jī)?nèi)容。

2.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是利用原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強(qiáng)度而完成相應(yīng)污染物定量分析的光譜分析方法[6]。該方法具有測(cè)定精度高、選擇性好、檢出限低，多種元素的同時(shí)測(cè)定性，樣品需要量少等優(yōu)點(diǎn)[6]。如黃嵐等[7]研究發(fā)現(xiàn)原子熒光光譜法(AFS)在對(duì)礦區(qū)地下水中金屬元素的砷和汞檢出中的檢出限分別為0.198 μg/L和0.0098 μg/L，回收率在98.38%～104.38%和94.33%～107.52%之間，該方法的檢出限低，方法簡(jiǎn)單，精密度和準(zhǔn)確度高，適合測(cè)定礦區(qū)污水中的金屬砷和汞檢測(cè)。因此在水中重金屬的檢測(cè)中有著重要的地位。但是，在水中重金屬檢測(cè)中，部分重金屬的不熒光性限制了該法對(duì)水質(zhì)的應(yīng)用。因此，該法對(duì)不熒光重金屬的檢測(cè)方法探索研究是該法應(yīng)用研究的重要研究方面。如Liu等[8]將羰基與Ni結(jié)合，并采用紫外光照射單一反應(yīng)物甲酸來(lái)產(chǎn)生不穩(wěn)定的 Ni(CO)，成功完成了對(duì)不具熒光性的Ni的痕量檢測(cè)，該方法的檢出限低至10 ng/L。

2.4 可見(jiàn)紫外分光光度法

紫外可見(jiàn)光光度法是通過(guò)部分重金屬離子由于中介電子能級(jí)的躍遷而吸收可見(jiàn)紫外光的輻射，從而依據(jù)可見(jiàn)紫外吸收光譜來(lái)完成重金屬檢測(cè)的測(cè)定分析方法[3]。其具有簡(jiǎn)便快速、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在重金屬檢測(cè)中有著較好的應(yīng)用前景。但是該法在實(shí)際應(yīng)用中，在污染物選擇性、靈敏性和譜線重疊方面需要做更多的研究。

3 結(jié)語(yǔ)

光譜法作為高效的水質(zhì)檢測(cè)方法，在水中重金屬檢測(cè)應(yīng)用中有著良好的發(fā)展前景。但是在樣品預(yù)處理、高效低耗發(fā)射源探索、能與重金屬絡(luò)合的新型熒光材料和熒光方法的研發(fā)等方面應(yīng)加強(qiáng)研究。