水環境中重金屬污染的現狀及檢測技術探討

（河北地礦局第八地質大隊，河北 秦皇島 066000）

一切物質均含有原子或離子，而金屬也一樣，據有關規定可知，一立方厘米體積金屬原子密度有超過五克，則這些金屬就是重金屬。一立方厘米體積的鉛、汞、銅等的原子密度都超過了五克，所以，以上金屬都是重金屬。眾所周知，重金屬往往會嚴重危害水資源，而水資源存在一定程度的凈化能力，但如果存在重金屬的廢水向河流、湖泊排放，則水資源就難以順利發揮自己的凈化能力[1]。久而久之，水體便會出現變化，迫使水中生物等難以長期存活在這樣的環境。而自然界中存在的水均位于一個完整的循環系統內，污染過后的水就常常會變成人類常用的飲水，或者灌溉各種農作物的水，最后這些水便會流向最頂端的食物鏈，而迫使人類成為最終的受害者。所以，當前的重金屬污染問題逐步變成一種嚴重影響人類的污染源，急需分析相應的污染問題及其檢測技術。

1 水環境中當前的重金屬污染現狀

1.1 潛藏著很高的重金屬生態風險

在松花江中，存在于下游沉積物具有重金屬，而且含量現已上升至中等偏強的程度，具有很嚴重的生態風險，并且以Cd、Hg為主。在長江口的表層中，含有的類金屬、重金屬，從采樣點位上看，雖然含有很少的重金屬量，但是依然有潛在風險[2]。在香港區域的重點河流，均面臨著很嚴重的生態危害，尤其是個別區域有著很強的生態危害。另外，季節、水量等的改變，也均會引起水環境中的重金屬含量出現變動。

1.2 重金屬污染區域廣

在全國范圍，如海南三亞、廣東北江或排淡河、山東膠州灣、武漢東湖、松花江等的地方，均存在很大的重金屬污染，所以從總體上看，重金屬污染涉及很廣的區域，迫切需要引起重視。

1.3 重金屬污染一般是復合污染

據我國有關水質標準可知，在包頭段黃河、山東大沂河中，都表現出非常嚴峻的Cu等污染問題。而在香港存在的四大河流中，則存在很嚴重的Cd污染問題。從上海的黃浦江上游，在民眾飲用水源的支流及干流上，均有大于地表水環境當前HgⅢ類水標準平均濃度，與Ⅲ類水標準相比較后則知，在干流、支流上，均存在很低的As濃度。

1.4 重金屬含量關乎鹽度和pH等

在水環境中，如果鹽度偏高，那么重金屬在水中存在的含量就會較高，相應的水底沉積物，也就不會含有很多的金屬。如果鹽度偏低，便會剛好相反。而在水環境中，pH值如果偏高，則水體中便僅有偏低的重金屬含量，水底沉積物中的含量也就偏高。如果pH值很低，就會正好相反。

1.5 重金屬含量分布不勻

通常而言，在國內重金屬含量就是在近岸高中部低，而在各種沉積物中都高。

在水相之中，松花江中下游存在較低的重金屬，其中的平均含量均較低，并且遠低于國家提出的地表水水質規范標準。與河段水內部的重金屬含量相比，沉積物中存在很高的重金屬含量。在支流、巢湖湖區沉積物中，分布的重金屬含量，以支流中的Cd、Zn最高。

2 水環境重金屬常見的檢測技術

2.1 比色技術

在一定的條件下，待測組分和待定物質發生反應后，便會出現新的物質，而這些物質則具有很特殊的波長、基礎屬性。通過比較這些指標和相應的波長后，便可以知曉其中重金屬的類別和基礎特點。以上方法不僅成本低，而且測量起來也十分便捷，僅需通過分光光度計便能測量得出。但在具體應用該項技術時，應綜合各種參考條件，來明確需要用到的顯色劑。

2.2 原子熒光光度

在當前的實驗室中，該項技術經常用于識別重金屬。這項方法就是物質還原專業技術，在一定條件下，可還原物質變成氣態原子[3]。基于原子熒光波，在活躍氣態原子至一定狀態后，便會回歸達到低能狀態。在測試樣本中，均存在熒光，所以工作人員僅需及時捕捉到這些熒光，并適當處理波長，便可以知曉檢測樣本中的測試物濃度。

2.3 等離子電感耦合體質譜技術

這項技術一經發明便以其很特殊的性質，贏得了工作人員的一致認可。在具體的應用中，該方法只有線圈接地技術、方位有別于發射光譜，而別的要素及發射光譜大致一樣。由于這項技術只是消耗較短的檢測用時，且專業技術也相對靈敏，因此這項技術常常可以用來同步分析樣本中的同位素、重金屬含量及有關要素。為了避免不同元素之間的干擾或者影響，阻止檢測發生誤導，便應通過優化儀器，來防止信號胡亂飄逸，控制好檢測精度。

2.4 液相高效色譜

這項技術通常用來檢查流動狀液體，其中用到的色譜柱均存在很長的周期，并能夠重復使用測試樣品。在具體測試中，還應在各種濃度下，向色譜柱送入液體并分離。所以，在檢測樣本之前，便應注意充分考慮具體的檢測指標、實際含量等。與氣相色譜法不一樣的是，在檢測中外界因素不會過多地干擾到這項技術，既控制了系統靈敏性，又避免了外界影響，還防止了器皿不穩出現。這種方法具有和原子吸收光譜一樣的做法，在操作這項技術中往往在環境上存在很高的要求[4-6]。很多時候，這項技術都用于檢測實驗室樣品，極大地保障了實際的檢測精準度。這項技術不僅很穩定，而且靈敏度也很高。在逐步發展成熟檢測技術的今天，這項技術均可以用于分析檢測人體內部血清免疫方面的蛋白球含量，并用于探測免疫球蛋白的實際含量，以明確人體的健康性。

2.5 酶抑制法

這項技術經常用于現場檢測，并且具有很高的檢測效率。在具體的檢測中，外部刺激后酶活性下面的色彩、電導率，獲得的指標及結果則變成判斷金屬類別的參考依據。在應用這項檢測技術時，不僅可以便捷操作，而且還可以通過肉眼來直接觀察結果。當前，這項技術現已推廣應用至檢測綠色農作物或者農藥殘留的領域。在改變酶屬性的過程中，均會更改導電性、色彩。然而，該做法一般用來定性分析金屬元素，很難用于定量測試待檢物。

2.6 原子吸收光譜

該項技術一般會用于檢測樣本中的痕量重金屬，盡管痕量元素很難溶解及沉淀，但是倘若在水溶液中存在的離子在溶度積以下，則會由于含量低而難以收集沉淀。在開始檢測之前，還應先添加必要的沉淀劑，以順利收集沉淀物。另外，在沉淀劑的應用之中，盡可能不要阻礙后續工序，而應控制沉淀劑的濃度切實合理。

2.7 電位分析法

在應用電位分析法時，一般就是當電池電流是零時，準確測定出電池具有的電動勢或者相應的電極電位，進而基于電極電位和相應濃度之間的關系，來準確推導出物質濃度。就這項電位分析法而言，往往存在很多的優勢，如可選擇、不破壞試液、僅需少量的試樣等，所以適合分析珍貴試樣。總體上看，這項測定技術快捷、操作方便、極易達到自動化、連續化要求。

3 水環境中預防重金屬污染的措施

3.1 底泥重金屬

在排放工業廢水之后，其中的很多重金屬離子均會融入水體底泥，并且不斷破壞及大幅影響水質。在水體治理過程中，應注意同時兼顧內部水體災害整治和外部污染管理。一方面，應嚴防重金屬流入，針對污染源創建廢水處理廠，以明確水體無問題后方才可排放。另一方面，針對水體底泥嚴重的污染狀況，則可通過填入清潔泥沙、碎石等，來有效改善水質，或者通過種植一些能夠凈化水體的常見水生植物，來凈化水體。同時，還應嚴格檢測具有很大排放量的單位，并且定期檢查常用的生產及清潔設施，以促進經濟得以長足發展。

3.2 重金屬離子

針對金屬離子，應通過吸附方法、電解方法、化學沉淀方法，來及時處理水體。由于吸附法操作便捷、高效經濟，因此就是當前經常使用的方法，并通過常用天然礦物來吸附。針對各種重金屬離子的基本性質，應通過相應的物質來加以吸附。此外，還可以通過生物吸附專業技術，來處置重金屬問題。作為新技術之一，生物吸附法操作效率高、可便捷獲取材料。在很多時候，針對低濃度廢水，一般利用生物吸附法來處理。例如，霖菌、放線菌等微生物均具有很強的吸附重金屬的能力。

4 結語

綜上所述，伴隨工業化的飛快發展，重金屬也在持續加劇水體污染問題，所以監測水環境勢在必行。這便需要針對重金屬的具體污染現狀，及時通過各種檢測技術，來檢測分析水樣品中各種重金屬的濃度含量及其與氣溫、降水等之間的關系，并以此為基礎來指導人們有效防治重金屬污染問題，從而及時改善水體環境，真正保障人類的安全生活，有效促進經濟發展與生態環境的和諧共進。