探究現代儀器分析技術在水質重金屬中的分析化驗研究

崔曉英，張曉敏，劉 衛，郭穎超

（華北地質勘查局五一四地質大隊，河北 承德 067000）

2015年發生在香港啟晴邨的重金屬水污染事件震動全香港，也再一次引起了人們對水質重金屬污染的關注和重視。近年來，錯誤的經濟發展觀念犧牲環境利益來換取經濟利益，無論是工業生產還是農業生產，都增加了水質中的重金屬物質含量[1]。這些重金屬物質也會通過生物鏈循環進入到人體內，最終還是危害人類自身。積極開展水質重金屬物質的分析化驗，能夠為環境修復和保護工作提供科學可靠的數據支持，對于當下社會和環境發展具有重要意義。

1 水質重金屬物質分析化驗的必要性

水質重金屬物質會通過生物鏈循環進入人體，在很多人眼中，不直接接觸環境中的水就不會受到水質重金屬物質的影響顯然是錯誤的。水質重金屬會進入魚類或者水生植物內，然后經過食物鏈進入人體，危害人類健康。根據世界衛生組織發布的數據顯示，全球大約有75%的疾病與水體污染有關。水質中的鎘進入人體會造成腎、骨骼病變，嚴重者會導致人類死亡；鉛則會引起貧血和神經錯亂；六價鉻會引起皮膚潰瘍，還會導致癌癥；砷則會引發中毒，造成身體機能下降，引發皮膚癌；有機氯農藥會在脂肪中蓄積，對人和動物的內分泌、免疫功能、生殖機能均造成危害[2]。總而言之，水質重金屬物質分析化驗是有效避免人體重金屬中毒的關鍵環節，能夠為水環境污染的治理提供數據參考，對于我國生態環境修復具有重要影響。

2 現代儀器分析技術在水質重金屬分析化驗中的應用分析

（1）原子吸收光譜法。原子吸收光譜法是使用原子吸收光譜儀進行的水質重金屬分析化驗，其具有快捷、準確且靈敏度高的優勢，在水質重金屬分析化驗中使用的頻率較高，其主要用于分析化驗水質中的鉛、鎘、鐵、銅以及鋅等重金屬物質。原子吸收光譜法是基于氣態的基態原子外層電子對紫外線光以及可見光范疇內相對應原子共振輻射吸收能力進行定量分析的方法，由于其檢測的準確性高，已經被環保部門廣泛采用。在使用這一儀器分析技術過程中，因為工業廢水等污水中含有其他雜質，會影響到水質重金屬分析化驗結果，因此需要先進行濕法灰化處理，然后也可以采用蒸發、分離等手段來對樣品進行處理，以提升水質重金屬分析化驗數據的精準性。

（2）熒光分析法。熒光分析法是使用原子熒光光度計進行的水質重金屬分析化驗方法，其具有靈敏度高、譜線簡單且干擾小的特點，在低濃度的水質重金屬分析化驗具有優勢，主要是用于分析化驗水質中的汞和砷元素。熒光分析法是通過控制直線光與重金屬發生反應的方法，對采集的樣品的反應程度進行分析和測定來獲得相應的分析化驗結果。熒光分析法應用的原理是常溫下，具有固定波長的直線光照射會激發物體電子反應。但是重金屬電子的激發時間短，且穩定性相對較差，這也限制了熒光分析法在水質重金屬分析化驗中的廣泛應用。

（3）液相色譜法。液相色譜法是使用液相色譜儀進行的水質重金屬分析化驗技術，也是其中最為重要的分析技術之一。液相色譜法具有高速與快捷的優勢，主要運用液體的流動相和固定相進行色譜檢測。運用液相色譜法能夠迅速分析檢測出水質重金屬的分布和數量，為水環境治理工作提供數據支持。但是，液相色譜法的準確性相對不足，后續還需要利用其它分析技術進行進一步更為精確的檢測。

（4）電感耦合等離子體質譜法。電感耦合等離子體質譜法是使用電感耦合等離子體質譜儀進行的水質重金屬分析技術，其能夠測定化學元素周期表中的大部分元素，可以提供同位素分析[3]。不僅如此，電感耦合等離子體質譜儀還具有極低的檢出限和極寬的動態線性范圍，可以用于檢測水質中的硒、銻、鉻、鉬、鋇、鎳等元素，精密度高，分析速度快，在水質重金屬分析化驗中具有重要應用價值。在應用這一分析技術過程中，同樣需要排除其中的影響因素，減少鹽分對檢測結果的影響。

3 發揮現代儀器分析技術在水質重金屬分析化驗中的作用的路徑分析

3.1 優化現代儀器分析技術研發環境，增加資金支持

我國水質重金屬分析化驗技術起步較晚，隨著近些年需求的提升，這一技術也在不斷改進和發展。水質環境中的重金屬含量和類型也在不斷變化，現代儀器分析技術只有做到與時俱進，才能夠滿足新的水質重金屬分析化驗要求。基于國家創新發展的大環境，需要優化現代儀器分析技術研發環境，增加資金支持。通過上述儀器分析技術的討論，我們也可以看到，當前用于水質重金屬分析化驗的現代儀器分析技術都存在優缺點，在實際檢測中也面臨著環境因素的制約，因此，在接下來的技術研發中，則需要重點突破技術局限，研發應用范圍更廣，精確度更高的現代儀器分析技術。

在充足的研發資金支持下，研究院所也可以提升研究人員的薪酬福利待遇，增強其研發的積極性和熱情。科研人員并不一定要甘于清貧，較高的工資收入不僅可以讓其安心做研究，還可以提升其職業成就感和生活幸福感。在強有力的資金支持下，科研院所還可以大膽引進先進的技術和儀器，為新技術的研發提供硬件設施支持等。優化現代儀器分析技術研發環境，能夠推動水質重金屬分析化驗的良性發展。

3.2 提升水質重金屬分析化驗人員的技術能力和水平，做好后備人才培養

我國水環境修復歷史并不長，但是水環境污染的歷史由來已久，嚴重的水污染和水質重金屬分析化驗工作量與檢驗人員數量不成正比，存在嚴重的人才缺口。這也導致水質重金屬分析化驗工作效率相對較低，分析化驗結果的準確性也會受到相關化驗人員個人素質和專業能力的影響。因此，提升水質重金屬分析化驗人員的技術能力和水平，做好后備人才培養工作至關重要。

首先，提升水質重金屬分析化驗人員的技術能力和水平，需要增加職前培訓投入力度，根據實際情況來適當增加職前培訓時間。構建系統化的職前培訓計劃，循序漸進地引導相關人員正確認識和了解水質重金屬分析化驗中用到的儀器和分析技術，并保證其能夠對不同儀器分析技術的優勢和不足倒背如流[4]。在培訓結束之后，需要組織統一的考試，只有通過考試的分析化驗人員才能夠進入到工作崗位。在此之后，還需要持續開展教育培訓工作，針對新引進的技術和儀器進行集中培訓，不定期抽查分析化驗人員對儀器分析技術特點的記憶情況以及實際操作能力。只有這樣，才能夠讓相關人員靈活運用現代儀器分析技術開展水質重金屬的分析化驗，也才能夠切實保證分析化驗數據的準確性。其次，在后備人才培養方面，需要加強與高校和科研院所的合作，為其提供真實的工作案例支持，引導其培養符合未來工作環境需要的水質重金屬分析化驗人才。在后備人才培養過程中，需要將專業知識的理論學習與實踐活動結合在一起，讓學生能夠親身感受水質重金屬工作的價值和意義，能夠參與到水質重金屬分析化驗的全過程，增長見識和實際能力。

3.3 推進水質重金屬分析化驗的信息化建設，運用大數據技術進行數據分析和管理

互聯網時代，推進水質重金屬分析化驗的信息化建設，尤為重要且必要。運用大數據技術對分析化驗的數據進行分析和管理，能夠大大提升數據分析結果的準確性和科學性，還能夠提升分析化驗工作效率，在一定程度上減輕工作人員的工作量，緩解水質重金屬分析化驗需求與工作人員供給量之間的矛盾。推進水質重金屬分析化驗的信息化建設，并不是盲目推進，而是要根據不同地區不同河流或者水環境的實際情況，比如說主要污染物，重金屬分布以及水中雜質情況等構建特色化的大數據網絡。然后借助感應器等現代儀器實現針對水質重金屬污染的動態監測系統，對水質重金屬進行初步的粗略的監測。然后，一旦測定結果超過設定值之后，分析化驗人員再進行實地取樣和進一步分析化驗。這樣一來，能夠保證水質監測的全面性，也能夠形成更為直觀的數據分析結果，為分析化驗工作提供幫助和支持。在大數據技術的支持下，還可以將不同現代儀器分析技術得出的水質重金屬結果進行統一歸檔管理，提升不同技術應用的協同性，避免了重復操作。同時，數據分析結果的歸檔管理，也能夠為之后的水質重金屬分析化驗工作提供數據參考，可以為水環境修復提供依據。

4 結語

綜上所述，水質重金屬分析化驗對于我國水環境修復和生態環境保護具有重要價值和意義，是主要的數據來源之一。近年來，工農業經濟的發展，在某種程度上也加重了環境污染和破壞。基于生態環境保護理念，經濟發展不應以環境惡化為代價，水質重金屬分析化驗以及水環境的修復工作也得到了社會各界的廣泛關注和支持。目前，用于水質重金屬分析化驗中的現代儀器分析技術主要包括原子吸收光譜法、熒光分析法、液相色譜法以及電感耦合等離子體質譜法等，不同分析技術都有自己的優缺點，在實際應用中需要相互配合，才能夠得到更為精準和全面的水質重金屬物質數量和分布情況。為了更好地推進現代儀器分析技術在水質重金屬分析化驗中的應用，國家和政府還需要增加資金支持以推進新技術和新儀器的研發；需要做好分析化驗人才的培訓和后備人才的培養，以緩解水質重金屬分析化驗行業中存在的人才供需矛盾；需要積極構建大數據網絡，推進信息化建設，以提升工作效率，減少分析化驗人員的工作量。只有這樣，才能夠發揮現代儀器分析技術在水質重金屬分析化驗中的價值和作用。