重金屬檢測(cè)技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用

李麗麗

（河北新勘環(huán)境檢測(cè)有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

在進(jìn)行水環(huán)境檢測(cè)的過(guò)程中，良好的重金屬檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用是保障重金屬種類及其含量等檢測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵。基于此，在具體的水環(huán)境檢測(cè)中，相關(guān)單位與技術(shù)人員一定要明確其中的重金屬來(lái)源與特征等情況，并根據(jù)實(shí)際情況，采取合理的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)這樣的方式，才可以實(shí)現(xiàn)水環(huán)境中重金屬的科學(xué)檢測(cè)，從而為其重金屬污染防治工作奠定良好基礎(chǔ)。

1 水環(huán)境中的重金屬概述

在水環(huán)境中，重金屬污染主要可按照點(diǎn)源污染以及非點(diǎn)源污染來(lái)進(jìn)行劃分。其中，點(diǎn)源污染主要包括電鍍、采礦、農(nóng)藥、印染等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的“三廢”，而非點(diǎn)源污染主要包括汽車尾氣、污染之后的灌溉用水以及被農(nóng)藥污染的水體等。通過(guò)相關(guān)研究與分析發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間的灌水污染很可能導(dǎo)致地下水中的汞含量超標(biāo)，工業(yè)活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致附近水環(huán)境中的Cu 和As等重金屬含量超標(biāo)。另外，在水環(huán)境中，有一些元素雖然目前尚未被歸類到重金屬種類中，但是其來(lái)源以及危害性卻和重金屬十分類似，因此，在具體的檢測(cè)和治理過(guò)程中，也需要將這些元素作為重點(diǎn)的研究對(duì)象。就目前水環(huán)境中的重金屬污染來(lái)看，其主要特征有兩個(gè)，第一是具有較多的污染源，第二是不容易恢復(fù)[1]。基于此，為實(shí)現(xiàn)水環(huán)境中重金屬污染的及時(shí)有效控制，環(huán)保部門應(yīng)結(jié)合相關(guān)單位通過(guò)合理的技術(shù)措施對(duì)水環(huán)境中的重金屬檢測(cè)，并根據(jù)具體的檢測(cè)情況，對(duì)重金屬污染科學(xué)防治，讓水環(huán)境得以良好保護(hù)。

2 水環(huán)境中的重金屬檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在通過(guò)傳統(tǒng)方法進(jìn)行水環(huán)境重金屬檢測(cè)的過(guò)程中，其主要的檢測(cè)技術(shù)包括原子熒光光譜檢測(cè)技術(shù)、原子吸收光譜檢測(cè)技術(shù)、溶出伏安法檢測(cè)技術(shù)以及電感耦合等離子檢測(cè)技術(shù)。

2.1.1 原子熒光光譜檢測(cè)技術(shù)

原子熒光光譜檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)元素原子檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度對(duì)其進(jìn)行分析與測(cè)定的一種技術(shù)形式。而在水環(huán)境重金屬含量檢測(cè)中，應(yīng)用的原子熒光光度計(jì)就是將這一原理作為基礎(chǔ)。通過(guò)原子熒光光度計(jì)，可實(shí)現(xiàn)水環(huán)境中一些金屬元素含量的科學(xué)檢測(cè)，且其線譜十分簡(jiǎn)單，干擾性非常小。但是該技術(shù)的應(yīng)用范圍并不寬泛，能夠檢測(cè)出的重金屬元素種類較少，因此在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性。

2.1.2 原子吸收光譜檢測(cè)技術(shù)

原子吸收光譜檢測(cè)技術(shù)的主要原理是通過(guò)被測(cè)元素中的原子檢測(cè)來(lái)對(duì)比分析其特征譜線吸收強(qiáng)度。具體檢測(cè)中，不同的重金屬元素需要通過(guò)不同的方法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。比如，在對(duì)水環(huán)境中的鉛元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要通過(guò)火焰原子光譜吸收檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)；在對(duì)水環(huán)境中的汞元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要通過(guò)冷原子吸收光譜技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)；在對(duì)水環(huán)境中的鎘、鉈等重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要通過(guò)石墨爐原子吸收光譜檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)[2]。該技術(shù)的合理應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)水環(huán)境中多種重金屬元素的科學(xué)檢測(cè)，且具有很高的檢測(cè)精度與靈敏度，其應(yīng)用范圍比較寬泛。

2.1.3 溶出伏安法檢測(cè)技術(shù)

在通過(guò)溶出伏安法檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境中的重金屬檢測(cè)中，其主要的檢測(cè)過(guò)程有兩個(gè)：首先是電解被測(cè)物質(zhì)，通過(guò)攪拌的方式來(lái)還原其痕量物質(zhì)，使其在陰極富集；將電壓反向施加，從而讓陰極上進(jìn)一步富集的重金屬離子再一次溶解到水中，整個(gè)溶出過(guò)程中將會(huì)伴隨著電流產(chǎn)生，在電流通過(guò)傳感器之后，便會(huì)達(dá)到良好的重金屬檢測(cè)效果。通過(guò)該方法，可對(duì)水環(huán)境中的Cu、Zn、Pb、Hg 等重金屬離子進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，且電極處理比較簡(jiǎn)單易行，獲得的結(jié)果也十分可靠。

2.1.4 電感耦合等離子檢測(cè)技術(shù)

電感耦合等離子檢測(cè)技術(shù)的主要原理是對(duì)元素所發(fā)出的特征譜線進(jìn)行強(qiáng)度分析。在具體應(yīng)用中，該技術(shù)可以按照兩種來(lái)進(jìn)行劃分，第一是電感耦合等離子體質(zhì)譜，第二是電感耦合等離子原子發(fā)射光譜[3]。該技術(shù)具有很高的靈敏度，且干擾很小，此項(xiàng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)水環(huán)境中重金屬的高效檢測(cè)，檢測(cè)范圍也很廣。

表1 是四種傳統(tǒng)水環(huán)境重金屬檢測(cè)技術(shù)的主要功能及其價(jià)格等情況。

表1 四種傳統(tǒng)水環(huán)境重金屬檢測(cè)技術(shù)的主要功能及其價(jià)格等情況

2.2 新型檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在水環(huán)境重金屬離子檢測(cè)中，越來(lái)越多的新型技術(shù)被投入應(yīng)用，其中最為典型的技術(shù)包括酶抑制檢測(cè)技術(shù)、生物傳感器檢測(cè)技術(shù)和免疫分析檢測(cè)技術(shù)。

2.2.1 酶抑制檢測(cè)技術(shù)

酶抑制檢測(cè)技術(shù)的主要原理是借助于重金屬離子來(lái)改變酶活性中心的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，從而降低酶活性，改變酶系統(tǒng)中的元素，包括吸光率的改變、電導(dǎo)率的改變和顯色劑顏色改變等，這些變化可直接通過(guò)肉眼識(shí)別。該技術(shù)不僅便于檢測(cè)，且價(jià)格也比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，十分適合現(xiàn)場(chǎng)水環(huán)境重金屬檢測(cè)。但在具體應(yīng)用中，該技術(shù)也存在一定的不足，相比較傳統(tǒng)形式的檢測(cè)技術(shù)而言，該技術(shù)只能夠進(jìn)行定性檢測(cè)，所以該技術(shù)僅適用于準(zhǔn)確性和靈敏度要求不高的檢測(cè)環(huán)境中。具體應(yīng)用中，要想實(shí)現(xiàn)該技術(shù)檢測(cè)準(zhǔn)確率的有效提升，就需要對(duì)其緩沖系統(tǒng)進(jìn)行合理選擇。通過(guò)這樣的方式，才可以讓水環(huán)境中的重金屬檢測(cè)效果得到良好保障。

2.2.2 生物傳感器檢測(cè)技術(shù)

近年來(lái)，伴隨著生物科技的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的生物傳感器在水環(huán)境重金屬檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，且發(fā)揮出了很好的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)。如果按照屬性進(jìn)行劃分，可以將生物傳感器分為三類：酶?jìng)鞲衅鳌⑽⑸飩鞲衅骱推咸烟茄趸競(jìng)鞲衅鱗4]。其中，葡萄糖氧化酶?jìng)鞲衅鳈z測(cè)技術(shù)在水環(huán)境重金屬檢測(cè)中最為適用。表2 為葡萄糖氧化酶?jìng)鞲衅鳈z測(cè)技術(shù)在水環(huán)境重金屬檢測(cè)中的主要參數(shù)情況。

表2 葡萄糖氧化酶?jìng)鞲衅鳈z測(cè)技術(shù)在水環(huán)境重金屬檢測(cè)中的主要參數(shù)情況

同時(shí)，在水環(huán)境中的Hg 以及Cu 等重金屬離子檢測(cè)中，生物傳感器檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用也十分便利，且檢測(cè)靈敏度也比較高。

2.2.3 免疫分析檢測(cè)技術(shù)

在當(dāng)今的水環(huán)境重金屬檢測(cè)中，免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)具有很好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)的主要應(yīng)用原理是對(duì)水環(huán)境中的重金屬離子進(jìn)行抗體檢測(cè)，其檢測(cè)抗體主要有兩種，第一是單克隆抗體，第二是多克隆抗體。具體檢測(cè)中，其主要的檢測(cè)方法有三種，第一是酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)技術(shù)，第二是熒光偏振免疫檢測(cè)技術(shù)，第三是免疫傳感器檢測(cè)技術(shù)。這三種技術(shù)的重金屬檢測(cè)成效都很高，但是經(jīng)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，相比較多克隆抗體檢測(cè)而言，這三種檢測(cè)技術(shù)在單克隆抗體檢測(cè)中具有更加突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用范圍也更加廣泛。因此，在水環(huán)境重金屬單克隆抗體檢測(cè)中，相關(guān)單位和技術(shù)人員可對(duì)免疫分析檢測(cè)技術(shù)加以合理應(yīng)用。相比較傳統(tǒng)形式的水環(huán)境重金屬檢測(cè)技術(shù)而言，此項(xiàng)技術(shù)更加省時(shí)省力，不僅具有更高的檢測(cè)效率，且檢測(cè)成本也更加節(jié)約。另外，因?yàn)槊庖叻治鰴z測(cè)技術(shù)具有更加簡(jiǎn)便的操作流程，所以在水環(huán)境重金屬現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中也更加適用。

3 結(jié)語(yǔ)

在水環(huán)境重金屬檢測(cè)中，相關(guān)單位與檢測(cè)人員一定要充分了解其主要來(lái)源與特征，然后根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)這樣的方式，才可以獲得足夠高效、精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果，為水環(huán)境中的重金屬污染治理提供科學(xué)參考。