环境水质分析中重金属检测技术探讨

2015-01-30丁健

资源节约与环保 2015年11期

丁健

（南通化学环境监测站有限公司江苏南通 226011）

1 绪论

在现代工业科技发展迅速的今天，环境水体中污染也随之加重，其中，重金属是最主要的污染物质之一。所以，对水资源中的重金属成分分析和检测则是一项重要的工作，也是一项具有重大意义的事情。本文根据现有的研究水平，介绍了一些现代最常见的重金属的检测技术，提高人们对水质重金属检测方面的认识。

2 目前水质重金属污染的情况

随着中国经济的迅速发展，工业企业逐年增多，在增强国家经济实力，提高人们生活水平的同时，也加剧了环境的污染，给环境保护工作带来极大的压力。水体中重金属污染是最严重的环境影响之一，由于重金属很难降解，并且会沿着食物链进行流动和富集，最终可能进入人体，危害人类的身心健康。河流、湖泊等水体本身具备一定的净化能力，一部分重金属可自然沉降，但是，一旦水体中的重金属浓度过大，就会导致水质迅速恶化，水生生物的生活环境发生变化，地表水的污染同时可能导致地下水水质的变化。调查显示，我国大部分水体都被重金属不同程度污染[1]。

3 重金属的检测技术在水质检测中的应用

技术是否灵敏、检测结果是否准确是目前对于重金属检测中的最基本的问题，当然，还需要对速度、检测限等综合因素加以仔细考虑。目前对水质重金属检测技术包括一下几种：

3.1 原子吸收分光光度法

这种方法运用的最为广泛，其检测速度较快，灵敏度较高，选择性极好。原子吸收分光光度法目前可测定70多种金属元素。原子吸收分光光度法是基于气态基态原子外层电子对紫外光或可见光的吸收为基础的分析方法[2]。根据其原子化装置的不同，主要可分为火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法。除此之外，在测汞等高挥发性金属时，还可使用冷原子吸收法。使用火焰原子法时，灵敏度可达10-6级别，甚至更低，使用石墨炉原子吸收法时，灵敏度可达10-9甚至10-14。

3.2 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）

ICP-AES是以电感耦合等离子体炬为激发光源的一类光谱分析方法，是由原子发射光谱法衍生出来的新型分析技术。当金属原子被激发或电离时可发射出特征光谱，通过特征光谱的分析可定性和定量分析样品中各金属元素。ICP-AES具有线性范围宽，介质干扰小，灵敏度较高等优点。相对于AAS而言，最大的优势在于可同时对多种金属元素进行定量和定性分析。但ICP-AES法不足之处在于设备和操作费用较高，其灵敏度相对于AAS并不占优势。

3.3 电化学方法

电化学方法主要是伏安法，伏安法是环境水体中金属检测的有效手段，在测定过程中没有高浓度基体干扰的问题，可以进行痕量金属的分析。伏安法相较AAS或者ICP-AES，最大的优点是可以排除高盐分干扰，可测定金属的游离态和配合物型态分析，仪器占空间较小，购置成本和使用成本较低[3]。

3.4 原子荧光分光光度法

原子荧光分光光度法是通过测量待测金属元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生的荧光发射强度，来测定待测元素含量的仪器分析方法。部分金属（如汞、砷、硒、铋、锑等）在日常环境水体质量监测中主要使用原子荧光分光光度法。

3.5 高效液相色谱-光度法（HPLC-SP）

液相色谱法的最大特点就是检测的效率很高、速度快，但相较上述几种金属方法，存在精确度较低的缺点。所以，这种方法在过去金属检测中很少用到。目前，人们采用将液相和光谱相结合的方法，来解决这一问题，即高效液相色谱-光度法。HPLC-SP法测定金属元素，需要将游离金属离子与有机显色剂反应，进行衍生，生成金属螯合物后测定。衍生分为柱前衍生、柱上衍生和柱后衍生等几种，目前以柱前衍生为主[4]。

3.6 其他的生物学法

运用生物学方法对水质中重金属含量检测的优点是不会对带来环境上的污染，并且检测速度更快，而且还具有一定的自适应能力。生物学法中最为常见的两种方法是酶抑制法和免疫分析法，酶抑制法的主要原理是重金属的污染物能够改变酶的活性，使其活性降低，最终使酶本身的化学反应发生变化；免疫分析法的工作原理是运用抗体和重金属的污染物发生化学反应，通过检测抗体上携带的发光物质含量计算重金属含量。