重金属在环境中的化学形态分析研究进展

周四黎，游先武，伍小兵

（六盘水师范学院 化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

重金属在环境中的化学形态分析研究进展

周四黎，游先武，伍小兵

（六盘水师范学院 化学与化学工程系，贵州六盘水 553004）

首先介绍了对重金属化学形态有影响的环境条件，继而分析介绍了重金属在环境中的化学形态研究途径。

重金属；环境条件；化学形态；探究进展

在人类的生活中，重金属无处不在，在人们生活中具有很大影响，但大部分都是负面的影响。虽然现阶段对于重金属的研究已经取得了很大的进展，但是目前对重金属在认知上仍不统一。在此背景下，文章围绕重金属在环境中的化学形态研究为中心，分对重金属化学形态有影响的环境条件、重金属在环境中的化学形态研究途径两部分展开了细致的分析探讨，旨在提升人们对于重金属在环境中的存在形态方面的认识。

1 对重金属化学形态有影响的环境条件

1.1 酸碱度

就重金属而言其在环境中存在的形态，环境酸碱度有着很大程度上的影响。对于众多的重金属物质而言，氢离子以及氢氧根离子是其在环境溶解、沉淀的重要参与物质，进而其浓度便直接影响着重金属在其溶液中的溶解度，以及其存在的固态以及液态的比例。同时环境中的酸碱度还决定着环境介质，其表面官能团的质子化的进程，而这一进程是介质表面电荷其发生变化的主要原因，这对于重金属而言会间接的影响到其在环境界面之上的解吸/吸附以及溶解/沉淀的平衡点，从而对重金属的具体存在形态造成影响[1]。

1.2 氧化还原电位

电子供体和受体是重金属其在环境中形态进行转变的必须物质。因此对于重金属而言其在环境中也受到环境氧化电位的影响。例如As（Ⅱ）和As（Ⅲ）在环境中氧化还原电位发生变化时，就会出现氧化还原反应进而在其存在形态上发生变化。同时在环境中一些无机物对于氧化还原电位的敏感程度也很高，如Fe、Mn等金属，有机物如甲烷对于氧化还原电位的敏感度也很高。

2 重金属在环境中的化学形态研究途径

2.1 化学提取、连续提取程序

化学提取、连续提取程序其在底泥、土壤以及废弃物中重金属形态研究中具有极其广泛的应用。通过选择特殊的提取剂，在一定的环境下通过一定的步骤，就可以实现环境中重金属物质的提取。并且每一次提取作业还可以实现选择性的对某一形态下的重金属以及和重金属相结合的固体部分进行溶解或者去除。虽然该技术已经被使用几十年，但是仍然在具体的操作程序没有实现完全的统一，需要在未来进一步的完善[2]。

2.2 电化学技术

电化学技术就现阶段而言主要存在两种，其中一种为针对重金属中某一特定离子的技术，通过对特定离子的选择性电极的测定。其原理为，当溶液和电极膜达到平衡之时，其离子的浓度和电位存在着直接的关系，进而通过对电极电位进行测试，就可以得到重金属的自由态离子的浓度情况，便可以对重金属的形态进行判别；第二种技术是伏安法，其是依据电极电位和重金属中通过的电解池电流两者间的关系的指示，进而通过电流密度对金属浓度进行计算，从而对重金属的存在形态进行判别。

2.3 分子尺度仪器检测技术

随着现代光学技术的快速发展，一些极其先进的检测仪器也已经逐渐加入到了重金属的形态检测之中。但是对重金属而言，其存在环境的复杂性很高，同时其存在形式多为化合物，单质形态较少，因此分子尺度仪器检测技术在使用上对于环境复杂的混合样品的重金属分子面的检测判别能力有限。对于重金属物质而言，其在环境之中多吸附在无机矿物质的表面，主要依靠静电引力、物理吸附以及离子交换吸附，在其表面形成一个混合物，吸附物的类型之间影响着整个重金属的形态。在分子尺度仪器检测技术中，同步辐射技术可以直接作用于吸附产物的类型进行鉴别，进而在分子的层次上进行重金属的表面联合微观机制形态进行判别和鉴定。

2.4 分级技术

分级技术是面对重金属化合物在不同形态下，其在溶解液中呈现不同物化性质这一性质所研究出的一种的重金属形态研究技术。在使用中可以利用重金属形态不同导致的物化性质不同，进而选择特定的载流，实现重金属物质的分离检修。并且使用色谱技术对重金属的具体物化性质和存在形态进行鉴别研究。

3 结束语

综上所述，就重金属而言，其在环境中存在形态受到酸碱度以及氧化还原电位的影响，进而在具体的存在形态上存在着很大的差异。就现阶段而言，对于重金属在环境中存在形态的研究方式主要有化学提取、连续提取程序、电化学技术、分级以及分子尺度仪器检测技术等，但是每一种技术途径都存在着一定的优缺点，随着科学技术的不断发展，未来的重金属研究领域必然会找到一个最为合适的研究方式，进而对重金属做出正确的评价。

[1] 李岑，占堆，楞本才让，等.藏药佐太的化学成分、汞配位结构及微观形貌分析[J].光谱学与光谱分析，2015，21（4）：1072-1078.

[2] 范春辉，张颖超，王家宏，等.基于Tessier-AAS法的华中大农区污染红土Pb赋存形态非生物转化机制研究[J].光谱学与光谱分析，2015，14（2）：534-538.

Research Progress on Chemical Speciation of Heavy Metals in the Environment

Zhou Si-li，Yu Xian-wu，Wu Xiao-bing

firstly，the environmental conditions which affect the chemical speciation of heavy metals were introduced，and then the chemical forms of heavy metals in the environment were analyzed and introduced.

heavy metal；environmental condition；chemical form；research progress

X53

A

1003–6490（2016）09–0122–01