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水体样本重金属离子检测方法探究

2017-01-22方丽娟高远胡亮余贵英张雅燕

资源节约与环保 2017年4期
关键词:光谱法原子荧光吸收光谱

方丽娟 高远 胡亮 余贵英 张雅燕

(淳安县环境保护监测站浙江杭州311700)

水体样本重金属离子检测方法探究

方丽娟 高远 胡亮 余贵英 张雅燕

(淳安县环境保护监测站浙江杭州311700)

水体重金属离子污染主要是指重金属离子污染物进入水体后对水体所造成的污染。重金属离子主要来源于工业废水,冶炼、化工、电子等工业生产所产生的废水中均含有一定量的重金属离子。若未对重金属废水进行有效处理,就直接排放到自然水体当中,会给生态环境、食物链及人类健康带来严重危害。基于此,本文对水体样本重金属离子检测方法进行了综合性阐述,以供参考。

水体检测;重金属;污染

1 重金属污染的危害性

对于生态环境而言,重金属污染的危害是巨大的。在工业快速发展的过程中,工业废水排放量与日俱增,这些工业废水当中含有大量重金属污染物。重金属污染物在自然环境中十分难降解,并且会在动、植物体内累积,通过食物链逐步富集,浓度不断增加,会给人类健康带来严重威胁。除此之外,重金属污染还具有以下特征[1]:(1)重金属污染物难以被微生物降解,部分重金属受微生物作用甚至会转变为毒性更强的有机化合物。(2)重金属进入人体后,能够与机体当中的蛋白质物质产生反应,使之失活,并在某些器官当中逐渐累积,导致慢性中毒。(3)土壤中的重金属污染物在地表水作用下会逐渐向下渗透,对地下水资源造成污染,最终导致循环污染。总体上来看,重金属污染具有长期性、隐蔽性及不可逆转性的特征,需通过合理的检测方法及控制手段来消除重金属污染。

2 水体样本重金属离子检测方法分析

在重金属污染防治当中,重金属离子检测具有十分重要的意义。重金属离子检测能够快速反映出重金属污染程度,为污染防治提供可靠依据。目前来看,重金属离子检测技术已经较为成熟,主要又分为电化学分析法及光谱法两个大类[2]。相对于传统的电化学分析法而言,光谱法具有更高的灵敏度及准确性,且检测限较低,得到了快速普及。以下对几种较为典型的重金属离子检测方法进行分析:

2.1 原子吸收光谱法

气态原子能够吸收一定波长的光辐射,当所吸收的能量达到临界时,便会让原子中外层的电子由基态跃迁至激发态。对于不同类型的原子而言,其电子能级会表现出一定差异性,因此会选择性地共振吸收特定范围内波长的辐射光。共振吸收波长与原子受激发后发射光谱的波长是一致的,因此可作为判定元素类型的依据,吸收辐射光的强度可作为定量分析依据,这便是原子吸收光谱法的基本原理。与传统电化学分析法相比较,原子吸收光谱法具有良好的选择性,且抗干扰能力强,能够根据元素特征进行定量、定性分析,精确度较高,相对标准偏差不会超过1%。在水体样本重金属检测过程中,原子重金属离子检测结果的准确性与重金属元素的原子化状态存在密切联系。以石墨炉原子吸收光谱法为例,在石墨管两端通电后,石墨管可迅速升温(2000至3000℃),通过高温处理能够将待测重金属元素快速原子化,便可进行检测。定量分析主要通过吸光度来判定。通常情况下。吸光度与待测元素含量成正比,即待测元素含量愈多,吸光度也就愈大,通过测定吸光度获得待测元素的含量。

2.2 原子发射光谱法

原子发射光谱法的基本原理为:在高温条件下,物质所分解的原子或离子会发射出特征光谱,根据光谱波长及强度便可实现定量及定性分析。在原子发射光谱法应用过程中,先要获得光谱。通过高温处理,先将试样转变为气态原子,并把气态原子的外层电子激发至高能状态。此时处于激发态的原子稳定性较差,会发生跃迁,由高能态转变为低能态。跃迁过程中所释放的多余能量会形成特征谱线,而且不同原子所产生电磁辐射的波长也不尽相同。利用棱镜或光栅对辐射进行色散处理,并将其记录至感光板上,便可得到光谱图。根据光谱图便能够断定元素种类;通过测定特征谱线强度,便可进行定量分析。以ICP光源实施原子发射光谱法时,可在一定程度上提升准确度,所得到的标准曲线线性方位较宽。在浓度较大时,原子发射光谱法的效果并不理想,只可用于元素分析,无法对元素形态、结构进行测定。

2.3 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是原子吸收光谱法的衍生方法之一。与原子吸收光谱法相比,原子荧光光谱法所用的光源为连续光源,荧光信噪比较大,灵敏度较原子吸收光谱法更高。当气态原子受到特征波长共振线照射后,原子外层电子会由基态跃迁至激发态,其中大部分电子由于二次碰撞,并不会出现辐射[3]。而小部分激发原子从激发态返回至基态的过程中,会迅速发出辐射,即为原子荧光。原子荧光光谱法便是通过捕捉原子荧光,并测定原子荧光强度,来确定待测元素含量。

2.4 样本前处理技术

水体样本重金属离子检测前,需要对样本进行前处理。有效的前处理能够消除样本当中基体的干扰,使检测具有更好的选择性与更高的灵敏度。常见的样本前处理方法包括固相萃取、分散液液微萃取、超分子溶剂萃取等。

3结语

水体样本重金属离子检测在水体保护及水质污染防治当中所发挥的作用是不可替代的,具有重要的意义。工作人员应筛选合适的检测方法,对水体进行定量、定性分析,从而为污染防治工作提供可靠参考,促使相关工作顺利实施。

[1]付海曦,刘威,张春辉.水体中重金属离子的检测方法研究进展[J].理化检验(化学分册),2012(04):496-503.

[2]周鸿燕.自激荧光在污染水体中轻重金属离子检测研究[J].科技通报,2014(10):10-12.

[3]徐继刚,王雷,肖海洋.我国水环境重金属污染现状及检测技术进展[J].环境科学导刊,2010(05):104-108.

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