水质重金属检测意义与常用仪器检测技术探讨

仇巧丽

摘 要：随着我国工业经济的快速发展，生态环境也遭到了很大的破坏，尤其近年来我国重金属污染事件频发，重金属污染对人民的日常生活产生了严重影响。生态环境和人们的日常生活息息相关，尤其是水环境，为了更好的防治重金属污染，我国的重金属检测技术有了很大的提升，检测设备也更加先进，通过检测环境中的重金属才能实施更好的应对措施。本文通过分析重金属污染的危害，说明水质重金属检测的意义，同时探究了现在重金属检测的关键技术。

关键词：环境污染；重金属；水质；检测技术

引言

目前而言，我国环境污染中最严重的重金属污染，重金属在水质、大气、土壤、固体废物等中都有检测到，而且部分地方已经造成了严重污染。环境监测部门在防治重金属污染的是必须赶紧行动起来，首先要做的就是对环境中重金属的类型和含量进行检测，目前重金属检测使用的仪器设备主要有四种，分别是原子吸收分光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪、原子荧光分光光度计以及电感耦合等离子体质谱仪。

1、重金属污染的来源及危害

1.1重金属的概述

在通常我们把密度在5.0以上的金属称为重金属，基本金属的密度都是大于5.0的，所以都属于重金属的范围。我们常见的有银（Ag）、铁（Fe）、汞（Hg）、金（Au）、铝（Al）、铅（Pb）等等。这些重金属元素大部分都是有生物毒性的，有小部分是生物生长所必须的，但是含量过高也会造成生态环境破坏，比如锌、铁、铜等。

1.2重金属污染的来源

重金属污染是指重金属造成的环境污染，包括各方面的污染，比如土壤污染、水污染、大气污染等等。重金属造成的环境污染和其他污染还有一定的区别，其他污染只在某个方面，重金属污染是各个方面的，他们会相互转移和交叉。比如水质重金属污染的来源就非常广泛，我们平时常见的就是工业废水、生活用水、下的污染的雨雪和农田中使用的化肥和农药等，但是土壤污染的重金属也会流入水体中造成水污染，大气中的重金属污染经过降尘降雨也会进入水体造成水污染。

1.3重金属污染的危害

重金属或其化合物进入环境中会一直存在，很难被消除，只会相互转化，又不能被微生物降解或電解等，而且最后还是富集到人的身上或者动植物上面，影响人的健康和动植物的生存，造成的危害可想而知。首先，对人体的健康有巨大的影响。重金属或其化合物一旦进入人体，不能被人体消化吸收，只会在身体里面随着血液循环运行到人体各个器官或细胞内。造成人体的细胞破坏或者死亡，导致器官出现问题，从而影响整个人的身体健康。比如铅中毒、砷中毒、汞中毒等，总之所有的重金属在人体含量超标对人体的危害都很大。其次，对动植物也有很大的危害。动植物也是需要靠吸收营养才能生存，植物长期吸收重金属或其化合物很容易导致植物不能生长或凋亡，动物也是和人一样。

2、水质重金属检测的意义

水环境和人类的生存有着直接的联系，人们的健康和水的质量有重大的关系，因而对水质进行重金属检测是非常有意义的。一方面，因为重金属及其化合物的种类比较多，所以在防治方面有不同的措施，如果不知道水质中的重金属是什么种类或者含量多少，很难针对性的实施防治。所以水质重金属检测可以针对水质情况提供有效的防治重金属污染的方案。另一方面，我国水资源分布不均，有些地方水资源丰富，有些地方水资源匮乏，而我国居民大部分是引用河流或水库的水，重金属检测可以有效提高水资源的利用率，没有污染的水可以最大限度供给居民使用，有污染的水通过重金属检测找出污染源，及时的切断污染源，阻止水质再遭到破坏，让水通过本身的净化能力使水质达标。

3、重金属常用仪器检测技术

重金属的种类很多，在环境污染中含量也各不相同，所以检测方法也有一定的差别。我国检测重金属的技术水平越来越高，检测设备也是越是越来越先进，下面重点介绍几种重金属检测的常用仪器设备，即原子吸收分光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪、原子荧光分光光度计和电感耦合等离子体质谱仪。

3.1原子吸收光谱法（AAS）

原子吸收光谱法是在检测重金属检测方面是最常用的，它的设备结构组成相对来说比较简单，最重要的使用设备是原子吸收分光光度计。原子吸收光谱法的原理简单来说就是利用各种重金属的气态原子状态的吸光度不一样，根据最后谱线和强度来分析出是哪种金属元素和其浓度是多少。原子吸收光谱法在检测重金属比较广泛，其优势也比较明显，比如分析速度快、操作简单、灵敏度高、分析精度好等。但是想要原子吸收光谱法分析效果显著在技术上还有做到以下两点，第一，对检测的样品要做有效的处理。原子吸收光谱法对基体较复杂的样品处理效果不是很好，所以在使用时，需要对样品先做一定的处理，比如做好分离，让样品尽可能的简单，这样检测出的效果会更精确。第二，保证火焰吸光度的稳定性。因为水质中的各个金属的外层原子的稳定性不一样，需要的火焰强度也不一样，所以一定要保证充足的时间，才能让把所有重金属原子从基态跃迁到激发态，从而保证检测结果的准确。

3.2原子荧光分析法（AFS）

原子荧光分析法和原子吸收光谱法有一些类似，但是原子荧光分析法需要检测的重金属原子态时能发出荧光，而很多重金属的原子态是不能发出荧光的，需要加入荧光物质才能达到目的，所以使用范围也收到一定的限制。但是原子荧光分析法的优点也突出，能够检测多种重金属元素，灵敏度很高，检测成本低等。这以技术的关键有几点，第一，选择合适的荧光材料，荧光材料越理想，检测的灵敏度越高，同时选择合适的荧光材料能适合更多重金属的检测。第二，采用发射高强度辐射线的激发光源有利于提高检测灵敏度。第三，光源和检测仪要成一定的角度，可以避免激发光源发生的辐射对原子荧光信号的影响。

3.3电感耦合等离子体法

（1）电感耦合等离子体发射光谱法（ICP）

电感耦合等离子体发射光谱法分析过程为三步即激发、分光和检测。该方法的优点也很多，可以多元素同时分析，灵敏度高，分析精度高、稳定性好，化学干扰极地，溶液进样、标准溶液易制备。但是该方法有些元素不便测定，比如惰性气体、大量铀等放射性元素。电感耦合等离子体发射光谱法关键样品的预处理和干扰背景的矫正。同时运行费用高，再者样品介质的影响大，ICP高温引起化学反应的多样化，经常使分子离子的强度过高，干扰测量。

（二）电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）

电感耦合等离子体质谱仪是以电感耦合等离子体作为离子源，以质谱进行检测的无机多元素分析技术。电感耦合等离子体包括离子源和氩等离子体，质谱包括四级杆质量过滤器和检测系统。该方法的优点有很多，第一多元素快速分析；第二动态线性宽；第三检测限低；第四在大气压下进样，便于与其它进样技术联用；第五可进行同位素分析、单元素和多元素分析，以及有机物中金属元素的形态分析。电感耦合等离子体质谱仪法关键技术有两方面，一方面是最好在真空系统中操作，干扰少，灵敏度高。另一方面样品导入系统的选择很重要，不同的导入系统对检测结果有一定的影响。

结语

综上所述，重金属的污染已经严重影响了我国的生态环境和人民群众的身心健康。尤其水质重金属污染直接关系到人的生命安全，做好水质重金属检测是现在环境监测部门的重要任务之一。我国应加大在重金属检测的技术提升上面的投入，落实防治重金属污染的措施，从而更好的保护我国的生态环境。

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