重金属检测技术在环境水质分析中的应用

邵长颖

摘 要：伴随着现代经济、科技的进步和发展，工业也取得了极大发展，随之带来了严重的环境水体污染问题，而在环境水体污染中最为显著地就是重金属污染。因此，对环境水体中重金属成分进行检测和分析是一项十分重要的工作。本文通过对相关文献研究以及结合自己多年工作经验的情况下，首先就当前水质重金属污染现状进行了剖析，然后对现今常见的重金属的检测技术作出了详细分析，以期更好地对环境水质中重金属进行测定。

关键词：水质检测;重金属检测技术;应用分析

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）14-0003-02

0 引言

现今用在重金属检测方面技术越来越多，在进行采样过程中需消耗大量时间，且还有样品运输和储存等相关程序，这就与当今现场检测要求有着较大差异。因此，要求对这些重金属检测技术的精准度、速度以及干扰等各方面进行考虑，综合多种方法与实际检测需求来作出适当选择。

1 浅析当前水质重金属污染现状

改革开放以来，我国经济快速发展，工业企业越来越多，我国经济实力也因此得到了较大地提高，人们生活质量也取得了巨大的变化，但同时也给环境造成了巨大的污染，给环境带来了严重地威胁。其中环境污染最为严重的就是水体重金属污染。重金属自身不易降解且还会随着食物链的流动而流动、聚集，严重地还有可能会随着水体、食物等进入到人体内部，从而给人们身心健康带来严重伤害。虽然湖泊及河流等水体自身可使部分重金属发生自然沉降，具有一定净化作用，但是当水体中重金属污染较大，其浓度过高时，水体自身难以得以有效地净化，这就给水质带来巨大影响，使水质不断恶化，从而导致水生生物生活环境受到严重污染，这种地表水污染还可能会致使地下水质产生变化。据调查数据表明，国内大多数水体均受到不同程度的重金属污染，水体重金属污染日益严峻，整治水体重金属污染迫在眉睫。

2 环境水质分析中重金属检测的意义

结合实践来看，在当前经济社会迅猛发展背景下，工业作为其中的重要组成部分相比于以往有了翻天覆地的变化，并且制造出了大量产品运用到我们各项生活与生产活动中。然而从当前工业产品制造情况分析发现，其生产中通常会使用到很多的化学物质与金属，如此一来很容易造成排放的废水里面包含着大量重金属元素。而重金属元素一大特点在于无法溶于水中，这就意味着不论多长时间它都始终游离于水中也分解不了，并且时间一长重金属堆积的更多，这样还会造成严重的水资源与生态环境污染。所以正是在当前水资源与生态环境污染情况日益严峻背景下，通过切实开展环境水质重金属检测工作给我们环境水质改善与保护措施的制定提供重要的数据支撑，并最终为实现经济与社会可持续发展以及保障人们健康打下坚实基础。

3 探析环境水质检测中重金属检测技术地应用分析

3.1 就电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP）进行分析

该方法是依据各种元素的原子或离子在电感耦合等离子炬激发源的作用下变成激发态，利用受激发态原子或离子返回到基态时所发射的特征光谱来测定物质中元素组成和含量的分析方法。这种方法在进行检测水质重金属时具有分析精度高、样品范围广、动态线性范围宽、多种元素同时测定、可进行定性分析等优点，其检测所得结果十分精准且还不会出现明显基体效应问题。它是三量元素分析十分重要的方法，三量元素即微量、常量以及痕量三种元素。它具有水体检测限度低、灵敏度高且干扰因素少等优点，因此在对重金属测定中效果较为可靠。一般来讲，在水体中大量金属离子含量都不会太高，虽然该方法自身具有较高灵敏度，但是如果直接将其运用到痕量元素检测中时其难度非常大，因此，在对其进行实际运用时，通常需把它和分离富集技术相互结合起来运用。运用分离富集技术来对电感耦合等离子体原子发射光谱法进行有效地分析可以大幅度提高检测结果的精准度及检测限，同时对该方法的应用范围还起到一定的扩大作用。通常在水质分析时大多采用的分离富集法有两种，分别为溶剂共沉淀法和萃取法[1]。

3.2 就流动注射分析法进行分析

运用该方法需要提取一部分体积样品并将其注入到相应流速的流动载流中，当样品流经反射器时载流和试样便可实现在一定程度上混合起來，载流和试样试剂反应物再从检测器中流出并实现相应检测工作，再结合记录仪来对其峰形信号进行分析，进而实现相关定量分析。这种方法可以说是重金属检测技术走向自动化进程中的重要步骤，它可以在有效提升检测效率的同时对化学中一些复杂操作单元来进行相关处理，如在加热和冷却等有关环节。当完成检验后可将其合并流入到流路体系内并实现对非平衡态和非均匀下的检测工作，进而对其精密度和速度分析都有着较大提升作用，这样可以较好地对试剂消耗费用进行控制，可以实现对贵重试剂的适度测定，切实减少贵重试剂用量，进一步节约成本，减少浪费[2]。

3.3 就荧光分析法进行分析

一般在来讲，在进行常温物质实施波长入射光照时，其价电子便可从基台跃迁至激发态状态，但该种激发态稳定性欠佳，价电子会迅速发生衰变而转化成基态，与此同时还会伴有光子辐射且有超过入射光波长的射光出现，通常称这种射光叫荧光。但如果对其停止光照射则所发现荧光也会慢慢消失不见。荧光分析法可分为分子荧光光谱法和原子荧光光谱法两种，至今为止这种方法大多运用在一些含发射荧光物质测定中，如在量子点和荧光染料等方面，然而对于重金属离子测定时，因为荧光物质可使荧光增强和淬灭等现象，使其浓度会增强，进而使荧光增强或淬灭作用进一步扩大。由于其具有这种特殊性质而促使荧光分析法在进行重金属检测中灵敏度更高，同时它与原子吸收光谱法相比所检测出的限度也要低一些，此外，其样品还不需要具备一些显色、分离、富集以及选择性极强等特性，其在实际操作过程中十分简单。但其难以实现广泛性应用，这主要是由于大多数物质自身都没有荧光存在，只能在物质中加入适量荧光物质后才能实现荧光分析[3]。

3.4 就电化学法分析

该方法主要是利用物质所具有电化学性质来实现对物质中组成含量进行测定的。一般该方法所使用试液都是化学电池中重要的成分，在化学电池电导、电流等相关参数与测定水质浓度间具有相关性来实现对物质含量测定。测定物质过程中所发生电化学反应是实现电化学分析法测定中的基础条件，将其运用到环境水质测定中具有极高的应用价值和意义。有研究人员采用溶出伏安法对海水和饮用水中痕量金属作检测，其结果表明运用这种方法可以迅速地测定出水质中重金属含量[4]。

3.5 就原子吸收分光光度法进行分析

该方法在实际应用中十分广泛，它具有检测迅速、灵敏度高以及选择性好等优点。至今为止运用该方法可以实现对七十多种金属元素的测定。它是运用气态基态原子外层电子来实现对紫外光以及可见光的吸收，并以此基础进行分析的方法。根据不同原子化装置可分为火焰和石墨炉两种原子吸收分光光度法[5]。此外，在对高挥发性金属如汞等进行测定时，还可以运用冷原子吸收法来进行。比如针对环境水质中微量铅含量检测上我们就可以应用该种技术。简单点说先取PH=6的缓冲溶液，然后显色剂用二甲酚橙，之后将样品混合后铅形成稳定的1：1的红色配合物，最后再利用分光光度法在波长283nm处测定吸光度。

3.6 就高效液相色谱——光度法进行分析

该方法具有检测效率高、速度快等优点，但将其与以上几种检测方法相对比，其测定精确度比较低。因此，这种方法在以往金属检测中运用比较少。现今人们大多运用液相与光谱两者相结合方式来进行检测，进而得以有效地解决其精确度低的问题，也就是高效液相色谱——光度法。该方法在测定金属元素时需将游离金属离子与有机显色剂进行反应而衍生，进而生成金属螯合物后再作进一步测定。比如针对高浓度有机废水检测其中常见的碱土金属和碱金属这两种离子上我们便可以采用该技术。首先利用离子色谱法对高浓度有机废水予以测定，然后再借助于IonPac CSl2A阳离子交换柱、20mmol/L甲磺酸流动相、抑制型电导检测，这样一来便能够快速地得出被检对象中Na+、K+、Mg+、Ca2+等离子的含量[6]。

3.7 生物化学法分析

在对水质中重金属含量进行检测时运用生物化学方法来进行时，其对环境不会造成污染，同时其检测速度也比较迅速且还具有较强自适应能力。在生物学法中酶抑制法及免疫分析法是最常见的检测方法，其中酶抑制法就是利用重金属污染物可以改变酶活性原理来进行的，进而减少其活性，同时还会使酶本身诸如电导率、PH等性质因此而发生变化，随后在进行定量分析。现阶段酶抑制法通常是用于诸如脉酶、过氧化酶等这些痕量重金属的酶检测。而免疫分析法主要是利用抗体无法与重金属污染物发生化学反应而实现的，进而对其抗体中携带发光物质含量来计算出重金属含量。结合实践来看，免疫分析法拥有着选择性强以及灵敏度大等优点。需要特别注意一点，应用免疫分析法要想成功的话重点在于我们选择的络合物与金属离子结合能否制备出特异性抗体，若达不到这一目标的话，该技术在检测重金属离子方面就会失效。

4 结语

總的来讲，在对环境水质中重金属含量进行测定时，应当要有极高准确性、特异性的同时还应当具有操作方便和测定迅速等特性。虽然现今检测方法众多，但各种方法特性各不相同，所以，在实际应用中应当结合实际检测需求来选择合适或是多种技术相结合的方法来进行实际测定，进一步提升水质检测质量和效率。

参考文献

[1] 李文，李煜.试析用于环境水质分析的重金属检测技术[J].江西建材，2017（23）：246-247.

[2] 刘菲，喻子书.环境水质分析中的重金属检测技术应用[J].技术与市场，2018，25（3）：150.

[3] 熊金锋.环境水质分析中重金属检测技术应用研究[J].水利技术监督，2018（2）：3-4+13.

[4] 常林.重金属检测技术在环境水质分析中的应用[J].中国资源综合利用，2017（6）：63-65.

[5] 冯伟，徐震，王苗苗，等.用于环境水质分析的重金属检测技术[J].中国化工贸易，2017（14）78.

[6] 李文，李煜.试析用于环境水质分析的重金属检测技术[J].江西建材，2017（23）：246-247.