化学检测方法在环境水质重金属残留分析中的应用研究

江 洁

（江西省地质矿产勘查开发局九一六大队，江西 九江 332100）

水环境是指自然界中自然形成的水，可以直接或间接影响人们的生活，它可以分为地表水环境和地下水环境两部分。地表水环境就是地面上的水，如沼泽、水库、冰川等都属于地表水环境；地下水环境就是深埋地底的水，如泉水，暗流等都属于地表水环境。地表水环境的水是不能直接饮用的，需要通过过滤、净化、加热，而地下水环境的水是可以直接饮用的。水环境与大气、生物、阳光、岩石、土壤等共同构成自然环境，是人们生存中不可缺少的重要组成部分，却也是被人们干扰和破坏最严重的成分。人们的活动和工业的发展都在导致水环境污染。人们活动的过程中产生的工业“三废”、农业化肥和农药、开采矿山时的矿坑排水、生活垃圾等，都会污染水环境，是水环境污染的罪魁祸首[1]。而在这些污染物中，属重金属对水环境污染最为严重，当前人们已经认识到重金属对水污染的严重性，从而研究出各种环境水质重金属残留分析方法，但是都需要工作人员耗费大量的时间进行水样采集、样品运输以及储存工作，给环境水质分析带来了巨大的工作量。是以本文提出研究化学检测方法在环境水质重金属残留分析中的应用。

1 化学检测方法在环境水质重金属残留分析中的应用

化学检测方法检测环境水质分为化学分析技术和电化学分析技术，是最为普遍的一种方法。由于化学检测方法检测环境水质精度高，还可以重复检测，是以在很早之前就被用来检测环境水质，从而研究时间也比其他方法时间长，并且被应用在大多数环境水质检测中[2]。由于化学检测方法只能检测单个参数，是以需要多次检测。电化学分析技术包括溶出伏安法和离子选择性电极法，通过分析环境水质样品的电化学性质检测环境水质的组成和含量。电化学池中所发生的电化学反应是电化学分析技术的基础原理，对检测环境水质十分重要。电化学分析技术是一个电解富集、溶出的过程。

1.1 电解富集

电解富集过程需要选择比被测离子的半波电位负0.2V～0.4V的电位，对取得的环境水质水样进行电解检测，在环境水质水样电解过程中，必须恒定速度搅拌环境水质水样，促使溶液中的重金属离子还原在电极上，将金属沉积在惰性电极表面，从而产生富集的电流。重金属离子富集的量与电极电位、电极面积、电解时间和搅拌速度等因素有关，则有：

通过富集作用提高环境水质样品中的重金属元素浓度，从而提高溶出过程的灵敏度，实现样品中多种重金属元素的分析测量，富集之后让环境水质中的重金属以离子状态溶入溶液中，从而开始第二个溶出过程。

1.2 溶出

溶出过程采用伏安装置，其核心部分是三电极系统，包括固体电极、对电极、铂电极、参比电极和饱和甘汞电极。通过测量电极电位确定重金属离子活度，其中电位的产生是靠离子交换和扩散，电位的响应与溶液中对应离子活度的对数呈线性关系[3]。当重金属残留为M，环境水质为AL ，则有：

在固体电极和对电极之间施加极化电压，将有电流通过相应的回路，作用于测量电流，但是原电池测量装置由固体电极和参比电极组成，促使电流在回路中趋于零。在重金属检测过程中使用的试剂仅对溶液中重金属离子响应，是以没有电子交换的过程，由于溶出过程检测的是离子活度而不是浓度，容易随温度变化而变化，需要严格控制温度条件，将该复合物作为中性载体构建铅离子选择性电极敏感膜，从而使电极稳定性得到提高[4]。是以溶出过程中，电流峰值与电极类型和被测物质浓度有关，当电流峰值为ip，比例系数为K ，电极反应电子转移数为nw；电极面积为A ；金属在汞齐中扩散系数为D ；电极旋转为 ，溶液黏度为u ，富集时间为t ，电位扫描速度为v，待测物质浓度为c 。则有：

2 实验论证分析

为保证本文提出的环境水质重金属残留分析方法的有效性，进行实验论证分析。

通过判定实验检测重金属结果的准确率，对比论证本文提出的环境水质重金属残留分析方法与传统分析方法。在实验过程中，保证环境水质、实验水样量一致、使用的化学试剂一样，分析环境水质重金属残留过程不同，为避免实验过程中器材交叉使用导致实验结果出现误差，使用两套相同器材。实验结果如图1所示。

图1 分析结果图

从图1中可以看出两种方法准确率波动差为0.2，波动过程均衡，但是本文提出的环境水质重金属残留分析方法检测重金属结果准确率，明显高于传统环境水质重金属残留分析方法检测重金属结果准确率。在6次实验操作过程中，无论是本文提出的环境水质重金属残留分析方法，还是传统环境水质重金属残留分析方法，都只在第1次实验过程中出现了一次峰值，在第3次实验过程中出现了最低值，却存在4次相同结果，从而可以确定本文提出的环境水质重金属残留分析方法检测重金属结果准确率均在80%，传统环境水质重金属残留分析方法检测重金属结果准确率均在60%。由此可见，本文提出的环境水质重金属残留分析方法可以更精准地检测出重金属残留情况，使用本文方法，可以更有效降低环境水质污染问题。

3 结语

综上所述，水环境污染问题已经成为社会重点问题，解决水环境污染问题更是重中之重，是以化学检测方法在环境水质重金属残留分析中的应用研究这一课题具有十分重要的意义。化学检测方法是最为普遍的一种方法，它检测环境水质的精度高，还可以重复检测同一环境水质，是以在很早之前就被用来检测环境水质，本文应用化学检测方法分析环境水质重金属残留情况，可以提高分析环境水质重金属残留情况的准确率。但是本文提出的环境水质重金属残留分析方法检测重金属还存在很多不足，化学检测方法还有进步的空间。面对当前的水环境，还需不断深入研究化学检测方法在环境水质重金属残留分析，从而解决水环境污染问题。