环境水质分析中的重金属检测技术分析

2020-12-20王军

中国金属通报 2020年16期

王军

（如东县疾病预防控制中心，江苏南通 226400）

工业和农业的生产有效地促进了我国的经济和社会的发展进步，但其发展的同时也带了重金属污染的消极影响。所以对重金属进行检测分析，能够对环境进行更有效的治理，促进现代社会的可持续发展。重金属污染与其他类型的污染不同，水质的重金属污染不会随着时间的增长而被净化，反而会随着时间积累得更多，导致水质污染更加严重。重金属污染会对水生动物和植物造成直接的危害，通过食物链的联系，也会间接地威胁到人类的健康，甚至会导致整个生态系统的破坏，所以环境水质中的重金属检测十分重要。

1 环境水质分析中重金属检测技术应用的重要性

中国工业不断发展的同时，造成了多种重金属元素的废水和垃圾产生过量，其对环境水质造成了很大的影响。所以加强对水中重金属元素含量的检测，可以更好地保护环境和水质。一般的检测工具和检测方法难以在水质中进行重金属污染的检测，其在水环境中难以分解。因为技术的缺乏，可能会导致水质更加严重的污染，所以重金属检测技术的优化，能够从水环境中更加准确的检测出重金属元素的含量，保障人们的生活用水，保障自然环境中的水质，促进我国的可持续发展[1]。

2 环境水质分析中的重金属检测技术的具体应用措施

2.1 生物化学分析

重金属检测技术可以利用生物化学分析法对水中的酶分子进行分析，实现重金属离子与酶分子结构的理论分析。在进行重金属检测时，应用生物化学的分析方法需要利用计算机和数学方面的知识，通过获取、处理、储存、分发生物信息来获得更加准确、可靠的数据。例如可以利用常规小分子和生物分子进行对比，来进行气象色谱、液相色谱对水中生物的核酸、蛋白质的化学分析。除此之外，其对比内容还有混合物中的某一定量物质分、析单一无知的定性分析和单一成分的结构分析。就目前来看，大多数金属污染的指数上升多是由于工业重金属排放和人们日常生活中电器等固体垃圾所导致的，所以在对水质进行重金属检测时，生物化学的分析是不可减少的。除此之外，生物化学法还可以进行免疫分析。免疫分析法就是利用其抗体方面的技术进行水质的检测检测，工作人员需要在被检测的水中加入科学适量的抗体。其所加入的抗体就能够与其所含有重金属元素进行化学反应，以此来通过检验、分析水的质量。在所有的水质检测技术当中，生物化学分析法是环保系数较高的，且其检测的性能也较好，其不会对水质产生二次污染，而且其检测的方法也较为简单，检测率较高。

2.2 电化学分析

重金属检测时，利用电化学反应进行检测是通过对电化学的性质处理和物质组成的分析，更加符合重金属含量在水中检测的标准，其利用电压曲线和相关的参考数据来进行对接，实现定位分析伏案滴定、溶出伏安等相关方法进行计算，得出相应的比例。这种方法可以达到更加标准的技术划分和水质检查内容的差异评定，利用数据进行水质浓度检测和实验[2]。但这种方法需要更高的安全标准，必须要按照严格的操作流程进行操作。总的来说，电化学分析方法就是利用在水质当中金属检测时的电化学反应进行的分析、研究，它的根本原理就是以金属元素其本身所带有的电化学特质来进行相关元素的比较，并判断水中的化学物质是由哪些元素组成的。但电化学分析方法存在着一个限制，当其在进行应用时，会被固定的地方所限制，这种方法必须要在电化学池中进行，其不能应用于户外，所以操作就有些限制。

2.3 光谱法

水环境中进行重金属检测，可利用原子吸收光谱方法。其是以原子动能原理为依据，利用量子力学和技术应用来进行金属元素在水中的含量比例的研究。现阶段许多的环保部门都开始对地表水和地下水中的金属元素进行测量以及比例的检测。光谱法可以更加灵敏、快速、高效的测出重金属的比例，而且其检测的线标较低、抗干扰能力较强，适用于大范围的检测环境。如对河水和湖水进行重金属的检测，利用光谱法就能够较为便利的对其容量的水平和重金属含量的数据进行检测和分析，通过滤膜对水质进行过滤，然后对水中的汞含量进行检测，利用这种方法就可以正确实施原子发射光谱技术。其使用的原子发射光谱仪器就是利用原子激发技术进行水质的激发，再利用滤膜进行过滤，依靠波长选择器进行重金属的检测，实现原子发射光谱技术的实现。

2.4 荧光分析

在水质的重金属检测时，可以利用人射光进行照射使常温物质内部的价电子的活性增强，转变为激发态。在这样的转变过程中，会反射出荧光。工作人员就可以通过荧光的分析进行重金属构成的物质判断。在运用荧光分析法进行检测时，通常使用的材料是稀土纳米材料、有机荧光染料等，其所探测到的重金属密度越大，荧光效应就会更强。荧光分析法，其操作较为简单，但是其也存在着一些缺点。它所使用的范围较小，其测出的金属限度更低。荧光分析法及在我国的水质金属检测当中使用的频率非常的高，其操作的原则与光谱检测法较为相似。

2.5 电感耦合等离子体法

电感耦合等离子体法也是一种光谱分析法，同原子发射光谱法的使用原理相同，是将电感耦合等离子矩作为其光源，对水中的重金属进行含量的分析研究。这种方法的最主要的特征，就是可以十分简便且准确的对水质进行检测判断，具体分析其中的重金属构成物质和含量。除此方法外，还有一种激光诱导击穿光谱法，主要是根据高功率激光使用，使与相关物质产生的作用来对其发射的光谱进行研究和分析，从而来确定样品液中的重金属构成物和含量。这种方法最明显的效果就是其灵敏度强、速度较快，且在进行检测的过程中，可以不需对样品液进行处理，就可以直接的测验。

2.6 流动注射

流动注射法是现代目前所研究的重金属检测技术重大成就，是我国水质金属检测技术的巨大飞跃。它可以将检测的样品注射到流动的水中，流动注射的样品与水进行融合，然后再水流出的位置进行重金属的检测，通过这样的方法就可以得到检测的数据，最后进行分析、研究，然后再利用定量分析进行水质重金属的检测。流动注射检测法在一定程度上节约了工作时间，提高了工作的效率，还能够解决其他检测法不能解决的问题。例如进行冷冻和加热等项目的操作。除此之外，进行流动注射法还可以提高检测的精密程度，提高其使用的效率。这个方法可以适用于需要使用贵重试剂的测定当中，能够减少贵重试剂的使用量，节约资源，避免浪费。

2.7 液相色谱分析

液相色谱分析法即可以将水中所含有的重金属元素进行分离。这种方法的敏感度不强，所以在进行应用时与其他的技术相结合才可以有更好的效果。如果要进行检测重金属元素就需要进行金属离子分析，之后再利用电导进行电导进行检测，以此来解决利用液相色谱分析法的检测敏感度问题，然后再进行其他金属元素的检测。最后再对进行检测出的金属元素进行分析和研究。液相色谱分析法主要适用于在工业生产中，用于进行有机废水的检测工作。液相色谱分析法在进行环境水质的重金属检测中，其主要是利用了金属高效分离的特点，将水与其中的重金属物质分离，以此来达到其检测的目的。

3 重金属检测技术在环境水质分析中需坚持的原则

3.1 以实际出发

我国地域辽阔，每个地方的地理环境不同，水质情况不同。所以选择适合当地检测的方法进行水质重金属的检测格外重要，重金属检测方法各有利弊。如液相色谱分析法其特点就是可以利用液体作为流动相，固定相可以有多种的形式，其优势就是要求的技术较为简单，操作也非常便捷，其达到的检测效果为中等。但其检测的精度较低，不能够准确的反映出当地的水质情况[3]。生物化学分析法，其特点就是可以包含免疫分析法和酶分析法，其可以更加精准的进行重金属的测量及检测，效果也较好。电化学法就能够有效地排除水质中的盐分，减少对检测的干扰，其优势就是利用的仪器占用的空间较小，且检测的成本相对较低，检测效果为中等。列举的这几种检测方法都各有其利弊，在进行选择方法时，必须要因地制宜，以实际出发，进行更加科学合理的检测。

3.2 完善应用制度

在进行重金属检测的过程中，其检测单位需要建立和完善管理体系，落实到各个部门。并且在设计体系的过程中，需要结合检测流程的实际操作情况，不能够照搬理论，套用其他的管理体系。有效的监管机制可以使各方严格遵守协议，进行有效的工作。同时在进行工作时，需要监管人员进行记录，对其工作有所总结、反馈，便于上级进行了解检测的流程情况，并对应做出调整。

3.3 加强资源管理

检测人员自身的能力与在检测重金属环节时的准确性密切相关，所以检测人员需要加强其自身的能力素养。检测单位也需要对检测人员进行培训，不断地进行标准化和统一化，达到更加精准的培训效果，可以制定培训计划由多个部门共同执行，让检测人员提高其理论知识和专业素养[4]。

在现在疫情防控期间，有关部门为保障社会开展复工、复产、复学，在市民饮用水卫生方面要进行及时的水质检测，掌握生活饮用水的水质变化和基本卫生情况，有关部门需要进行供水水质抽样监测工作。在开展饮水监测工作的同时，疾控中心的专业技术人员需要进行对供水单位供管水人员疫情期间生活饮用水安全知识、消毒处理等工作进行了宣传、指导。同时也要加强居民用户对水质的关注，反馈出水质问题。在疾病防控方面，可根据具体的情况来选择水质检测的方法，进行更加科学合理的水质检测工作，防止疫情的复发，保证人民的正常生活。