浅析水中重金属在线监测技术

2021-11-30胡媛媛

世界有色金属 2021年2期

胡媛媛

（河北省承德生态环境监测中心，河北承德 067000）

新时期，积极进行水中重金属在线监测技术的应用具有重大价值，这一技术可确保污染监督、环保管理工作的顺利开展，同时该技术具有较为广阔的发展空间。考虑到该技术研究深度尚有待于提高，必须及时将其应用于实际监测工作中，同时要加深研究力度，充分发掘技术优势，确保其可操作性等满足实际需求[1]。

当下，比色法在线监测技术、电化学在线监测技术具有较为广泛的使用范围，不同技术在实际应用中，其监测仪器设备的操作要求等存在一定差异，相关技术人员必须及时进行合理区分。本文针对水中重金属在线监测技术的应用进行了详细分析。

1 水中重金属在线监测技术分析

水中重金属在线监测技术包括原子吸收分光光度法、电化学分析法、发射光谱法等，部分方法理论较为充分，但是实际工程项目应用中效果一般[2]。其中部分检测方法应用中，需要耗费大量的成本，部分方法无法满足实际监测需求、分析需求。

当下较为常见的重金属在线监测技术一般只包括两种，比色法、电化学分析法。上述两种方法的可操作性较强，同时具有较为经济的优势。

1.1 比色法在线监测

比色法的实际应用过程中，涉及到的化学原理、化学知识较多，可将其看做化学分析法，这一方法的理论基础是Lam-bert-Beer原理。在上述原理中，水中重金属将会与对应的化学试剂相互融合，上述二者变化发生一定的化学反应，对应物质的性质也会发生改变，可能会生成其他化学物，对应形成的物质可完成波长光的吸收，对应吸光度可能会对最终生成的化学物质反应物的浓度产生较大影响[3]。监测过程中，相关操作人员必须及时进行透过溶液的单色光分析，并作出合理选择，保证其满足重金属的在线监测要求。这一原理充分合理的验证了吸光度和重金属组分浓度关系，因此，这一方法在当下环境管理体系中是较为常见的重金属在线监测技术。

这一方法操作相对而言并不复杂，也未对相关的仪器设备等具有过多的限制条件，监测管理人员必须及时进行设备、化学试剂的准备，保证及时完成重金属的在线监测处理。实际水环境的重金属在线监测处理中，相关检测人员必须合理进行化学实际的筛选，保证所选化学试剂与重金属类型相互匹配，从而完成有效显色，同时还要避免其他重金属的干扰影响。吸光度研究分析中，要及时进行单色光、对应检测系统的分析，确保其满足实际需求。对应光强检测系统等也要满足应用要求[4]。此外，监测人员要及时进行相关装置的准备和管理，对应稳定可靠度等需满足要求，从而确保监测结果的有效性。监测前，相关人员要及时进行样品、装置的检查。重金属类型不同，监测环节中所使用的显色剂也会存在一定差异，考虑到重金属和显色剂之间会发生化学反应，对应监测方相关人员需保证上述二者之间具有良好的匹配度。铅锌类重金属的监测处理中，常规显色剂是双硫腙显色剂，而遇到砷元素时，常用银盐类的显色剂。试验过程中，还要考虑掩蔽剂、氢化物发生剂的影响，确保重金属待测组分具有相对独立的反应效果，避免其他重金属参与反应等带来的负面影响，降低干扰几率。

比色法在线监测中，在线分析仪在应用中，必须考虑其灵敏度、准确度等要求。实际分析中，相关仪器产品的检验标准缺失，可能出现分析仪器适应效果参差不齐的情况，可能仅对部分重金属的在线监测有效，如高浓度重金属、特殊重金属等，这两种重金属的在线监测分析后，对应准确度相对较高。此外，锌、铜等元素在水中离子状态的含量相对较高，也可归属于上述类别中。当这些重金属存在于工业废水当中时，仪器可充分发挥其在线监测效果。当上述重金属位于饮用水当中时，其分析效果可能无法得到保证。即对应监测方法存在较为明显的缺陷，如对显色剂而言，这一类化学试剂的种类颇为丰富，部分显色剂具有剧毒特点，可能会对监测岗位工作人员的人身健康产生威胁，还会引发环境保护受到威胁。监测人员要及时进行无毒性显色剂的合理选择，如果重金属和毒性显色剂之间较为匹配，对应研发人员要及时进行替代显色剂的查找，尽量降低毒性显色剂的工程应用。

1.2 电化学分析法在线监测

水中重金属的在线监测处理中，电化学分析法具有极为重要的地位，可以完成各类水体重金属的监测。监测环节中，电化学分析法合理结合了电现象、化学现象，使得监测结果更加准确有效。

当水中重金属含量甚微时，如达到毫升、微克级别时，对应岗位的监测人员便可借助电化学分析法完成在线监测处理。该方法合理融合了电化学溶出分析技术，这一技术有利于重金属溶液及时发生相关反应，且相关反应多数集中于电现象变化、化学反应变化中，最终结果会完成重金属种类、重金属含量的监测。

电化学的在线监测方法使用过程中，一般分为三大阶段。一是预电解富集阶段，监测方相关人员要及时准备水样，并对其进行对应处理，保证其具有一定的代表性，将水样按照顺序要求加入电解池单元内部。相关监测人员可合理应用注射系统完成填充水样处理。在电压作用下，工作电极可能会对水中待测组分进行预电解富集，一般富集位置为工作电极处，随后便会发现工作电极周边存在大量被测重金属。二是静止阶段。重金属的富集初期，其稳定效果较差，从提高分析结果精度出发，必须保证重金属尽量处于静止状态，一般可借助电解池来实现上述目的。此外，还要采用合理有效的措施来维持电机上重金属稳定状态，尽量降低干扰作用，避免水中其他物质的负面影响。随后便可进行测定。三是溶出阶段[5]。溶出对象一般是工作电极上的重金属物质，溶出处理过程中，要及时进行对应组分的波形采集处理，保证波形得到合理有效的分析。上述波形中包含重金属组分浓度信息。相关监测人员可从中了解重金属的具体含量。上述便是这个呢个电化学溶出分析技术全过程，其中关键部分是工作电极，倘若对应电机不满足质量要求，可能会导致重金属的溶出作用下下降。工作电机具有种类多的特点，相关检测人员要及时进行从液态汞、铂电极等电极中进行重金属工作电机的分析和筛选。

电化学溶出法中，可保证微量重金属得到监测，还可满足多种重金属同时完成在线监测的目标。对应检测技术要求低、精度高，且监测后，水中一般不会产生毒性物质。实际应用中，上述方法也存在一定缺陷，如其他物质干扰问题，水中有机物极易对其中的重金属监测产生干扰作用，对此，相关监测人员在使用这一方法前，要做好全面合理的预处理。

此外，工作电极的应用中，电极自身存在的重金属也有可能融入到水中，可能会对水中重金属的监测处理产生负面影响，上述电极一般为液态汞电极。为了合理解决上述问题，相关人员研究得出了无汞电化学在线监测仪器，可借助上述仪器进行液态汞电极的替代。

2 在线重金属分析仪的主要问题

第一、当下，业内并未针对重金属在线分析产品检定等进行明确规定，重金属的在线分析产品中，各类产品存在明显的质量差异。如比色法重金属在线分析仪器中，无法及时进行μg/L数量级重金属的分析，对应重金属的在线分析方面，这一数量级的检测需要较高。部分厂商为了满足上述要求，盲目进行仪器宣传，甚至虚假宣传仪器可完成μg/L数量级的监测，明显与实际情况相违背。

第二、相关人员并未进行重金属在线分析鉴定规程的制定，仪表认证过程中存在较多问题。部分企业从市场策略出发，可能会进行虚假宣传，也有可能采用过期认证进行宣传，明显降低了重金属在线产品监测市场的稳定性。

第三、对于在线监测结果的验收处理中，当下并未建立合理的标准体系。未来重金属在线监测处理中，可能存在建设后无法明确运营风险的问题。因此，重金属在线监测中，必须及时进行全面合理的规范化控制。

3 水中重金属在线监测技术的发展趋势

由于重金属污染问题频发，相关监测人员对水中重金属在线监测技术的重视程度越来越高。考虑到重金属的在线监测属于一项重要环保工作，其环保要求相对较高。及时进行绿色监测是未来发展的必然趋势。以比色法为例，该方法在环境本底高、危害较低的重金属离子监测中十分适用，及时降低运营成本、降低污染影响、降低试剂消耗是未来的主要研究方向。电化学溶出法中，具有检测精度高、检测质量好的优势，为此，积极选择环境友好型的工作电极是未来发展趋势之一。