重金属检测技术在水质检测分析中的应用

关兴文

（甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院，甘肃 张掖 734000）

水质中重金属具有独特特点，不会进行自动沉降，同时具有较强隐蔽性，在水质检测过程中需要科学合理应用相关技术，确定重金属的具体存在和含量，进而采取针对性措施，解决水资源污染问题，提高水资源安全质量。近年来，水资源重金属污染得到社会各界的高度重视，而重金属检测技术是水质检测分析的关键因素，更要提高工作开展的质量和效率。

1 水质检测分析

水资源保护对人类的生存健康具有决定性作用，同时和我国自然生态资源能否有效创建可持续发展模式具有直接关系。水质检测，有利于管理人员及时准确检测到水资源中部分化学和金属物质，判定其是否符合各项标准规定。管理人员通过结合水质检测结果，在发现水资源不符合标准规定的情况下，及时采取保护措施来改善水质，实现生态环保建设[1]。管理人员合理应用检测方式和技术，更加全面掌握水资源实际状况，为水资源保护提供有力的数据支持。

水质检测能够有效保护水资源质量，它更加符合经济社会环境可持续发展要求。它的主要目的是监测水样，判定水质中金属、微生物等含量，掌握水质基础状况。

伴随着工业化进程的加快，水质检测分析逐渐在现代社会发展中占据重要地位，进而为社会带来较大生态经济效益；但是工业生产又产生日益严重的环境污染问题，特别是其排放废金属离子进入到周边水源中，出现大量水资源污染现象，降低其质量。同时金属离子含量在水源体系中逐渐富集，不断堆积，对我国水环境产生较大不良影响，不利于水中生态平衡，对水生物生存带来较大安全威胁，同时能够经过食物链等渗透在人体中，对人类生命财产安全产生较大威胁。

2 重金属检测技术

2.1 概述

我国自然生态环境污染问题日益加剧，得到社会各界的高度重视，尤其是重金属对水质的污染，成为人们急需解决的问题。重金属呈现出不易降解的特质，在动植物体内能够长时间堆积，通过食物链再次进入人体内，进而在人体内部逐渐富积，引发一系列身体疾病，对人类生命安全产生较大影响[2]。相关人员为了更好应对重金属对水质污染问题，更加需要加强对重金属检测工作开展的日常监督管理工作，科学应用重金属检测技术，保证各项操作环节的准确性和规范性，获得精准可靠的检测结果，进一步指导环保工作来缓解重金属污染问题，为人们提供更加安全、优质的用水服务。

2.2 应用价值

重金属检测技术应用为人们用水安全提供技术支撑和保障，获得更多优质水源。我国日常用水主要来源于河流、水库、湖泊等，需要工作人员进行环境水质分析，应用相关检测技术增强水质重金属污染物检测，充分发挥该技术应用优势，提高检测质量和效率，为重金属污染治理工作提供数据参考，提高安全用水系统。但目前重金属检测技术应该有效提高检测精准度，保证数据完整可靠性，解决传统检测技术存在问题，发挥水质检测工作有效性。

我国部分地区工业布局密集，经常出现水质重金属超标现象，在治理不当的情况下，就会产生严重后果，给水资源造成损害，甚至对周围自然生态环境产生较大影响。这些破坏性因素的产生就进一步凸显出重金属检测技术在现代社会的管理体系中的重要应用价值，它能够指导我们迅速精准地找到重金属污染源头，及时采取相关保护性措施，减少污染问题，进一步，提高水质检测分析工作质效。例如：国内某仪器公司，结合重金属检测技术，通过多年的研究，推出SO412 系列的在线水质检测仪，检测范围广泛，精度高，可以采用联网功能进行在线监测，在企业、工厂、污水检测等相关部门得到有效应用，如下页表1 所示。

表1 重金属元素检测表

3 水质分析中重金属检测技术及应用

3.1 原子光谱方法

原子光谱方法检测灵敏度高、检出限低，在水质重金属检测中，可以针对性检测某一种元素，主要包含原子荧光分光度法、火焰和石墨炉原子吸收光谱法。一般情况下，该种方法在许多水质金属元素方面的测定工作中被广泛应用，具有良好的性能，但是在实际应用中存在一定的缺陷，经常受到外部相关因素的影响。水质重金属检测中，对几种特征元素如砷、汞、硒、锑、铋，人们大多选择原子荧光光度法检测方法，待测元素的原子蒸气在辐射能激发下产生的荧光发射强度，气态自由原子吸收特征波长辐射后，原子的外层电子从基态或低能级跃迁到高能级，又跃迁至基态或低能级，同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射，称为原子荧光。发射的荧光强度和原子化器中单位体积该元素基态原子数成正比，通过检测待测元素的原子蒸汽荧光强度，就可以明确某种重金属元素含量，它的检出限较低，可以测定到微克级。另外，火焰原子吸收光谱主要是在特定频率辐射条件下，测量检测元素原子受到激发影响吸收的具体能量，灵敏度高，能在重金属检测中获得理想效果；石墨炉原子吸收光谱方法，主要通过电流加热原则，吸收相应波长的光，检测重金属物质含量，在实际检测操作中，需要待检测样品原子化，呈现出原子化的高效率，能够有效提高检测灵敏度，保证性能分析的准确性[3]。

3.2 生物传感器检测技术

相关检测人员在实践工作中采用生物传感器检测技术，属于光电型传感器，主要通过光信号实现电信号的有效转化，同时有效检测出相关试条的光强度。现阶段，该技术被人们广泛的推广和运用，促进传感器实现多元化类型的方向发展。如，工作人员采用生物传感器检测技术光电型分析铜元素，能够有效减少检测时间，检测铜元素主要采用吡咯烷二硫代甲酸和铜络合显色的形式，结合金属元素浓度的转变，分析显色强度规律性的变化。

3.3 分光光度法

分光光度法主要是经过测定被测物质在相应波长处或者范围之内光的吸光度和发光强度，定量定性分析相关物质的方法。工作人员需要准备一定浓度的样品溶液，被不同波长的光进行持续照射过程中，对不同波长的光吸收强度存在差异性，同时结合数据绘制出吸收光谱曲线，分析曲线，实践操作便捷，灵敏度高。另外，原子荧光光度法能够在铅、镉等金属元素检测中进行有效应用。

3.4 电感耦合等离子体质谱检测法

该种方法主要以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法，在多种相关元素进行同时测定的过程中进行高效应用，同时能够和其他相关色谱分离检测技术进行联合应用，有效检测重金属元素，分析元素状态。该种检测方法和以往无极检测方法进行比较，呈现出高效、精准度高、干扰因素少的特征，但是具有较高的应用成本，在水质重金属元素检测中没有被大范围的推广和应用。

3.5 液相色谱检测法

该种方法基于经典色谱法，采用气相色谱理论，同时在技术上采用高压输送，色谱柱主要采用特殊方法由小粒径填料填充形成，呈现出良好的柱效，柱后和高灵敏度的检测器进行有效连接，能够对流出物实行连续性检测。液相色谱呈现出良好的分离优势，但在重金属检测过程中存在一定不足，灵敏度不高。相关人员针对该技术不断改进和优化，增强其使用功能。例如，浓度较高的废水，检测项目中包含其是否具有碱土金属、碱金属离子，工作人员应用离子色谱法，结合阳离子遏制电导，在较少时间内检测废水中钠、钾、镁、钙等离子元素，同时对不同元素进行定量分析。

3.6 电化学分析法

该种方式在现代水质检测分析中发挥重要作用，通过对水资源中检测重金属含量化学电位性质，可以保证检测结果的精密度和准确度。检测分析人员在实际操作中，化学电位属于整个检测过程的主要参数，确定实验中电量和电阻参数变化，探测出水质重金属整体含量。该种方法对水样的整体化学反应条件具有较严格要求，在实际检测过程中会遇到较多问题，需要检测人员详细分析核对每个细节和检测流程的影响因素，避免产生相关检测偏差。

4 实例分析

我们针对多种重金属检测技术分析，大部分都适宜于环境水质检测分析。本文以淡水养殖池塘为实例，详细分析重金属检测技术的具有应用。

4.1 选择检测方法

通常情况下，淡水养殖池塘中主要包含铜、锌、铅、镉、汞、铁、镍等重金属元素，可以选择原子吸收光谱法开展检测工作；针对铬元素，选择DPCI 分光光度法开展检测分析；汞、砷元素选择原子荧光光度法检测。该水质检测过程中主要针对铜、铅、镉和锌元素进行检测。

4.2 检测步骤

1）专业技术人员在实际工作中要科学利用水质重金属元素检测需要的各项仪器设备，同时使用规范的试验用水，对使用的塑料器皿进行预处理浸泡。

2）分析人员结合相关标准规定，明确铜、铅、镉和锌等重金属元素的检测限，依据检测规范流程，按照原子吸收方法，铜元素和锌元素检测限设定为5 μg/L、铅元素为25 μg/L、镉元素1 μg/L，同时根据相关判定标准，采用相关措施科学合理的进行质量管控。

3）配置多种浓度重金属标准溶液，采用原子吸收法，绘制出各个浓度下铜、铅、镉、锌元素浓度对吸光度的标准曲线，在这个过程中，需要同时测定2 个的空白溶液，进行对比分析，有效明确测量仪器设备的精准性。

4）检测人员在相同的环境条件下，针对待测溶液合理规范开展重金属检测，详细记录其相对应元素特征谱线的吸收量，在超出标准系列的情况下采用稀HNO3溶液有效稀释样品。

5）检测人员待测元素的吸光度，绘制标准曲线图，如图1，详细计算铜、铅、镉和锌元素的具体含量值，同时进行多次重复性测定，在样品多的情况下还有每测10 个样进行标准系列的中间点回测，偏移幅度大时校准，进一步保证结果的精准度。

图1 铜元素

5 结语

本文主要阐述水质检测的重要性，分析重金属检测技术及其应用价值，同时探讨了多种重金属检测技术的应用，结合实际案例分析，充分凸显出重金属检测技术在水质检测中应用效果。