重金属检测技术在水环境检测中的应用

2023-08-08李丽丽

山西化工 2023年7期

李丽丽

（河北新勘环境检测有限公司，河北保定 071000）

0 引言

在进行水环境检测的过程中，良好的重金属检测技术应用是保障重金属种类及其含量等检测结果的关键。基于此，在具体的水环境检测中，相关单位与技术人员一定要明确其中的重金属来源与特征等情况，并根据实际情况，采取合理的技术措施来进行检测。通过这样的方式，才可以实现水环境中重金属的科学检测，从而为其重金属污染防治工作奠定良好基础。

1 水环境中的重金属概述

在水环境中，重金属污染主要可按照点源污染以及非点源污染来进行划分。其中，点源污染主要包括电镀、采矿、农药、印染等工业生产过程中排放的“三废”，而非点源污染主要包括汽车尾气、污染之后的灌溉用水以及被农药污染的水体等。通过相关研究与分析发现，长时间的灌水污染很可能导致地下水中的汞含量超标，工业活动会导致附近水环境中的Cu 和As等重金属含量超标。另外，在水环境中，有一些元素虽然目前尚未被归类到重金属种类中，但是其来源以及危害性却和重金属十分类似，因此，在具体的检测和治理过程中，也需要将这些元素作为重点的研究对象。就目前水环境中的重金属污染来看，其主要特征有两个，第一是具有较多的污染源，第二是不容易恢复[1]。基于此，为实现水环境中重金属污染的及时有效控制，环保部门应结合相关单位通过合理的技术措施对水环境中的重金属检测，并根据具体的检测情况，对重金属污染科学防治，让水环境得以良好保护。

2 水环境中的重金属检测技术应用分析

2.1 传统检测技术的应用

在通过传统方法进行水环境重金属检测的过程中，其主要的检测技术包括原子荧光光谱检测技术、原子吸收光谱检测技术、溶出伏安法检测技术以及电感耦合等离子检测技术。

2.1.1 原子荧光光谱检测技术

原子荧光光谱检测技术主要是通过元素原子检测过程中产生的荧光强度对其进行分析与测定的一种技术形式。而在水环境重金属含量检测中，应用的原子荧光光度计就是将这一原理作为基础。通过原子荧光光度计，可实现水环境中一些金属元素含量的科学检测，且其线谱十分简单，干扰性非常小。但是该技术的应用范围并不宽泛，能够检测出的重金属元素种类较少，因此在实际应用中具有一定的局限性。

2.1.2 原子吸收光谱检测技术

原子吸收光谱检测技术的主要原理是通过被测元素中的原子检测来对比分析其特征谱线吸收强度。具体检测中，不同的重金属元素需要通过不同的方法来进行检测。比如，在对水环境中的铅元素进行检测时，需要通过火焰原子光谱吸收检测技术来进行检测；在对水环境中的汞元素进行检测时，需要通过冷原子吸收光谱技术来进行检测；在对水环境中的镉、铊等重金属元素进行检测时，需要通过石墨炉原子吸收光谱检测技术来进行检测[2]。该技术的合理应用可实现水环境中多种重金属元素的科学检测，且具有很高的检测精度与灵敏度，其应用范围比较宽泛。

2.1.3 溶出伏安法检测技术

在通过溶出伏安法检测技术进行水环境中的重金属检测中，其主要的检测过程有两个：首先是电解被测物质，通过搅拌的方式来还原其痕量物质，使其在阴极富集；将电压反向施加，从而让阴极上进一步富集的重金属离子再一次溶解到水中，整个溶出过程中将会伴随着电流产生，在电流通过传感器之后，便会达到良好的重金属检测效果。通过该方法，可对水环境中的Cu、Zn、Pb、Hg 等重金属离子进行科学检测，且电极处理比较简单易行，获得的结果也十分可靠。

2.1.4 电感耦合等离子检测技术

电感耦合等离子检测技术的主要原理是对元素所发出的特征谱线进行强度分析。在具体应用中，该技术可以按照两种来进行划分，第一是电感耦合等离子体质谱，第二是电感耦合等离子原子发射光谱[3]。该技术具有很高的灵敏度，且干扰很小，此项技术可实现水环境中重金属的高效检测，检测范围也很广。

表1 是四种传统水环境重金属检测技术的主要功能及其价格等情况。

表1 四种传统水环境重金属检测技术的主要功能及其价格等情况

2.2 新型检测技术的应用

在水环境重金属离子检测中，越来越多的新型技术被投入应用，其中最为典型的技术包括酶抑制检测技术、生物传感器检测技术和免疫分析检测技术。

2.2.1 酶抑制检测技术

酶抑制检测技术的主要原理是借助于重金属离子来改变酶活性中心的性质和结构，从而降低酶活性，改变酶系统中的元素，包括吸光率的改变、电导率的改变和显色剂颜色改变等，这些变化可直接通过肉眼识别。该技术不仅便于检测，且价格也比较经济实惠，十分适合现场水环境重金属检测。但在具体应用中，该技术也存在一定的不足，相比较传统形式的检测技术而言，该技术只能够进行定性检测，所以该技术仅适用于准确性和灵敏度要求不高的检测环境中。具体应用中，要想实现该技术检测准确率的有效提升，就需要对其缓冲系统进行合理选择。通过这样的方式，才可以让水环境中的重金属检测效果得到良好保障。

2.2.2 生物传感器检测技术

近年来，伴随着生物科技的迅速发展，越来越多的生物传感器在水环境重金属检测中得到了广泛应用，且发挥出了很好的检测优势。如果按照属性进行划分，可以将生物传感器分为三类：酶传感器、微生物传感器和葡萄糖氧化酶传感器[4]。其中，葡萄糖氧化酶传感器检测技术在水环境重金属检测中最为适用。表2 为葡萄糖氧化酶传感器检测技术在水环境重金属检测中的主要参数情况。

表2 葡萄糖氧化酶传感器检测技术在水环境重金属检测中的主要参数情况

同时，在水环境中的Hg 以及Cu 等重金属离子检测中，生物传感器检测技术的应用也十分便利，且检测灵敏度也比较高。

2.2.3 免疫分析检测技术

在当今的水环境重金属检测中，免疫学检测技术具有很好的应用优势。该技术的主要应用原理是对水环境中的重金属离子进行抗体检测，其检测抗体主要有两种，第一是单克隆抗体，第二是多克隆抗体。具体检测中，其主要的检测方法有三种，第一是酶联免疫吸附检测技术，第二是荧光偏振免疫检测技术，第三是免疫传感器检测技术。这三种技术的重金属检测成效都很高，但是经实践研究发现，相比较多克隆抗体检测而言，这三种检测技术在单克隆抗体检测中具有更加突出的应用优势，其应用范围也更加广泛。因此，在水环境重金属单克隆抗体检测中，相关单位和技术人员可对免疫分析检测技术加以合理应用。相比较传统形式的水环境重金属检测技术而言，此项技术更加省时省力，不仅具有更高的检测效率，且检测成本也更加节约。另外，因为免疫分析检测技术具有更加简便的操作流程，所以在水环境重金属现场检测中也更加适用。