水环境及其水污染的检测技术分析

谷 峰

（河北十环环境评价服务有限公司，河北 保定 071000）

0 引言

在当今的环境工程领域中，水环境和水污染检测是一项关键的工作内容。为进一步提升此项检测工作质量，为后续的水环境和水污染治理提供科学参考，相关单位就需要结合实际的项目情况，对水环境和水污染检测技术加以合理应用，采取合理的方法与措施对其中的有害污染物进行检测。通过这样的方式，才可以对项目中的水环境及其水污染情况作出准确检测，从而为后续的水环境治理工作奠定坚实基础。

1 项目概况

本次所研究的是某化工园区周边的水环境与水污染检测，该企业周边水环境中的主要污染物为铅离子和镉离子等重金属污染物。如果这些重金属离子污染物在污水中的含量超标，便会对周边水环境以及人体健康造成较大程度的不利影响。为避免此类情况的出现，提升污水中的重金属离子检测质量，本次项目中，特对一种电化学检测技术进行试验研究，以此来判断该检测技术在本次化工园区水环境及其污水重金属离子检测中的适用性，为该化工园区周边的水污染检测与水环境治理工作提供科学参考。

2 水环境和水污染检测技术及其应用分析

2.1 检测方案确定

本次水环境与水污染检测项目中，主要的污染物是重金属离子。因此试验中选择的检测方法是基于重金属离子检测的电化学检测法。在通过该方法进行试验检测的过程中，需要将污水样品里的各种重金属离子氧化还原反应作为依据，对其进行定量检测和定性检测，之后再通过电化学试验检测中获得的参数来判定污水里的重金属离子种类及其含量情况。其中的重金属离子种类主要通过其极化时的电位差异需求来确定；重金属离子含量主要通过其氧化还原峰值来确定。

在实际的试验检测中，对于污水中不同种类的重金属离子，可通过极化电压的不同来进行区分。而对于其中铅离子和镉离子含量之间所具有的线性关系，则可以通过电流值的测定来进行区分。这样便可准确判断出该化工园区周边水环境中的主要重金属元素含量[1]。

2.2 试验仪器和试剂选择

本次试验中，选择的试验仪器主要包括以下几种：电化学工作站；实验室用pH 计；丝网印刷机（手动形式）；烘箱；磁力搅拌器；超纯水机；铂电极；Ag/AgCl 参比电极；聚酯丝网网板。表1 为本次试验中所选的主要仪器型号及其参数情况。

表1 本次试验中所选的主要仪器型号及其参数情况

选择的试剂主要包括以下几种：浓度为100 mg/L的铋标准溶液；无水乙酸钠；乙酸；硫酸；直径为20～30 nm 的多壁碳纳米管；427ss 型导电银浆；423ss型丝网印刷碳墨水；乙醇体积分数为5%的乙醇溶液；质量浓度为1 000 μg/L 的铅镉标准溶液；超纯水。

2.3 试验检测过程分析

将碳油墨和CaCO3颗粒掺杂到一起之后用丝网印刷，再通过酸将电极工作区油墨里的CaCO3颗粒溶解掉，这样便获得了一个多孔形式的丝网印刷碳电极。在实施电化学试验检测之前，先对电极表面进行铋膜电镀。目前的铋膜电镀方法有两种，其一是预镀，其二是同步电镀[2-3]，本次试验中选择的是同步电镀法，直接将铋离子添加进待测溶液里，在溶出分析中采用负电势沉积法同时使铋膜和待测物质沉积在电极表面上。此种铋膜电镀方式比较简单，可让检测得以显著缩短，并使其分析流程得到进一步的简化。但是在具体试验中，如果待测溶液具有较高的pH 值，铋膜同步电镀时便很容易出现水解反应，其反应式为

基于此，该试验一定要在合适的条件下实施。

制作该试验电极时，首先需要用浓盐酸对1 g 碳纳米管进行6 h 的超声清洗，然后通过超纯水对其进行冲洗，直到pH 变为中性为止。将清洗后的碳纳米管放置到H2SO4溶液里，通过循环法对其进行伏安扫描，其扫描速率控制在0.1 V/s；扫描范围控制在1.5～2.0 V 之间。在第一次进行试验检测分析之前，每一根试验电极都需要按照上述方法进行活化操作，以此来确保其试验检测效果。

在对所有的试验电极进行活化处理之后，将20 mL醋酸缓冲液加入到电解池内，然后将适量的铅溶液、适量的镉溶液和适量的铋标准溶液加入其中，并将浓度为0.01 mol/L 的KCl 溶液适量加入其中。之后再将完成活化处理试验电极放到电解池内，使其和待测溶液接触。将沉积电压设置为1～2 V，沉积时间设置为300 s，静置时间设置为10 s，在此条件下通过试验电极对待测溶液进行扫描测试，测试中的电位增量设置为4 mV，振幅设置为25 mV，方波溶出频率设置为15 Hz。扫描完成后，需要在0.3 V 电势条件下对试验电极进行30 s 的清洗处理，将残余的铋膜和目标重金属待测离子去除。整个试验检测过程都在不除氧的室温条件下进行。

3 水环境和水污染检测技术试验效果分析

为合理判断该水环境污水检测技术在本次化工园区污水重金属离子检测中的适用性及其有效性，本次试验中，特对其检测结果进行了分析。具体分析中，将醋酸缓冲液用作底液，通过方波阳极溶出伏安法来检测待测溶液中的铅离子和镉离子。在通过上述方法获得了沉积之后，通过Bi-P-SPCE 电极对0～30 μg/L质量浓度范围内的铅离子和镉离子溶液进行方波溶出伏安信号检测。表2 是本次试验检测中不同铅离子与镉离子浓度条件下的检测灵敏度试验结果。

表2 本次试验检测中不同铅离子与镉离子浓度条件下的检测灵敏度试验结果

经上述试验检测结果分析可知，当污水中的铅离子质量浓度超过0.1 μg/L、镉离子质量浓度超过0.5 μg/L 的情况下，该检测技术便可将其检出。而当其中的铅离子浓度和镉离子质量浓度达到或超过30 μg/L 的情况下，该检测技术的检测率便可达到99.99%及以上，从而实现铅离子与镉离子含量的精准检测。根据当地水环境治理工作中的污水排放标准，规定其中的铅离子质量浓度不可超过1 000 μg/L，镉离子质量浓度不可超过100 μg/L。由此可见，该检测技术适用于本次化工园区项目周边的水环境及水污染检测中。

将该化工园区周边水环境中的污水用作待测溶液，取代试验中的铅溶液和镉溶液，按照上述的试验检测方法进行多次的实践检测，经检测得出，该化工园区周边水环境污水中的铅离子检测质量浓度平均值为1 306.39 μg/L，镉离子平均质量浓度是196.33 μg/L。这样便快速判断出了该化工园区周边水环境中的铅离子和镉离子含量超标，需及时进行治理。

4 结语

在当今时代，水环境和水污染问题已经成为了环境工程治理工作中的关注重点。而通过水环境水污染检测技术的合理设计与应用，便可及时发现其中存在的污染问题，使其得到更好的处理，同时也可以为后续的水环境治理工作提供更多支持。基于此，相关单位与工作人员一定要结合具体的项目情况，采取合理的技术措施来进行水环境和水污染检测，以便及时发现其污染情况，使其得到针对性的处理。这对于水污染问题的解决和水环境质量的提升都将起到非常积极的影响作用，同时可进一步提升现代环境工程治理工作的效率与质量。