環(huán)境水質(zhì)分析中金屬檢測技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)事業(yè)的發(fā)展，我國工業(yè)行業(yè)也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。雖然工業(yè)產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展對于推動社會現(xiàn)代化的建設(shè)有重要的意義，但是這也會在無形中加重社會的生態(tài)環(huán)境壓力，尤其是重金屬的污染會對環(huán)境水質(zhì)造成巨大的影響，水體中的重金屬含量超標(biāo)，會對身體健康產(chǎn)生威脅。正因如此，必須做好工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的水質(zhì)分析和檢測工作，以降低重金屬對環(huán)境水質(zhì)的不良影響。對環(huán)境水質(zhì)分析中重金屬檢測的基本內(nèi)容進(jìn)行介紹，然后又針對重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應(yīng)用展開了探究。

關(guān)鍵詞：重金屬檢測技術(shù)；環(huán)境水質(zhì)；分析應(yīng)用

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)現(xiàn)代化水平日益提升，工業(yè)行業(yè)對于國民經(jīng)濟(jì)值的貢獻(xiàn)度也越來越大。但是工業(yè)生產(chǎn)必然伴隨著大量重金屬的投入使用，這也意味著重金屬污染是不可避免的。與此同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染會進(jìn)一步對水資源、土地資源等造成一定的影響，久而久之，也勢必對我們的生產(chǎn)生活造成巨大的負(fù)面影響。對于環(huán)境水體檢測工作的相關(guān)內(nèi)容來說，重金屬含量檢測具有較高的挑戰(zhàn)性，對相應(yīng)的技術(shù)要求和工作人員的業(yè)務(wù)能力要求都比較高。

1環(huán)境水質(zhì)與重金屬檢測技術(shù)的相關(guān)概述

1.1環(huán)境水質(zhì)檢測的重要性

工業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)的工作過程，造成的重金屬的排放量以及水體重金屬含量不斷提高。通過采取周期性的環(huán)境水質(zhì)檢測工作可以讓水域管理部門及時(shí)地對水體情況有充分的了解，包括其中懸浮物的種類和數(shù)量以及各種化學(xué)物質(zhì)的含量，從而對他們的管理工作起到有效的指導(dǎo)作用，及時(shí)對環(huán)境保護(hù)措施做出調(diào)整，避免對生態(tài)環(huán)境造成更大的威脅，從根本上保證水體質(zhì)量的安全性。通過開展相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測活動，可以獲得水質(zhì)的第一手信息，明確水質(zhì)條件的各種基本數(shù)據(jù)信息，從而對水質(zhì)的未來發(fā)展趨勢做出一定的預(yù)判，進(jìn)而做出一定的應(yīng)對措施。環(huán)境水質(zhì)檢測工作存在的意義在于采取水質(zhì)檢測的方法對環(huán)境情況做出充分的了解，進(jìn)而采取可靠的措施對環(huán)境實(shí)施保護(hù)。通過對水質(zhì)的檢測獲得一定的數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)與國家規(guī)定的具體數(shù)值進(jìn)行比較，從而判斷水質(zhì)質(zhì)量并劃分使用等級。在環(huán)境水質(zhì)有望提高的前提下，可以利用采集所得的水體數(shù)據(jù)制定出相應(yīng)的補(bǔ)救方案。水質(zhì)純度的判定方法除了水指標(biāo)以外，還有很多其他的方法可以使用。隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的工業(yè)生產(chǎn)也慢慢步入了一個(gè)新的發(fā)展階段。目前工業(yè)化進(jìn)程正在不斷加快，在獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也面臨著更加艱巨的環(huán)境保護(hù)任務(wù)。工廠生產(chǎn)過程中大量重金屬的排放對周圍的水源造成了巨大的影響，導(dǎo)致水體質(zhì)量大幅下降。

1.2重金屬的來源

經(jīng)過系統(tǒng)性的實(shí)地調(diào)查和深入研究，發(fā)現(xiàn)重金屬的污染來源主要有兩類，分別是外源性污染和內(nèi)源性污染。（1）外源性的污染指的是由水質(zhì)本身?xiàng)l件和流域底泥所產(chǎn)生的環(huán)境影響，而內(nèi)源性污染指的是由飼料、藥物等攝入類物品造成的水產(chǎn)品污染情況。（2）在特殊地質(zhì)條件下產(chǎn)生的重金屬污染情況就屬于內(nèi)源性污染，地質(zhì)中的重金屬元素會隨著時(shí)間的推移漸漸滲透到植物、動物以及水源中，進(jìn)而進(jìn)入到食物鏈最頂層——人類的體內(nèi)。

1.3水資源重金屬污染的現(xiàn)狀

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展一方面極大地便利了我們的生產(chǎn)生活，而另一方面又嚴(yán)重危害了我們的生存環(huán)境。尤其是近年來隨著重金屬的使用量不斷增加，我們的飲食安全問題也越來越嚴(yán)重以及受到廣泛的關(guān)注。目前工業(yè)發(fā)展速度很快，相應(yīng)的重金屬排放量也很大，但是水體的自我調(diào)節(jié)能力卻比較弱，不能及時(shí)地凈化水體環(huán)境。除此之外，水體凈化速度的高低還受到政府工業(yè)部門以及環(huán)境部門工作效率的影響。大量不同的原因共同促成了生態(tài)流域中的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)狀，并導(dǎo)致水質(zhì)惡化的速度成指數(shù)式增長，對我們的正常生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。

2重金屬檢測技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)分析中的應(yīng)用

2.1生物化學(xué)法

在對重金屬進(jìn)行相關(guān)的檢測工作時(shí)，一般有兩種生物檢測方法（酶分析法和免疫分析）可供選擇。酶分析法的工作原理是利用酶與相應(yīng)重金屬之間的特殊反應(yīng)來間接性判斷水環(huán)境中重金屬的含量。酶與重金屬進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，酶的生物活性程度以及其溶液的pH會有一定的變化，我們將測得pH與規(guī)定pH范圍做比較，然后判斷水質(zhì)是否合格。而免疫分析法的工作原理是利用重金屬元素與生物體內(nèi)的抗體反應(yīng)來進(jìn)行判斷。當(dāng)然大多數(shù)情況下需要對水體中的重金屬元素進(jìn)行一定的特殊處理，以確保兩者可以正常發(fā)生反應(yīng)，之后再對相關(guān)的反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行特殊的處理分析。免疫分析法相較于酶分析法而言，其檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度更高。對于水體檢測工作人員來說，免疫分析法的運(yùn)用可以有效提高檢測效率，減少檢測所消耗的工作時(shí)間，而酶分析法可應(yīng)用的檢測范圍更加廣泛，其具有更強(qiáng)大的適應(yīng)性。利用免疫分析法，檢測人員可以通過重金屬與生物內(nèi)抗體發(fā)生的抗原-抗體特殊反應(yīng)來對水體中重金屬的含量有一個(gè)精確的數(shù)據(jù)檢測。

2.2液相色譜法

液相色譜法的水體檢測是依賴于一定的分離機(jī)制，讓相關(guān)溶質(zhì)在固定相與流動相之間進(jìn)行活動，在此過程中溶質(zhì)會發(fā)生快速有效的分離，進(jìn)而就可以知道其中的重金屬含量信息。由于它具有快速分離溶質(zhì)的特點(diǎn)，所以可以說是所有檢測方法當(dāng)中獲得結(jié)果最快，檢測效率相對最快的。但是這種檢測方法的靈敏度比較低，從而也就導(dǎo)致其檢測得到的結(jié)果不具備很高的可信度，也就是說該方法的實(shí)用性不是很強(qiáng)。因此一般不會單用這種方法展開對水體的檢測工作。隨著技術(shù)的發(fā)展和深入研究，發(fā)現(xiàn)高效液相色譜光度法可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，提高其檢測敏銳度，從而大幅度提高其檢測可信度和實(shí)用性。在利用高效液相色譜分析法對金屬進(jìn)行相關(guān)的檢測時(shí)，可以把利用游離金屬與其他有色顯色劑的衍生反應(yīng)來間接地對生成物質(zhì)進(jìn)行相關(guān)的檢測工作。目前大多數(shù)情況下，檢測人員會利用柱前、柱后以及柱上這三種檢測方式來展開對衍生物的分析工作，而其中柱后和柱上衍生分析法由于種種原因，使用頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于柱上分析法。如pH為6的緩沖溶液當(dāng)中，利用二甲酚橙作為顯色劑，利用二甲酚橙與鉛之間的特殊反應(yīng)，形成紅色的配合物，在此基礎(chǔ)上，采用分光光度法測量吸光度，進(jìn)而根據(jù)測量結(jié)果分析相關(guān)的重金屬含量。

2.3光譜法

以光譜法為基本工作原理的水質(zhì)檢測應(yīng)用有很多，其中原子熒光光譜法主要是由于原子受到一定的激發(fā)后容易發(fā)射出特定的光輻射，依靠原子蒸汽來對光輻射進(jìn)行一定的吸收。雖然這種方法的檢測結(jié)果相對有更高的靈敏性和選擇性，但是由于其實(shí)施的難度比較大，需要對多種產(chǎn)生熒光的物質(zhì)進(jìn)行一定的混合處理才可以投入檢測工作，所以一般情況下會采取更加簡便的檢測方法，即便那些方法的靈敏度不是最高的。原子發(fā)射光譜法主要與電、熱的特殊激發(fā)相結(jié)合，在依據(jù)其中原子與離子表現(xiàn)出的電磁輻射程度和具體情況對金屬元素進(jìn)行定性和定量的分析。光譜法在對水體質(zhì)量進(jìn)行檢測分析時(shí)無論是檢測速度還是檢測準(zhǔn)確度都相對比較可觀，只需要根據(jù)測試重金屬元素的不同含量來調(diào)整不同的輻射強(qiáng)度而已。該方法的缺點(diǎn)在于過度化的依賴高科技設(shè)備，與此同時(shí)，該方法所涉及使用設(shè)備價(jià)格比較高昂。除此之外，這種方法對于活動性較低的非金屬元素來說不能實(shí)現(xiàn)快速地分析，具有一定的局限性和針對性。原子吸收光譜法主要以待測重金屬元素的基態(tài)粒子為基礎(chǔ)，通過測量原子共振幅來對光譜吸收的強(qiáng)度和相關(guān)重金屬的含量進(jìn)行檢測分析。這種方法的使用局限性在于不可以對非金屬元素進(jìn)行檢測，同時(shí)當(dāng)分析完畢某一元素后，需要檢測人員對元素?zé)暨M(jìn)行更換才可以完成對其他元素的檢測工作，具有一定的繁瑣性。質(zhì)譜法的應(yīng)用原理是讓水環(huán)境中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，按照質(zhì)量大小將相關(guān)重金屬粒子進(jìn)行排序和分離，從而得到其中的重金屬含量數(shù)據(jù)。

2.4電化學(xué)發(fā)展

在保證電化學(xué)方法檢測數(shù)據(jù)足夠準(zhǔn)確的前提下，才可以將其應(yīng)用到重金屬檢測過程中。電化學(xué)檢測方法可以快速準(zhǔn)確地把重金屬和游離物分開來，極大地減輕了檢測人員的工作負(fù)擔(dān)。與此同時(shí)，電化學(xué)檢測方法所使用到的設(shè)備儀器比較簡單，檢測成本相對比較低，可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)檢測和數(shù)據(jù)檢驗(yàn)工作。其中陽極溶出法作為一種有效的電化學(xué)檢測方法被廣泛應(yīng)用，它以水體中重金屬元素的化學(xué)性質(zhì)為研究原理，來記錄化學(xué)反應(yīng)中的電流及電壓變化并根據(jù)元素濃度與電流、電壓之間的關(guān)系來設(shè)計(jì)函數(shù)表達(dá)式，畫出函數(shù)圖像。雖然陽極溶出法適合于伏安融化的氧化還原反應(yīng)，但是由于金屬離子的濃度分析需要與氧化反應(yīng)相結(jié)合，所以在實(shí)際的檢測工作當(dāng)中往往會選擇陽極溶出法。除此之外，陽極溶出法相對于其他檢測方法而言，其自動化程度不僅更高。而且反應(yīng)過程消耗掉的試劑量也很少，具備精度高，結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

3結(jié)束語

水質(zhì)污染放任不管不僅會對正常的生產(chǎn)生活造成巨大的負(fù)面影響，而且會對生態(tài)環(huán)境造成難以挽回的損害，違背國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。正因如此，必須要提高對水體中重金屬含量的檢測工作，對水體質(zhì)量進(jìn)行有效的保護(hù)和改善。

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作者：毛天瑛 單位：浙江誠德檢測研究有限公司