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

陳正 王彬彬

摘 ?要：文章結(jié)合當(dāng)前環(huán)境水質(zhì)測(cè)定實(shí)際需要，對(duì)目前水質(zhì)重金屬檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)，重點(diǎn)指出了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、流動(dòng)注射分析法、熒光分析法與電化學(xué)分析法的原理及應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：重金屬;環(huán)境水質(zhì);檢測(cè)技術(shù)

在過去的幾十年時(shí)間里，我國將重工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要產(chǎn)業(yè)，在重工業(yè)全面發(fā)展的影響下，我國的經(jīng)濟(jì)水平有了非常顯著的提升，但同時(shí)也使得我國的環(huán)境水質(zhì)重金屬污染問題日益突出。隨著我國環(huán)境水質(zhì)問題越來越受到社會(huì)各界的共同關(guān)注，加強(qiáng)重金屬檢測(cè)成為了重要課題。目前，用于重金屬檢測(cè)的技術(shù)較多，不僅采樣需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)還需要經(jīng)過運(yùn)輸以及儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)，這與當(dāng)下現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求有較大出入。在重金屬檢測(cè)技術(shù)日漸成熟的今天，國內(nèi)外紛紛研究出了多種快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)化且符合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要求的檢測(cè)方法?，F(xiàn)對(duì)這些技術(shù)的應(yīng)用情況總結(jié)如下。

1 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法是一種以電感耦合等離子炬作為激發(fā)光源的光譜分析方法。它不僅能夠快速、方便的檢測(cè)水質(zhì)重金屬情況，同時(shí)測(cè)定結(jié)果也非常準(zhǔn)確，并且該方法并不存在較為顯著的基體效應(yīng)。這種是一種微量、常量和痕量元素分析的重要手段，有檢出限低、靈敏度高以及干擾少等優(yōu)勢(shì)，故在環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)中，重金屬測(cè)定效果是最顯著的方法。

通常情況下，水中大量金屬離子的含量都非常低，盡管電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法本身具有較高的靈敏度，但若直接用于痕量元素的測(cè)定卻有較高的難度，為此，在運(yùn)用的過程中，應(yīng)當(dāng)將其與分離富集技術(shù)結(jié)合起來。通過分離富集技術(shù)對(duì)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法進(jìn)行分析，可最大程度上提升其精密度和檢測(cè)限，并促使方法的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在進(jìn)行水質(zhì)分析的過程中，多采用溶劑共沉淀法與萃取法等分離富集法。近幾年來，氫化物發(fā)生富集、流動(dòng)注射富集等新富集分離手段隨之出現(xiàn)，并在水質(zhì)測(cè)定中取得了非常顯著的成效[1]。

2 流動(dòng)注射分析

流動(dòng)注射分析法是一種取相應(yīng)體積的樣品，將其注入到相應(yīng)流速的流動(dòng)載流中，當(dāng)其流經(jīng)反射器時(shí)，載流與試樣即可在某種程度上實(shí)現(xiàn)混合，載流與試樣試劑反應(yīng)物再經(jīng)由檢測(cè)器流出，此時(shí)即可對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)記錄儀分析其峰形信號(hào)，完成相應(yīng)的定量分析。該方法可以說是重金屬檢測(cè)技術(shù)向自動(dòng)化推進(jìn)的進(jìn)程，這不僅能夠提升工作效率，還可對(duì)化學(xué)中較為復(fù)雜的操作單元實(shí)施相應(yīng)的處理，例如加熱、冷卻等環(huán)節(jié)，并在完成處理后將其合流到流路體系當(dāng)中，并完成非平衡態(tài)與非均勻下的檢測(cè)，從而提升分析的精密度和分析速度，促使試劑消耗得到有效控制，這種方法更適合用于貴重試劑的測(cè)定，可有效降低貴重試劑的使用量，避免浪費(fèi)。

3 熒光分析法

通常情況下，在對(duì)常溫物質(zhì)實(shí)施某種波長(zhǎng)的入射光照之后，其價(jià)電子即可從基臺(tái)躍遷到激發(fā)態(tài)狀態(tài)下，但這種激發(fā)態(tài)穩(wěn)定性較差，價(jià)電子會(huì)隨之快速衰變，并最終轉(zhuǎn)化為基態(tài)，同時(shí)伴隨有光子的輻射，并出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出入射光波長(zhǎng)的射光，這種射光即被稱之為熒光，但一旦停止進(jìn)行光照射，那么發(fā)光現(xiàn)象也將逐漸消失。分子熒光光譜法與原子熒光光譜法是熒光分析法的細(xì)分。截至目前為止，該方法主要用于含有發(fā)射熒光物質(zhì)的測(cè)定，例如：量子點(diǎn)、熒光染料等，而在重金屬離子的測(cè)定中，由于熒光物質(zhì)能夠出現(xiàn)熒光增強(qiáng)或者淬滅等情況，致使?jié)舛冗M(jìn)一步提升，并致使增強(qiáng)下過或者淬滅作用放大。也正是由于這種特性，使得熒光分析法在重金屬檢測(cè)中具有較高的靈敏度，并且較之原子吸收光譜法等檢出限也較低，同時(shí)還具有樣品無需顯色、分離、富集等以及選擇性較強(qiáng)等特點(diǎn)，該方法的操作步驟非常簡(jiǎn)單，但其缺點(diǎn)是，應(yīng)用廣泛性較差。因?yàn)榘ń饘僭趦?nèi)的不少物質(zhì)本身都不存在熒光，必須向其加入相應(yīng)的熒光物質(zhì)才能夠達(dá)到熒光分析的效果。這使得該方法在運(yùn)用中受到了一定的限制。

4 電化學(xué)法

電化學(xué)分析法是主要運(yùn)用物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)來對(duì)其含量和組成物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。通常試液是化學(xué)電池的重要部分，結(jié)合化學(xué)電池電導(dǎo)、電流等電參數(shù)以及測(cè)定水質(zhì)濃度之間的相關(guān)性來實(shí)現(xiàn)測(cè)定。測(cè)定物質(zhì)出現(xiàn)的電化學(xué)反應(yīng)是電化學(xué)分析法測(cè)定的基礎(chǔ)，其在環(huán)境水質(zhì)測(cè)定中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，其中包括了溶出伏安法、電位分析法以及伏安滴定法等。有研究者在對(duì)海水與飲用水中痕量金屬進(jìn)行測(cè)定，采用溶出伏安法，結(jié)果顯示，該方法能夠快速測(cè)定水質(zhì)中重金屬的含量[2]。

5 結(jié)束語

總而言之，在環(huán)境水質(zhì)中重金屬含量的測(cè)定中，不僅需要具有較高的準(zhǔn)確性和特異性，同時(shí)還必須具備操作方便、測(cè)定快速等特點(diǎn)。盡管目前檢測(cè)方法較多，但其優(yōu)缺點(diǎn)各有所不同，為此，在運(yùn)用中，我們可結(jié)合實(shí)際需要選取其一種或者采取多種技術(shù)聯(lián)合測(cè)定，以此來提高水質(zhì)測(cè)定質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]洪陵成，張紅艷，王艷，等.流動(dòng)注射分析在環(huán)境水質(zhì)重金屬檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)分析計(jì)量，2010（4）：90-92.

[2]洪陵成，王林芹，張紅艷，等.用于環(huán)境水質(zhì)分析的重金屬檢測(cè)技術(shù)[J].分析儀器，2011（1）：11-14.