水環(huán)境重金屬污染監(jiān)測及防治措施

摘要：隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)也隨之提升，取而代之的是大量冶金、電鍍、制革等工業(yè)廢水通過工業(yè)排污渠道直接排入河流海洋當(dāng)中，給生態(tài)環(huán)境造成了惡劣的影響。本文針對水環(huán)境中重金屬元素污染日益加劇的現(xiàn)象，對當(dāng)前常用的一些重金屬檢測方法進(jìn)行詳細(xì)論述，提出了針對當(dāng)前水環(huán)境中重金屬污染的相關(guān)防治措施，為重金屬污染防治工作提供更多的選擇。

關(guān)鍵詞：重金屬；水環(huán)境；污染；防治措施

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0132-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.078

Monitoring and control measures of heavy metal pollution in water environment

Xiao Kangjian

（Caidian District Environmental Monitoring Station， Wuhan Hubei 430100，China）

Abstract： With the continuous development of social science and technology， industrial technology has also been promoted. Instead， a large amount of industrial waste water such as metallurgy， electroplating and tanning has been directly discharged into rivers and seas through industrial sewage discharge channels. This has adversely affected the ecological environment. . This article focuses on the phenomenon of increasing heavy metal pollution in water environment， and discusses some commonly used heavy metal detection methods in detail. It proposes relevant prevention and control measures for heavy metal pollution in the current water environment and provides more options for the prevention and control of heavy metal pollution.

Keywords：Heavy metals； Water environment； Pollution； Control measures

1 水環(huán)境中重金屬污染現(xiàn)狀

重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。如果對工業(yè)廢水的處理不及時，對受污染的水源進(jìn)行二次使用，甚至在工業(yè)廢氣之中也會含有很高的重金屬濃度，如果對這些環(huán)節(jié)不加以重視，重金屬污染事件就會不斷爆發(fā)，對整個生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。重金屬污染給受害者無論是在身體上還是精神上都會帶來巨大的傷害。人體如果長時間攝入重金屬含量過多的物質(zhì)會對身體造成嚴(yán)重傷害。為了減少水資源環(huán)境受到的污染，保障人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量，國家開始加大水資源污染監(jiān)控力度，其中評判水質(zhì)的一項重要指標(biāo)即為重金屬含量。

自然界中的重金屬元素多數(shù)以化合物的狀態(tài)存在，通常狀態(tài)下重金屬元素污染物難以直接被水中生物降解，經(jīng)過長年累月的沉積，污染逐漸加重。重金屬元素在生物體內(nèi)散發(fā)的毒性作用主要是通過抑制各種酶的活性產(chǎn)生，究其原因是重金屬元素會結(jié)合酶中的蛋白分子巰基使其失去活性。如今的海鮮類食物在我們的餐桌上已經(jīng)占據(jù)一席，重金屬元素通過在水產(chǎn)物體內(nèi)的積累進(jìn)而被人體攝入。通過食物攝入的重金屬元素將入侵人體的造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟，致使細(xì)胞中的蛋白分子變性失活從而引發(fā)貧血、神經(jīng)疾病、腎臟疾病。當(dāng)生物體內(nèi)重金屬元素達(dá)到一定累積量，便會對生物造成致命性。由此可見，監(jiān)測水環(huán)境中的重金屬元素污染迫在眉睫，同理，掌握準(zhǔn)確、高效地水環(huán)境重金屬含量檢測技術(shù)對于維護(hù)人們基本生活和社會生產(chǎn)活動有著重要的意義。

2 水環(huán)境重金屬元素常用測定方法

2.1 原子熒光光度法

作為實驗室檢測中常用的重金屬元素識別方法，原子熒光光度法是基于物質(zhì)還原的理論，通過特定方式將檢測樣本中物質(zhì)進(jìn)行還原，使其轉(zhuǎn)換為氣態(tài)原子形式。由于原子熒光波長介于紫外光與可見光區(qū)波長范圍之間，當(dāng)處于汽態(tài)形式的外圍原子在吸收足夠能量后，其電子逐漸躍遷至高能態(tài)，在該狀態(tài)停留短暫時間后又逐漸跌至低能態(tài)，檢測樣本在原子躍遷過程中會伴隨有熒光產(chǎn)生，檢測人員通過捕捉熒光并識別其波長特征用于判斷檢測樣本中待測物濃度。

2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜分析技術(shù)

該方法自十多年前誕生之初便由于其特殊的高溫電離工作特性而被工作人員所熟悉與認(rèn)可。除方位和線圈接地方式不同外，電感耦合等離子體質(zhì)譜分析技術(shù)與發(fā)射光譜中的使用基本一致。由于技術(shù)的高靈敏度以及檢測耗時較少，該檢測技術(shù)常用于同時檢測樣本中多項重金屬元素含量及相關(guān)元素或同位素分析，為了排除不同元素間的干擾，可借助優(yōu)化儀器降低信號飄移對檢測精度的影響。

2.3 高效液相色譜法

高效液相色譜法常用于檢查流動狀液體，且檢測色譜柱使用周期長，待測樣品可進(jìn)行重復(fù)使用。測量過程需要將不同濃度下混合溶液傳輸?shù)綄?yīng)色譜柱中進(jìn)行分離，因此樣本檢測前需要嚴(yán)格限定元素指標(biāo)含量。與氣相色譜法不同，液相色譜法在檢測過程中外界環(huán)境的變動對系統(tǒng)靈敏度影響較大，因此為了隔絕外界干擾需保持待測溶液所處器皿環(huán)境穩(wěn)定不變。與原子吸收光譜法類似，高效液相色譜法對檢測環(huán)境要求嚴(yán)格，常用于實驗室中樣本重金屬元素分離檢測。由于具有高靈敏度、穩(wěn)定性良好等特點(diǎn)，隨著檢測技術(shù)的提高，該方法可用于人體血清中免疫蛋白球含量的檢測分析，通過免疫球蛋白測量含量及呈現(xiàn)出的線性關(guān)系，可幫助判斷人體健康狀況。

2.4 酶抑制法

酶抑制法是一種常用于現(xiàn)場快速檢測的重金屬元素測定方法。該方法是通過檢測在外界環(huán)境刺激下酶活性中心屬性改變時所產(chǎn)生的不同色彩和電導(dǎo)率，所得結(jié)果與相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行比對后進(jìn)而確定檢測樣本中金屬元素種類。該方法優(yōu)勢在于檢測過程迅捷易行，檢測結(jié)果可直接通過肉眼觀察，現(xiàn)已開始用于綠色作物中農(nóng)藥殘留成分的檢測。由于酶屬性變化過程中會對樣本原有顏色或?qū)щ娦阅茉斐筛淖儯虼嗽摲椒▋H適用于樣本中金屬元素的定性分析，無法對待檢物質(zhì)進(jìn)行定量識別。

2.5 原子吸收光譜法

該方法主要用于樣本中痕量重金屬元素的檢測分析。痕量元素難溶化合物不會析出沉淀，若其在水溶液中離子未超出溶度積，會由于含量過低而加大沉淀收集難度。因此檢測前需在樣品中加入共沉淀劑，用于將待測金屬化合物共沉淀并收集。此外共沉淀劑使用過程中切忌影響之后工序中痕量元素分析測定，且需注重共沉淀劑純度，避免引起高試劑空白。

2.6 比色法

依據(jù)朗伯比爾定律：特殊情形下當(dāng)待測組分與特定物質(zhì)反應(yīng)后所生成新型物質(zhì)的過程中會發(fā)出獨(dú)特屬性波長，檢測出特定波長并與相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行比對后，便可確認(rèn)樣本中所含重金屬元素種類。作為應(yīng)用廣泛的低成本化學(xué)檢測手段，比色法測量所需簡單，主要測量儀器為分光光度計，當(dāng)選用比色法進(jìn)行重金屬元素檢測時，應(yīng)當(dāng)參照具體情況選擇合適的顯色劑，在去除其余重金屬離子干擾的同時獲取強(qiáng)度持續(xù)穩(wěn)定的單色光。

3 水環(huán)境重金屬污染預(yù)防對策

重金屬離子常存在于未經(jīng)完全處理過的工業(yè)、生活廢水等水體當(dāng)中，水中重金屬元素通常含有一定毒性且難以轉(zhuǎn)化，經(jīng)由不同排放途徑進(jìn)入水體環(huán)境后，人們在攝入水產(chǎn)品過程中容易將其中重金屬離子引入體內(nèi)，進(jìn)而危害人體健康。

3.1 水環(huán)境重金屬離子處理措施

化學(xué)沉淀、吸附、電解等方法常用于對水體中重金屬離子進(jìn)行處理，其中吸附法為在水體中添加用于吸附重金屬離子的吸附劑，具有經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)。常用的吸附劑主要為天然礦物、工業(yè)制作中堿浸殘渣等副產(chǎn)物以及聚乙烯硅一聚乙烯胺等有機(jī)復(fù)合材料。

針對不同重金屬離子所表現(xiàn)出的性質(zhì)，在水環(huán)境中添加合適的吸附劑用于重金屬離子的分離與回收。作為一種新興廢水處理技術(shù)，生物吸附法具有材料易獲取、吸附高效、經(jīng)濟(jì)成本較低等特點(diǎn)而開始廣泛應(yīng)用于低濃度廢水處理過程中。近年來相關(guān)學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)某些原核微生物（放線菌、霖菌等）對某些重金屬元素具有較好的吸附能力。隨著相關(guān)研究的深入，海藻、紅樹葉碎屑等材料也開始利用于吸附各類水環(huán)境中重金屬離子。在此基礎(chǔ)上，科研人員開始著手于基因工程建設(shè)，加快重金屬離子分離吸附的研究工作，爭取早日實現(xiàn)進(jìn)一步工業(yè)放大化。

3.2 底泥重金屬防治對策

工業(yè)廢水排放后水體底泥重金屬離子在一定條件下逐漸向水體釋放，進(jìn)而對水質(zhì)造成持續(xù)破壞，因此治理水體中重金屬在控制外部污染源的同時還需要有效改善內(nèi)在環(huán)境。主要防治對策如下：

（1）嚴(yán)格控制外部重金屬元素的流入，在主要污染源頭附近建立廢水處理廠，外排水體在檢查無誤后才能排放，防止出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象。（2）對于污染程度嚴(yán)重的底泥，可采取填入清潔碎石、泥沙等措施，條件許可情況下可投入適宜吸附型鋪填物對水體環(huán)境進(jìn)一步改善，考慮到水生植物對某些重金屬元素具有一定吸附性，可擇優(yōu)選取強(qiáng)耐性水生物進(jìn)行種植。（3）對于廢水排放量較大的工業(yè)性生產(chǎn)企業(yè)，需對其進(jìn)行嚴(yán)格環(huán)境檢測，依據(jù)周邊環(huán)境合理設(shè)置安全保障距離，對于重點(diǎn)防控區(qū)域內(nèi)污水處理設(shè)施、清潔生產(chǎn)設(shè)備等進(jìn)行定期檢查，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)發(fā)展。

4 總結(jié)

水資源的維護(hù)程度與人類生存和社會發(fā)展前景密不可分，因此如何完善水環(huán)境中重金屬含量的檢測方法是保護(hù)水環(huán)境亟待解決的問題。本文通過列舉常用重金屬檢測方法及相應(yīng)重金屬污染防治對策，通過論述不同方法的側(cè)重點(diǎn)和相關(guān)注意事項，為水環(huán)境維護(hù)治理提供更優(yōu)選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋威. 我國水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀及應(yīng)對策略[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保， 2015（9）：67-67.

[2] 陳雙雅. 中國水環(huán)境重金屬污染的研究現(xiàn)狀與防治對策[J]. 漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報， 2002， 4（3）：54-58.

[3] 黃海濤， 梁延鵬， 魏彩春，等. 水體重金屬污染現(xiàn)狀及其治理技術(shù)[J]. 輕工科技， 2009， 25（5）：99-100.

[4] 趙勝男. 烏梁素海重金屬環(huán)境地球化學(xué)特征及其存在形態(tài)數(shù)值模擬分析[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

收稿日期：2018-05-11

作者簡介：肖康?。?977-），男，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。