環(huán)境水質(zhì)分析中重金屬水質(zhì)檢測的重要性研究

楊春濤，施艷峰，李志林，李國文，趙海茜*

（云南省生態(tài)環(huán)境廳駐玉溪市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 玉溪 653100）

工業(yè)在我國的經(jīng)濟發(fā)展和建設(shè)中發(fā)揮了非常重要的作用，不僅有助于提高技術(shù)水平，而且還有助于提高人們的物質(zhì)生活水平。但是，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，我國出現(xiàn)了嚴重的重金屬污染環(huán)境的問題。目前，在分析我國環(huán)境水質(zhì)時，重金屬污染的分析尚未引起人們的重視。因此有必要提高對重金屬污染危險的認識，加強有關(guān)培訓(xùn)和教育，并使對重金屬的水質(zhì)監(jiān)測成為環(huán)境水質(zhì)分析的重點。

1 環(huán)境水質(zhì)分析中重金屬水質(zhì)檢測概述

對環(huán)境中水質(zhì)的分析應(yīng)理解為使用水質(zhì)分析技術(shù)來檢測天然水資源，水解水的成分以及各種成分的比例。由于水是溶劑，因此許多其他物質(zhì)在自然循環(huán)期間將溶解在水體中，或懸浮在水的表面上，這一切都會造成水質(zhì)污染。水質(zhì)污染的主要原因是自然水與其他成分的自然混合。因此，水質(zhì)污染控制必須了解和分析環(huán)境中水質(zhì)的組成部分。重金屬水質(zhì)檢測是指對重金屬成分作為天然水的污染指標進行分析[1]，對促進環(huán)境保護和改善水質(zhì)污染防治具有重要意義。

2 環(huán)境水質(zhì)分析中使用的重金屬水質(zhì)檢測技術(shù)

2.1 原子熒光分光光度法

原子熒光分光光度法是檢測水中重金屬的最重要方法之一。具有更靈敏度、低檢測限、可重復(fù)性好、選擇性高、分離度高、無需顯色等優(yōu)點。用于重金屬水質(zhì)檢測處理過程操作既簡單又方便，但是由于許多重金屬本身不會產(chǎn)生熒光，需要加入其他熒光材料來滿足熒光分析的條件，且熒光物質(zhì)僅適用于某些特定的重金屬離子，例如汞、砷、鉛和銻，大多數(shù)其他金屬離子無法響應(yīng)，這在一定程度上限制了原子熒光分光光度法在實驗室重金屬水質(zhì)檢測中的使用。

2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀是一種測量超痕量元素與同位素之比的儀器。等離子體是一種電離的氣態(tài)物質(zhì)，由一些被剝奪電子的原子以及原子被電離后形成的正電子和負電子組成，在整個宇宙中都很普遍，通常被視為去除固體、液體和氣體外物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的優(yōu)點是：極低的檢出限(低至ng / ml或更低)、基體效應(yīng)小、光譜簡單、能夠同時測量許多元素、動態(tài)線性范圍寬和同位素比值的快速測定，但電感耦合測量需要更嚴格的通風(fēng)并需要更多的氬氣。

2.3 原子吸收法

使用原子吸收光譜儀檢測重金屬的原子吸收法的原理是，當由待測元素燈發(fā)出的特征光譜線穿過由測試樣品的原子化產(chǎn)生的原子蒸氣時，待測量的基態(tài)原子元素會吸收同質(zhì)的特征光譜線。然后他通過測量氣相色譜降低輻射強度程度，以獲得被測產(chǎn)品中測試元素的含量，并使用原子吸收分光光度法分析環(huán)境中作為水的重金屬成分。原子吸收法（火焰法，石墨爐法）具有檢測靈敏度高、準確度高、易于檢測操作的優(yōu)點。通過原子吸收法檢測的重金屬在水體中的含量對環(huán)境干擾具有很強的抵抗作用，并且檢測結(jié)果與其他因素無關(guān)，因此準確性極高，廣泛用于環(huán)境水質(zhì)分析中。在使用應(yīng)遵循以下原則：

（1）妥善處理要測試的樣品。水質(zhì)樣品差異將影響結(jié)果的應(yīng)用，因此，在重金屬水質(zhì)檢測時要將要測試的樣品進行統(tǒng)一處理，通常國家要求的金屬濃度是過濾金屬的濃度，因此通常需要進行預(yù)處理。沉淀/過濾處理是最常見的處理方法，如果含有要檢測的重金屬的水中沒有沉淀，則可以使用原子吸收法直接檢測所有測試樣品。如果測試樣品中含有不同程度的污泥或其他懸浮固體，則必須對待測樣品進行沉淀/過濾，以除去樣品中的沉積物，然后再將樣品中的懸浮固體去除，將樣品分成等份檢測以提高準確性。

（2）確?；鹧娣€(wěn)定，其直接影響火焰吸光的穩(wěn)定性。因此可以通過延長火焰的預(yù)熱時間，并且可以添加助燃器以確?；鹧娴倪B續(xù)和穩(wěn)定燃燒。檢測火焰燃氣必須是高純度的，否則也會影響火焰穩(wěn)定性。

（3）注意檢測靈敏度。要在檢測過程中加強觀察和控制，仔細記錄參數(shù)變化、光源強度變化并確保最大程度地原子化金屬元素，如有必要，可使用空心陰極燈。

2.4 生化方法

在生化方法中，及時凈水檢測是重要的廢水處理方法之一。酶抑制和免疫分析方法主要用于水體中重金屬元素的分析與檢測。酶抑制方法結(jié)合了水中的甲基硫氫基和金屬離子，以抑制水中酶的活性，從而促進金屬元素的電導(dǎo)率和pH值的變化，并完成凈水檢測。檢測原理是通過改變金屬原子的酶活性來控制凈水元素的電導(dǎo)率和pH值，然后分析金屬元素的組成。免疫分析法是指使用抗體觀察金屬元素的變化，以分析金屬元素的情況。生化檢測技術(shù)具有檢測性能優(yōu)良、檢測效率高、環(huán)保性好、操作簡便的優(yōu)點，不會對水體造成二次污染，具有良好的應(yīng)用前景。

2.5 電化學(xué)檢測技術(shù)

在水質(zhì)重金屬檢測中，電化學(xué)檢測技術(shù)也是一種廣泛使用的傳統(tǒng)重金屬檢測技術(shù)。該檢測技術(shù)利用電化學(xué)反應(yīng)原理來準確確定重金屬元素的類型和比含量。例如，伏安法用于檢測重金屬時，是基于各種物質(zhì)的電化學(xué)特性，并使用變電流作用原理表現(xiàn)出不同變化規(guī)律，通過專業(yè)測試設(shè)備的幫。完成水質(zhì)分析重金屬的檢測。電化學(xué)檢測技術(shù)幾乎將鹽類干擾排除，并且具有成本低廉和檢測設(shè)備空間小的優(yōu)點。但是在實際應(yīng)用過程中必須在電化學(xué)池中完成，也就是說，只有將收集的實驗水整合到電化學(xué)池中，并且要使用專業(yè)的測試設(shè)備來測量電化學(xué)池中的各種參數(shù)，然后與標準值一一比較，就可以有效地確定水體中所含的重金屬元素。

2.6 其他

以上是常用的檢測方法，當然還有許多先進的水質(zhì)檢測技術(shù)，例如激光誘導(dǎo)擊穿光譜法、X射線顯微分析、X射線熒光分析和載體蛋白質(zhì)結(jié)合金屬離子產(chǎn)生免疫抗體，并通過篩選快速確定抗原的金屬含量等技術(shù)。

3 重金屬檢測技術(shù)的重要性

我國工業(yè)發(fā)展的速度和趨勢一直是我國經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施的保證。近年來，我國的工業(yè)水平以前所未有的速度發(fā)展。然而，盡管該行業(yè)改善了我國的經(jīng)濟水平和人口的物質(zhì)水平，但它也對生態(tài)環(huán)境造成了非常嚴重的破壞，水質(zhì)污染問題也陸續(xù)出現(xiàn)。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，我國大多數(shù)水域被重金屬污染到較為嚴重程度。由于重金屬本身就是難以自然分解的物質(zhì)，畜牧業(yè)用水和飲用水最終將導(dǎo)致重金屬進入人體，或多或少地影響人們健康[4]。雖然對于大多數(shù)水體，在水體自然流動和微生物作用的影響下，少量重金屬污染將緩慢凈化。但是，目前我國的水環(huán)境在很大程度上是由于高濃度重金屬的釋放所造成的污染。在這種情況下，水體和微生物無法發(fā)揮有效的功能，因此，與水體接觸的生物將容易受到重金屬的污染。因此，在監(jiān)測環(huán)境水質(zhì)的過程中監(jiān)測重金屬不僅可以確保人們的生活環(huán)境安全，而且是檢測廢水，清潔水源和減少污染的重要途徑。

重金屬檢測技術(shù)的重要性顯而易見。而且由于我國幅員遼闊，人口眾多，飲用水主要來自河流，湖泊和水庫。因此，這些水庫的水質(zhì)直接影響人們的健康和生計。同時，在我國水資源相對豐富的地區(qū)，工業(yè)水平相對發(fā)達，但對生態(tài)環(huán)境的破壞程度也很嚴重，周圍水中的重金屬含量通常超過正常水平。如果有關(guān)當局不及時發(fā)現(xiàn)和處理重金屬污染，將會對環(huán)境中的水質(zhì)造成無法彌補的損害，甚至周圍的土壤也會被重金屬污染。在監(jiān)測和分析水質(zhì)時，相關(guān)管理人員將使用重金屬水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)來檢測人們可能使用的水體，一旦發(fā)現(xiàn)重金屬含量超過標準，將立即進行處理，因此人們不會引用超過標準的重金屬。與此同時，我國環(huán)境水質(zhì)分析的有效性得到了提高。但是很多情況下使用傳統(tǒng)的檢測方法不能準確地檢測重金屬含量，檢測結(jié)果與實際情況之間的差異通常較大[5]。因此，改進水質(zhì)檢測人技術(shù)尤為重要。

4 加強重金屬水質(zhì)檢測的方法

（1）完善監(jiān)督制度：有關(guān)環(huán)保部門和政府要注意水質(zhì)污染問題，完善相應(yīng)的保護制度，定期監(jiān)測當?shù)氐娘嬘盟偷叵滤⑾蛏鐣_，以使廣大市民了解飲用水水質(zhì)的真實情況。另一方面，對相關(guān)化工廠進行嚴格監(jiān)控，對未經(jīng)許可排放廢水的企業(yè)和個人予以嚴厲處罰和通報。此外，應(yīng)建立舉報制度，對舉報水質(zhì)污染的個人或公司給予合理的獎勵。只有通過改善相關(guān)系統(tǒng)并引入監(jiān)督機制，才能動員人民群眾自然參與到水環(huán)境保護中。

（2）市場化管理：由于我國人口眾多，僅依靠政府和環(huán)境部門來治理水質(zhì)污染顯然是不現(xiàn)實的。因此，有必要對水質(zhì)污染進行市場控制，并鼓勵更多負責任和有能力的企業(yè)監(jiān)控水質(zhì)污染。政府需要制定合理的計劃、投資和管理，并吸引更多的優(yōu)秀企業(yè)和人員來治理水質(zhì)污染，作為保護水資源和控制污染的基礎(chǔ)。

（3）污染物排放許可證制度：當前面對日益嚴重的工業(yè)污染，我國正在實行排放污染物的許可證制度，即根據(jù)水質(zhì)、土地狀況和不同地區(qū)的人口狀況可以向周邊地區(qū)排放廢水的企業(yè)發(fā)放污染物排放許可，評估并應(yīng)用具體的排放標準，控制工廠的廢水總量，以保護環(huán)境并控制水質(zhì)污染。

（4）創(chuàng)建區(qū)域環(huán)保機構(gòu)：我國幅員遼闊，水資源管理困難。因此，需要建立一個合理的區(qū)域環(huán)境機構(gòu)。通過定期對當?shù)氐乃M行檢測，并向當?shù)鼐用穹职l(fā)小冊子和教育課程，以提高人們對節(jié)約用水和水污染的認識。另一方面成立專門的水質(zhì)污染調(diào)查組，以調(diào)查和補救所發(fā)生的水質(zhì)污染，并進行合理評估并補償受影響的個人和企業(yè)。

（5）目標責任制：有關(guān)部門應(yīng)建立綠色GDP的原則，建立有針對性的員工績效考核責任框架。傳統(tǒng)的評估方法沒有添加諸如環(huán)境保護和綠色之類的要求，這會導(dǎo)致過分強調(diào)GDP，而忽略了對環(huán)境的關(guān)注。使用責任制建立綠色GDP要求，將該地區(qū)的環(huán)境損失從當年的GDP中扣除，其余部分用作年度GDP報告。不僅可以最大程度地減少水質(zhì)污染問題，而且可以提高相關(guān)員工和管理人員的環(huán)保意識。

（6）重視教育：目前我國居民對水資源的保護知識不足，特別是農(nóng)業(yè)方面的農(nóng)民希望從農(nóng)業(yè)中獲得較高的經(jīng)濟利益。他們不了解水質(zhì)保護和水質(zhì)污染的概念和現(xiàn)狀，也不了解農(nóng)業(yè)方面要考慮自然環(huán)境和其他問題。因此，有關(guān)部門應(yīng)加強教育，努力了解現(xiàn)狀，賦予人民積極參與和保護水資源的能力。

5 結(jié)語

監(jiān)測和分析環(huán)境中的水質(zhì)不僅有助于保護水資源，還可以減少水質(zhì)污染的可能性。如果水中含有重金屬，則可能威脅人們健康，甚至?xí)霈F(xiàn)遺傳病，影響下一代的生長。同時，水資源是人們發(fā)展和生存的重要資源之一。重視監(jiān)測水體中重金屬的含量是促進工業(yè)和社會經(jīng)濟發(fā)展的重要途徑之一。有關(guān)人員還應(yīng)繼續(xù)努力，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)更有效，更準確的方法，為保護中國未來的水資源奠定良好的基礎(chǔ)。