王利榮
(廣州市賽特檢測(cè)有限公司 廣東廣州 510520)
我國的水資源總量是世界水資源總量的6.9%,人均水資源占有量是2200 立方米,人口對(duì)于水資源的消耗也在逐漸上升,水利部研究資料表明,在2021 年10月,我國的耗水總量達(dá)到了3042.35 億立方米,處于嚴(yán)重缺水期,城市水資源不合理的開發(fā)和利用,會(huì)導(dǎo)致河流的水資源分布不合理。并且水資源的利用率比較低,工業(yè)的污水排放量每年都在增加,每年排放的污水量超出了587 億噸,工業(yè)生產(chǎn)排放的污水大都沒有經(jīng)過凈化處理,就排放到了河流中,造成了9.2%的河道污染,會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)性的缺水,不利于人們的健康飲水。
水是生命之源,人類的生存和發(fā)展離不開水資源,水和人們的生活息息相關(guān),包括了日常的居民飲用水、生活用水、生產(chǎn)用水等,水在人類的生活中是不能或缺的。[1]水是人類生活中必不可缺的元素,根據(jù)研究資料表明,從事較輕體力活動(dòng)的人群每天需要1200-1500ml 左右的水分,也就是平時(shí)常說的5-8 杯水。如果對(duì)于從事重工活動(dòng)的人群來說,需要的水分就會(huì)加倍,并且快速運(yùn)動(dòng)超出2 個(gè)小時(shí)以后,身體需要的水分還要含有電解質(zhì),人的身體離不開水分,水的質(zhì)量好壞會(huì)直接影響到人類的身體健康。通過科學(xué)技術(shù)去檢測(cè)環(huán)境水質(zhì),可以了解水的成分,水中是否有不利于人體健康的元素,水中是否有潛在的細(xì)菌等,通過相關(guān)檢測(cè)的數(shù)據(jù),去了解環(huán)境水質(zhì)中的重金屬物質(zhì),及時(shí)的對(duì)于被污染的水源進(jìn)行處理,優(yōu)化生活用水,提高人們的用水品質(zhì)。
隨著城市化的建設(shè)加快,工業(yè)生產(chǎn)的過程中會(huì)排放大量的廢水,有些廢水的排放并沒有按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),而是直接排放到附近的河流和農(nóng)田中,污染了當(dāng)?shù)氐暮拥馈1热缰聘镄袠I(yè)排放的廢水pH 值高,SS、硫化物、油脂和氨氮的含量也偏高,COD 濃度較高,懸浮物含量高,并且含有多種重金屬以及動(dòng)植物油,廢水的組成成分復(fù)雜,處理難度比較大,這些都會(huì)影響到人們的用水質(zhì)量,不利于身體健康,所以要對(duì)于環(huán)境水質(zhì)進(jìn)行重金屬的定期檢測(cè),分析環(huán)境水質(zhì)中的成分,明確廢水中的污染物是否按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理,廢水是否按照相關(guān)排放量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放,以此來確保水源的安全性。只有通過重金屬檢測(cè)技術(shù),才能對(duì)于工廠排放的廢水進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和控制,配合當(dāng)?shù)氐恼h(huán)保部門,加強(qiáng)對(duì)于工廠生產(chǎn)廢水的管理??紤]到區(qū)域性質(zhì),不同的生態(tài)環(huán)境、區(qū)域、地貌下使用的重金屬檢測(cè)技術(shù)也不相同,在實(shí)際的環(huán)境水質(zhì)重金屬檢測(cè)中,會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r,科學(xué)的選取適宜的重金屬檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)成分分析,重金屬檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以直觀地看到環(huán)境水質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果,通過水質(zhì)的分析報(bào)告,幫助治理人員去了解環(huán)境水質(zhì)的具體成分和污染情況,根據(jù)重金屬檢測(cè)技術(shù)出具的水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告,去保障人們的生活用水,確保水源符合飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。
重金屬污染會(huì)由地質(zhì)侵蝕、風(fēng)化等天然源的形式進(jìn)入到自然環(huán)境中,能夠威脅到人類的生存和發(fā)展。重金屬具有不容易代謝的特點(diǎn),并且毒性較大,還能夠通過生物富集產(chǎn)生放大效應(yīng),不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞,還會(huì)對(duì)于生物造成嚴(yán)重的影響,在重金屬污染中汞的化合物毒性最大,一直是環(huán)境水質(zhì)重金屬污染治理的重要問題。汞一般在常溫下是以液態(tài)的形式存在的,但是氣化以后的貢可以跟隨大氣循環(huán)到任何地方,汞的化合物污染是一種全球性的污染,受到生物富集的放大作用,會(huì)嚴(yán)重危害到人的身體健康,高濃度的汞蒸氣會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)以及肺組織造成損傷,嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致呼吸衰竭并且死亡。[2]重金屬物質(zhì)具有遷徙性特征,會(huì)隨著地質(zhì)的侵蝕作用以及風(fēng)化作用循環(huán)到自然系統(tǒng)中,由于重金屬無法在水中被分解,所以會(huì)隨著地質(zhì)活動(dòng)進(jìn)入到水中,并且在一些水下微生物的作用下,部分重金屬物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)毒性,如果人類或者動(dòng)物飲用了這種重金屬超標(biāo)的水,就會(huì)嚴(yán)重危害到自身的健康,甚至是危害到生命安全。
在我國的環(huán)境污染問題中,重金屬污染是一種危害性極大的問題之一,重金屬污染指的是對(duì)于自然資源的開采以及化石的燃燒、金屬的加工、化工生產(chǎn)或者是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化肥以及生活垃圾等為污染源。重金屬物質(zhì)具有生物富集性的特點(diǎn),所以重金屬污染會(huì)有一段時(shí)間的隱匿期,水中的重金屬無法被降解,并且可能會(huì)在微生物的作用下,一些重金屬元素會(huì)轉(zhuǎn)化成毒性更強(qiáng)的重金屬化合物,重金屬化合物經(jīng)過生物富集的放大效應(yīng),其中的毒性會(huì)被放大千倍百倍,嚴(yán)重危害到水中的生物環(huán)境,如果人類吃了轉(zhuǎn)化后的水生生物,會(huì)嚴(yán)重影響到人的身體健康。目前對(duì)于人體危害最大的重金屬物質(zhì)有鉛、汞、砷、鎘、鉻,這些重金屬物質(zhì)無法在水中分解,如果人食用或者飲用以后,毒性就會(huì)放大,不同化學(xué)形態(tài)存在的重金屬物質(zhì)會(huì)在生態(tài)系統(tǒng)中停留的形態(tài)也不相同,會(huì)對(duì)人類造成不同程度的傷害。在人類的生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的油漆、蓄電池、五金機(jī)械、染發(fā)劑、膨化食品等都會(huì)產(chǎn)生鉛污染,鉛污染的主要毒性反應(yīng)是貧血癥和腎損傷,如果是免疫力相對(duì)較低的人群,或者是兒童和老人,就比較容易受到鉛金屬污染的損害。
原子吸收分光光度法指的是利用光學(xué)的原理,電子在躍遷的時(shí)候,可以針對(duì)不同的光譜進(jìn)行吸收,根據(jù)不同光譜的光度,形成紫外光,然后吸收光譜,可以根據(jù)光譜的差異,分析環(huán)境水質(zhì)中的其他物質(zhì),以此檢測(cè)環(huán)境水質(zhì)中的重金屬?,F(xiàn)階段我國進(jìn)行水源重金屬檢測(cè)的時(shí)候,使用最多的方法就是原子分光光度法,原子分光光度法能夠有效地檢測(cè)出水質(zhì)中有沒有其他介質(zhì),通過光譜的差異分析,去檢測(cè)水質(zhì)中的重金屬元素,并且原子吸收分光光度法的檢測(cè)靈敏度很高,能夠迅速的進(jìn)行水質(zhì)重金屬檢測(cè)。檢測(cè)的時(shí)候,電子會(huì)對(duì)紫外線中的原子進(jìn)行分光光度吸收,利用光譜進(jìn)行重金屬檢測(cè)。當(dāng)前原子吸收分光光度法一般有兩種檢測(cè)手法,包括了石墨爐原子吸收分光光度檢測(cè)法和火焰原子吸收分光光度檢測(cè)法,兩種檢測(cè)方法都具有高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),其主要的分別在于原子裝置,在進(jìn)行環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)的時(shí)候,會(huì)根據(jù)實(shí)際情況來選擇使用的檢測(cè)方法。
在光譜分析法中,電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法也是比較常見的分析方法之一,這種檢測(cè)方法能夠?qū)㈦姼旭詈系入x子炬當(dāng)作檢測(cè)的光源,然后從中分析水中金屬元素的含量。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法具有便捷性和準(zhǔn)確性,能夠快速高效的分析采集的水質(zhì)樣本,在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法檢測(cè)下,可以精準(zhǔn)的檢測(cè)出水中的重金屬元素含量和種類,靈敏程度非常高,適用于當(dāng)前的環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)工作中,并且受周圍環(huán)境影響的程度較小。即使是水中的微量重金屬元素,電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法也可以進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè),還能夠在同一時(shí)間內(nèi)檢測(cè)很多種元素。雖然電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜靈敏度比較高,但是如果環(huán)境水質(zhì)中的重金屬元素含量較低,就需要借助分離富集技術(shù)來提高微量生物的聚集程度,以此來確保檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
電化學(xué)方法指的是通過電化學(xué)性質(zhì)的檢測(cè)物質(zhì),輔佐科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重金屬物質(zhì)的檢測(cè),能夠通過結(jié)果看到電化學(xué)性質(zhì)的差異,根據(jù)這種差異情況來分析環(huán)境水質(zhì)中的成分和各種組成成分的含量,電化學(xué)方法在檢測(cè)的過程中,需要在電化學(xué)池里進(jìn)行,先把實(shí)驗(yàn)液加入到電化學(xué)池中,記錄下電化學(xué)池中的參數(shù),以此作為檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn),然后會(huì)根據(jù)參數(shù)的變化和物質(zhì)之間的濃度關(guān)系來分析物質(zhì)內(nèi)部的組成成分。電化學(xué)方法包括了伏安滴定法和溶出伏安法,通常還會(huì)使用電位分析法去進(jìn)行重金屬物質(zhì)的檢測(cè),電化學(xué)法具有分離的作用,能夠?qū)⒅亟饘傥镔|(zhì)和游離物進(jìn)行區(qū)分,從而降低檢測(cè)工作的難度,提高工作效率,當(dāng)前的電化學(xué)法檢測(cè)中所投入的儀器和設(shè)備較少,在實(shí)際的檢測(cè)工作中非常實(shí)用。
高效液相色譜分析法是現(xiàn)階段我國環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)中使用比較廣泛的一種重金屬檢測(cè)方法,并且可以取得顯著的效果,能夠?qū)Νh(huán)境水質(zhì)中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行高效分離,然后利用液相色譜分析法分析水質(zhì)中的重金屬元素,能夠分別出重金屬元素的種類、含量,還能夠分析出重金屬的分布范圍,但是高效液相色譜分析法有一定的弊端,在檢測(cè)的時(shí)候靈敏度相較其他方法比較差,所以在運(yùn)用液相色譜分析法的時(shí)候,檢測(cè)人員還需要結(jié)合其他的方法進(jìn)行輔助檢測(cè)。既可以利用液相色譜分析法的高效分離的優(yōu)勢(shì),還能夠利用輔助方法,提高檢測(cè)的靈敏度,在檢測(cè)的時(shí)候可以先用離子色譜法,測(cè)定環(huán)境水質(zhì)中的物質(zhì),然后再用陽離子交換柱抑制電導(dǎo)檢測(cè)去快速的獲取環(huán)境水質(zhì)中重金屬物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)。
原子熒光分光光度法。具有一定的特殊性,主要是針對(duì)含有熒光物質(zhì)的環(huán)境、水質(zhì)進(jìn)行重金屬物質(zhì)的分析,所以原子熒光分光光度法具有局限性,需要根據(jù)實(shí)際檢測(cè)的環(huán)境特征來使用原子熒光分光光度法,熒光分光光度法可以將光線照射在環(huán)境水質(zhì)中,通過環(huán)境水質(zhì)里邊的物質(zhì)對(duì)于光射線的反射情況,以此來分析環(huán)境水質(zhì)中重金屬的范圍。熒光分析法包括了原子熒光普法和分子熒光光譜法,這種檢測(cè)方法的操作非常簡(jiǎn)單,并且靈敏程度較高,但是也有一定的弊端。熒光分析法是要發(fā)出光射線,然后通過物質(zhì)反射才能去分析重金屬物質(zhì),但是光射線照射的范圍非常有限,適合在小規(guī)模的水域里面使用,由于光射線的范圍問題,所以大規(guī)模的水域環(huán)境檢測(cè)不適合使用熒光分析法。
其他生物分析法包括了酶分析法和免疫分析法兩種。酶分析法,主要是利用重金屬對(duì)酶活性的反應(yīng)變化,元素結(jié)構(gòu)的破壞程度會(huì)讓酶的活力產(chǎn)生一定的變化,基質(zhì)中的反應(yīng)速度會(huì)不斷減慢,然后檢測(cè)人員可以根據(jù)顯色劑的顏色變化和電導(dǎo)率的變化情況檢測(cè)重金屬的含量,酶分析法中運(yùn)用最多的酶是過氧化物酶和葡萄糖氧化酶。免疫分析法主要是利用了抗原體和抗體二者的特異性,對(duì)于重金屬物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),免疫分析法的選擇性很強(qiáng),靈敏程度也比較高,非常實(shí)用,工作人員會(huì)把重金屬和絡(luò)合物進(jìn)行匹配結(jié)合,形成一個(gè)特定的空間結(jié)構(gòu),這個(gè)結(jié)構(gòu)和抗原體或者是和抗體之間融合以后會(huì)產(chǎn)生特異性反應(yīng),檢測(cè)人員會(huì)根據(jù)這種反應(yīng)做出定量分析。
通過上面概述的內(nèi)容我們可以了解到,當(dāng)前有多種針對(duì)環(huán)境水質(zhì)的重金屬檢測(cè)技術(shù),包括了其他生物分析法、原子熒光分光光度法、高效液相色譜分析法、電化學(xué)方法,電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法、原子吸收分光光度法等。每一種重金屬檢測(cè)技術(shù)都有各自的優(yōu)勢(shì)和弊端,也有使用的范圍大小和檢測(cè)效果的區(qū)分,雖然重金屬檢測(cè)技術(shù)的種類較多,但是為了確保環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)程度,檢測(cè)人員要根據(jù)環(huán)境水質(zhì)的實(shí)際情況,科學(xué)地選擇適合的檢測(cè)技術(shù)來開展重金屬物質(zhì)檢測(cè)工作。[3]不同區(qū)域的環(huán)境水質(zhì)里面的物質(zhì)情況都是不同的,每個(gè)區(qū)域都有各自的環(huán)境特性,并且,水資源環(huán)境污染的破壞程度也不相同,所以檢測(cè)人員一定要對(duì)于檢測(cè)的范圍進(jìn)行實(shí)地考察,了解周圍的水質(zhì)環(huán)境,調(diào)查河道的源頭和分流走向,考察附近居民的生活環(huán)境,全面考慮綜合因素,在保證重金屬檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)效率上,擇優(yōu)選取最適合的重金屬檢測(cè)技術(shù)。要確保重金屬物質(zhì)檢測(cè)的準(zhǔn)確度,所以要從不同的檢測(cè)技術(shù)中選取最適合的方法,重金屬檢測(cè)技術(shù)會(huì)受到外界因素的干擾,在這些不利因素的干擾下,會(huì)在一定程度上影響重金屬檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確程度,檢測(cè)人員要充分考慮到所有的干擾因素。在投入的經(jīng)濟(jì)預(yù)算內(nèi),選取精準(zhǔn)度最高的檢測(cè)技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境水質(zhì)的重金屬物質(zhì)檢測(cè),檢測(cè)人員要協(xié)調(diào)好檢測(cè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系,確保發(fā)揮出重金屬物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的實(shí)用性和合理性。人類的生存和發(fā)展離不開水資源,沒有水資源,人類將寸步難行。但是,重金屬物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重危害到水質(zhì)環(huán)境,不利于人體的健康。所以檢測(cè)人員要充分認(rèn)知到重金屬物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的重要性,在環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)的過程中,不同檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)的結(jié)果也不相同,而這種結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很多問題,檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的治理非常重要。因此,檢測(cè)人員首先要確保環(huán)境水質(zhì)重金屬物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的合理應(yīng)用。
提高環(huán)境水質(zhì)重金屬檢測(cè)工作質(zhì)量的前提是要發(fā)揮出檢測(cè)人員的主觀能動(dòng)性,只有人的意識(shí)轉(zhuǎn)化為行動(dòng),才能更好地投入檢測(cè)工作中,檢測(cè)技術(shù)的使用也是要通過人來掌握和控制,所以檢測(cè)人員本身的專業(yè)水平對(duì)于環(huán)境水質(zhì)重金屬物質(zhì)檢測(cè)的工作來說非常重要。檢測(cè)人員專業(yè)水平的高低,對(duì)于重金屬檢測(cè)工作的結(jié)果有重要的影響,如果檢測(cè)人員在檢測(cè)的過程中出現(xiàn)人為操作不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象,或者沒有根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)的選取重金屬物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù),那么重金屬物質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度就有待商榷。為了確保重金屬檢測(cè)工作的質(zhì)量和效率,要定期對(duì)于檢測(cè)人員開展專業(yè)能力培訓(xùn),提高檢測(cè)人員的實(shí)踐水平,安排檢測(cè)人員定期參與到培訓(xùn)活動(dòng)中,并且可以落實(shí)到實(shí)踐的環(huán)境水質(zhì)檢測(cè)中,通過實(shí)踐活動(dòng)去考察檢測(cè)人員的專業(yè)素養(yǎng),針對(duì)檢測(cè)人員在實(shí)踐活動(dòng)中檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)比和判斷,分析檢測(cè)人員在工作中存在的問題,及時(shí)加以改正,拓展檢測(cè)人員的相關(guān)知識(shí),不斷的提升工作人員的專業(yè)水平。為了提高重金屬物質(zhì)檢測(cè)人員的工作效率,就要建立健全檢測(cè)管理制度,沒有規(guī)矩,不成方圓。在重視檢測(cè)人才的同時(shí),要根據(jù)檢測(cè)人員組織進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整,確保建立的檢測(cè)管理制度能夠推進(jìn)重金屬檢測(cè)工作的穩(wěn)定運(yùn)行,建立工作責(zé)任制,對(duì)于每個(gè)檢測(cè)部門負(fù)責(zé)的范圍以及職能進(jìn)行劃分,確保每個(gè)環(huán)節(jié)中的負(fù)責(zé)人,提高檢測(cè)人員的操作規(guī)范性,嚴(yán)格的按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè),并且針對(duì)檢測(cè)的結(jié)果、數(shù)據(jù)要進(jìn)行反復(fù)斟酌和核實(shí)。
在進(jìn)行環(huán)境水質(zhì)重金屬物質(zhì)檢測(cè)時(shí),不光要安排檢測(cè)人員進(jìn)行檢測(cè)工作,還要有監(jiān)管人員對(duì)于檢測(cè)過程進(jìn)行記錄,記錄下檢測(cè)的所有數(shù)據(jù),檢測(cè)的范圍、水源、成分、含量、結(jié)果、生物影響、周圍情況等信息都要進(jìn)行上傳和登記,為環(huán)保部門對(duì)于生態(tài)環(huán)境的整改提供數(shù)據(jù)支撐。
國家越來越重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)的問題,這就說明生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)是人類生存和發(fā)展過程中急需解決的問題。生態(tài)環(huán)境與人類的生活息息相關(guān),人類離不開對(duì)于自然資源的依賴和利用,在追求經(jīng)濟(jì)效益提升的同時(shí),如果不注重對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù),就會(huì)引發(fā)一系列的自然災(zāi)害,反作用于人類自身。因此要樹立生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí),加強(qiáng)對(duì)于生態(tài)平衡的認(rèn)知,重金屬的污染來源主要和人類的生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān),有許多是工業(yè)生產(chǎn)中造成的污染,還有交通帶來的污染和生活垃圾污染,工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中會(huì)排出大量的廢水和廢渣,如果廢水在河道中通過動(dòng)物的富集作用,就會(huì)嚴(yán)重危害到人的身體健康。所以檢測(cè)部門可以將重金屬檢測(cè)數(shù)據(jù)提供給政府的環(huán)保部門,加強(qiáng)工程治理、生物治理、農(nóng)業(yè)治理,通過科學(xué)的技術(shù)方法,利用穩(wěn)定固化法降低工廠排放的污染物,對(duì)于工廠排放的廢水進(jìn)行集中處理,達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以后,才允許排放到附近河源中。還可以限制汽車尾氣的排放,可以使用乙醇汽油或者是尾氣凈化器,減少汽車尾氣的排放,嚴(yán)格控制居民的生活垃圾造成的環(huán)境污染,對(duì)于廢舊電池、廢棄的化妝品、染發(fā)劑、碗碟等,從根源上加強(qiáng)控制。
水體中重金屬會(huì)對(duì)于人們的生活和生產(chǎn)活動(dòng)造成嚴(yán)重的危害,重金屬中含有各種對(duì)人體產(chǎn)生直接或者間接危害的物質(zhì),如果環(huán)境水質(zhì)中存在大量重金屬,可能會(huì)通過飲用水的使用,影響到人們的身體健康。其蔓延程度和污染情況已經(jīng)不容小覷,重金屬污染的控制和治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程,只有合理的利用重金屬檢測(cè)技術(shù),擴(kuò)大檢測(cè)的水體范圍,利用科學(xué)技術(shù)去優(yōu)化水質(zhì),才能改善人們的用水環(huán)境,全面降低環(huán)境水質(zhì)的污染情況。