重金屬元素分析法在環境監測中的應用探討

湯晶晶

（響水縣環境監測站江蘇鹽城 224600）

重金屬元素分析法在環境監測中的應用探討

湯晶晶

（響水縣環境監測站江蘇鹽城 224600）

防治重金屬污染已成為重要的環保工作，對重金屬元素進行環境監測和分析是防治重金屬污染的基礎。本文首先闡述了重金屬污染源、危害，著重探討了重金屬元素分析的方法，討論了主要的分析方法、樣品預處理的要求和分析測定中需要注意的問題。

重金屬元素；環境監測

引言

近三十年來經濟的快速發展給社會發展帶來積極的一面，但是由此產生的環境污染問題卻越來越嚴重，尤其是區域性的大氣污染問題也變得突出，環境保護的意識淡薄，使我們的環境深受其害。其中重金屬污染是突顯的重要環境問題。所以監測大氣中的重金屬對于人類健康、城市發展以及國家繁榮都有著重要的現實性意義[1]。

1 重金屬污染源及其造成的危害

1.1 重金屬污染的源頭

據研究，重金屬污染的源頭主要集中在工業、農業以及城市等方面。在工業方面主要是來自于采礦、冶煉、加工以及運輸等等主要生產環節，由此而帶來的重金屬污染是十分嚴重的；而農業生產過程中主要是來自于重金屬的污水進行農田灌溉，這樣就會對土壤造成十分嚴重的污染，還會秧及到農作物的產量；城市的重金屬污染源主要來自于污水處理廠沒有對污泥進行及時處理，或者含鉛汽油的使用等等方面。

1.2 重金屬帶來的危害

重金屬對環境和人們造成的危害是極其嚴重的。重金屬排入到土壤或水中以后會給土壤生態環境以及水生生態環境帶來嚴重的危害。另外一點重金屬由于不能快速在環境中被降解，所以當通過土壤、水或者其它渠道進入到動物植物體內，在食物鏈的影響下循環后又會進入到人體內部。之后會與蛋白質、核酸等物質發生作用，引起酶活性大量下降或消失，導致核酸結構變化，進而能引發基因突變，另外重金屬積存在內臟中，損傷人體的機體功能，醫學實驗已證明骨痛病、阿爾滋海默氏病等都與重金屬過量有關，所以重金屬的危害是不容小覷的。

2 重金屬元素的分析方法

2.1 分析方法簡述

環境監測主要是通過水樣及固體樣來對重金屬元素樣品來進行檢測實施。事先采集到的樣品是不能立即進行檢測的，它還需要在檢測前進行一些必要的處理這樣才能適應后期分析的需要，這一環節被稱為樣品前處理或者可以稱為樣品預處理。

2.2 分析樣品預處理方法

重金屬樣品處理工作當中分為很多個環節，而在其中最為重要的環節就是樣品的前處理環節（樣品預處理），因為在整個分析過程中樣品預處理對分析結果產生的影響是非常大的，它的影響甚至可以超過了儀器本身。因為環境監測中的重金屬元素含量很低，如果樣品預處理時被污染就可能造成比較大的誤差。

2.2.1 水樣預處理

先用0.45μm微孔濾膜過濾，酸化PH=1～2保存。試驗前用氧化酸進行消解，如NHO3、王水等。對酸化會揮發的樣品則用堿性消解。消解時一般需要加熱，由于微波消解法速度快、效果好，現在也用的比較多。

2.2.2 固體樣預處理

實施固體樣處理前先要收集好固體樣然后按照必要的預處理方法來進行預處理。對于固體樣的選擇主要是以土壤沉積物為主，而預處理方法的選擇則是多樣的，這里面主要包括包括酸分解法、堿熔法、固體懸浮液進樣、直接固體進樣等方法。酸分解法根據采用的加熱、敞閉方式分為電熱板法、高壓密閉消解法和微波消解法[3]。

2.3 重金屬元素的分析方法

在前文中對于重金屬元素的分析方法我們分別給予分析，但是難以一一進行論述。基于此筆者下文主要就ICP-AES方法為例[4]，說明分析測定中需要注意的一些問題，希望可以給同行提供一些借鑒。ICP-AES是電感耦合等離子體原子發射光譜的簡稱，是以電感耦合等離子矩為激發光源的光譜分析方法，它的特點主要體現在檢測速度快、檢出限低以及靈敏度較高，另外還有就是它的線性范圍寬。也正是這些主要特點使得它成為重金屬監測的重要手段之一。筆者從以下幾個方面對其進行了相關分析。

首先第一步就是先進行采集水樣，再依次進行消解水樣的分析和探討，完畢以后要對同樣體積和同樣方法的去離子水進行消解，進行空白溶液的制備；其次因為真正會對ICP-AES分析產生的影響是非常多的，所以在進行不同的項目實施一定要選擇合適的參數這樣才能盡量減少對其分析所產生的影響；再次對于試劑的分析，要將試劑的純度根據級別依次做出分析，然后配制單元素和多元素混合標準溶液；第四，對于水樣的測定。先選好合適的儀器參數，把試樣按照規程進行操作，再將空白液按同樣方法進行規程操作。準備工作就序后依次對試樣和空白液進行分別測定。為了避免干擾可以通過干擾系數法或者背景去除法來實施。最后一個步驟就是進行結果的討論。一方面要分析線選擇。按ICP-AES譜圖分析結果，選擇干擾小和信號強度適中的譜線做分析譜線。另一方面檢出限，一般把元素檢出限的5倍作為方法定。除此之外，加標回收率和精密度應符合要求。

3 結論與展望

本文主要講述了大氣重金屬污染的危害和不良影響，主要來源以及常用的測量方法，并且著重分析了重金屬元素的分析方法。最后本文以ICP-AES方法為例，說明分析測定中需要注意的一些問題。雖然分析重金屬含量的途徑很多，但是大部分分析儀器攜帶起來不方便，無法應用到環境大氣在線監測項目中，因此開發靈敏度高、操作比較簡單、攜帶方便的大氣重金屬在線監測儀器及進行大規模的日常監測還需要深入研究，進行大氣重金屬的環境影響評價研究有待加強，這也是筆者下一步研究的方向。

[1]周衛靜.大氣顆粒物中重金屬元素的測定研究[R].河北大學，2009．

[2]陳程等.環境重金屬污染的危害與修復[J].環境保護，2010(03).

[3]田衍等.土壤/沉積物中重金屬元素分析的前處理技術研究進展[J].光譜實驗室，2012,29(1).

[4]國家環保總局.水和廢水監測分析方法（4版）[M].北京：中國環境科學出版社，2002.

湯晶晶（1985年－），女，江蘇濱海，助理工程師，研究方向：環境監測。