論水環境中的重金屬監測方法

李 林

（萊西市環境保護局 山東萊西 266600）

1 水環境中重金屬污染現狀分析

我國的水資源豐富，河流湖泊多，隨著我國工業化的進程，水資源污染也越來越加劇。而在這些水資源的污染中，重金屬污染有著影響大，可恢復難度大的特點，給我國的水環境帶來很大的破壞。《2010年中國環境狀況公報》指出：“我國的26個重點檢測湖泊滇池、巢湖、太湖、達賚湖、白洋淀、洪澤湖、鄱陽湖、南四湖、洞庭湖、鏡泊湖、再海、博斯騰湖、東湖、玄武湖、大明湖、西湖、昆明湖、嚼山水庫、松花湖、于橋水庫、董鋪水庫、大伙房水庫、門樓水庫、密云水庫、丹江口水庫和千島湖）中IV類、V類和劣V類水質占77%。”在這些水污染中，重金屬對淡水的底質污染達到了80.1%，因為重金屬對水底質的嚴重污染，也導致了水質整體污染。我國的長江，在七大水系中，水質量相對而言是最好的，在對長江水樣的檢測中，發現不管是在水體樣本中的懸浮物和沉淀中，Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cr、As、V和 Ti等重金屬含量都已經嚴重超標。長江是七大水系中水質量最好的，可長江水中的重金屬已超標，那其他六大水系的重金屬污染的情況已不言而喻了。

重金屬對我國水環境的破壞已經引起了國家相關部分的重視，2011年，國務院制訂了《重金屬污染綜合防治規劃》，這也預示著我國水環境污染中的重金屬的檢測和治理工作將走向一個將的階段。

2 水環境中重金屬污染的特點

2.1 污染源頭多

我們知道重金屬的污染來源是很廣的，我們的生活污水、水產品和工業廢水等等都會造成對水體的重金屬污染。工業廢水的污染最為嚴重，鋼鐵業、煉油業、印刷業等工廠的工業廢水中，都含有大量的重金屬污染源，這些廢水一旦排入河流和湖泊中，就會對水體造成重金屬污染。因為污染的源頭多，所以監測方法也需要多樣化。

2.2 污染難以恢復

As，Be，Cd，Cr，Cu，Pb,Hg，Ni，Se，Ag、T1和 Zn這 12種重金屬的污染被美國環境保護局列為優先監測的重金屬污染物。那是因為這些重金屬對水體和整個生態環境的破壞力特別大，一旦環境遭到這些重金屬破壞后，又很難以恢復。

這些重金屬對水體的污染，又會導致水生物受到污染，而這些受到重金屬污染的魚蝦等水產一旦進入市場，進入百姓的餐桌，又會對人體健康造成很大的危害。同時，重金屬離子一旦進入水生植物的體內，就會造成水生植物的內部紊亂，造成水生植物的疾病和死亡。一旦人使用了因重金屬污染造成疾病的植物，就會引起自身的疾病。2006年的湘江湖南株洲段鎘污染事故和三年后的湖南省瀏陽市鎘污染事件等等，都是重金屬水污染對人造成的直接傷害。

重金屬的水污染是滲透到整個生物鏈條中去的，所以我們說，一旦污染，難以恢復。重金屬污染造成水體污染，水體污染導致水中生物的污染，這些又以食物的形式對人本身構成威脅。另外，因為重金屬的污染物極容易沉淀，造成水底的污染，水底污染不像表面水體的污染那樣容易治理，這也給我們的監測和治理工作造成了很大的難度。

3 水環境中重金屬監測技術

因為水環境中重金屬污染的污染程度深，同時又是重點的污染物監測對象，所以針對水環境中重金屬的監測方法，是我們重點探討的內容。

3.1 ICP-MS技術的應用

ICP-MS技術率先在歐美發達國家得到應用，我國隨后引用了這項先進技術。電化學傳感器在陽極溶出伏安法中的應用降低了儀器的檢測限，這項技術突破了很多傳統的檢測限制，成為很多國家最常用的標準化監測方法。同時，由于儀器方便攜帶的特點，也給工作人員帶來了很多方便，降低了他們在野外進行作業的難度。正因為有著諸多的優點，ICP-MS技術在全球范圍的水環境重金屬檢測中得到了廣泛的應用。

3.2 物聯網理念與自動化控制的應用

隨著我國物聯網技術的發展，物聯網技術也在多個領域得到應用。起初，物聯網技術是在軍事方面最早得到應用的。二戰時，聯軍和德軍的戰斗機在實戰中很難分辨，給聯軍造成了很大的作戰困難，有時候甚至會因為誤認而造成友軍的意外傷亡。美國在運用了物聯網技術，起到了物與物相辨識的突破，為二戰時聯軍的勝利做出很大的貢獻。后來，這項技術得到了推廣，在工業和商業方面得到了應用。物聯網滲透到對水環境的自動化監測是水環境檢測技術的一個很大突破。

我們知道，實驗室的重金屬檢測是比在現場要精確的。但是因為攜帶困難，同樣在攜帶回實驗室中，有些數據會發生變化，現場檢測和實驗室檢測總會各有各的局限性。要想在現場在線檢測的精準度達到更高的水平，對檢測的技術提出了更高的要求。RTU技術在重金屬水質監測的應用，很多程度上提高了儀器的精確度，在對物體的監測方面有了很大突破。

首先，是安全度更高。我們知道，很多重金屬是有毒的，而物聯網技術的深化發展，可以做到儀器的自動化進行。物聯網技術的理念就是進行對物體的自動化相關數據的收集。由于這種理念的應用，我們的工作人員可以不再直接接觸這些有毒的重金屬污染物，極大了提高了工作的安全性。同時，在儀器出現了故障的情況下，儀器本身可以進行自檢和修復，也提高了對重金屬監測的安全性。其次，監測數據更精確。這項技術不僅使用了傳統的計量管對樣品的計量，而且又采用了光電計量。計量管計量加上光量的計量，提高了水樣品計量的精確性。因為在傳統的計量管計量中，主要是通過人眼來觀察計量管的刻度，但是光線和工作人員視力的差異會導致人眼的計量存在著很大的誤差。電光計算就彌補了這些可能存在的誤差。RTU技術采用了智能放化的放大電路，這就極大了提高了數據分析的精準度。在對樣本的采集和數據的分析方面，RUT技術都比之前的水環境重金屬監測技術有了很大的改進，這也很大程度上提高了整個監測數據的精確度。最后，應用范圍更廣。我們知道，安放監測儀器的地方大多潮濕，這種潮濕的氣候對我們的監測儀器破壞程度極大。因為對水環境監測的儀器的安放位置大多是在水體的周圍，這里的空氣濕度大，而精密儀器最怕的就是潮濕空氣的侵蝕。RUT技術對監測儀器的表現進行了獨特的防潮處理，可以抵御潮濕空氣的侵蝕，也可以大大的延長儀器的使用壽命。因為這種技術儀器的自我保護系統有了很大的提高，所以它更能使用惡劣的自然環境，適用的范圍也更大。

3.3 生物監測的應用

厲以強對生物監測的界定為“生物監測是利用生物的組分、個體、種群或群落對環境污染或變化所產生的生理生化反應為環境質量的監測和評價提供依據。”生物監測對水環境中的重金屬監測在我國還處在探索階段，但是這項技術的前景卻被廣泛看好。生物監測有著許多的優點：

首先，能對水環境中的各種重金屬污染因子做出綜合反應。我們知道，重金屬的污染物品進入水體后，會發生一些化學反應，而生物監測的方法能對這些污染物有一個綜合的反應。其次，反應比較靈敏。我們知道，水生物對水體的變化反映比較敏感。一旦重金屬引起了水質的微小變化，這些水生物就會馬上有反應。最后，監測的成本比較低。水生物在水中是天然生長的，對這些水生物的監測能節約不少的成本。這些成本的節約，在一個地區長期監測中效果更明顯。

在進行生物監測的過程中，指示生物的選擇是首要解決的問題。目前，反應比較好的有藻類植物、浮游動物、魚蝦類和大型底棲無脊椎動物。在選擇這些指示生物的時候，可以根據當地水體的具體水生物來進行選擇。其次，我們可以根據要監測的具體幾項重金屬來選擇相對應的水生物，因為不同的水生物對不同的重金屬敏感程度不同。正確的指示生物的選擇，是水環境中的重金屬監測成功與否的重要依據。

4 結語

我國的水資源環境豐富，其污染程度不同和地緣分布廣泛，也給我國的水環境中的重金屬監測工作帶來了很大的困難。水環境中重金屬監測的方法隨著科技的發展也變得越來越豐富，給我們的監測工作帶來了更多的可能性。根據不同地區水資源和污染物選擇適應的監測方法，同時又有技術和相關政策的支持，我國的水環境監測和保護工作前景可觀。

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