水體樣本重金屬離子檢測方法探究

方麗娟 高遠 胡亮 余貴英 張雅燕

（淳安縣環境保護監測站浙江杭州311700）

水體樣本重金屬離子檢測方法探究

方麗娟 高遠 胡亮 余貴英 張雅燕

（淳安縣環境保護監測站浙江杭州311700）

水體重金屬離子污染主要是指重金屬離子污染物進入水體后對水體所造成的污染。重金屬離子主要來源于工業廢水，冶煉、化工、電子等工業生產所產生的廢水中均含有一定量的重金屬離子。若未對重金屬廢水進行有效處理，就直接排放到自然水體當中，會給生態環境、食物鏈及人類健康帶來嚴重危害。基于此，本文對水體樣本重金屬離子檢測方法進行了綜合性闡述，以供參考。

水體檢測；重金屬；污染

1 重金屬污染的危害性

對于生態環境而言，重金屬污染的危害是巨大的。在工業快速發展的過程中，工業廢水排放量與日俱增，這些工業廢水當中含有大量重金屬污染物。重金屬污染物在自然環境中十分難降解，并且會在動、植物體內累積，通過食物鏈逐步富集，濃度不斷增加，會給人類健康帶來嚴重威脅。除此之外，重金屬污染還具有以下特征[1]：（1）重金屬污染物難以被微生物降解，部分重金屬受微生物作用甚至會轉變為毒性更強的有機化合物。（2）重金屬進入人體后，能夠與機體當中的蛋白質物質產生反應，使之失活，并在某些器官當中逐漸累積，導致慢性中毒。（3）土壤中的重金屬污染物在地表水作用下會逐漸向下滲透，對地下水資源造成污染，最終導致循環污染。總體上來看，重金屬污染具有長期性、隱蔽性及不可逆轉性的特征，需通過合理的檢測方法及控制手段來消除重金屬污染。

2 水體樣本重金屬離子檢測方法分析

在重金屬污染防治當中，重金屬離子檢測具有十分重要的意義。重金屬離子檢測能夠快速反映出重金屬污染程度，為污染防治提供可靠依據。目前來看，重金屬離子檢測技術已經較為成熟，主要又分為電化學分析法及光譜法兩個大類[2]。相對于傳統的電化學分析法而言，光譜法具有更高的靈敏度及準確性，且檢測限較低，得到了快速普及。以下對幾種較為典型的重金屬離子檢測方法進行分析：

2.1 原子吸收光譜法

氣態原子能夠吸收一定波長的光輻射，當所吸收的能量達到臨界時，便會讓原子中外層的電子由基態躍遷至激發態。對于不同類型的原子而言，其電子能級會表現出一定差異性，因此會選擇性地共振吸收特定范圍內波長的輻射光。共振吸收波長與原子受激發后發射光譜的波長是一致的，因此可作為判定元素類型的依據，吸收輻射光的強度可作為定量分析依據，這便是原子吸收光譜法的基本原理。與傳統電化學分析法相比較，原子吸收光譜法具有良好的選擇性，且抗干擾能力強，能夠根據元素特征進行定量、定性分析，精確度較高，相對標準偏差不會超過1%。在水體樣本重金屬檢測過程中，原子重金屬離子檢測結果的準確性與重金屬元素的原子化狀態存在密切聯系。以石墨爐原子吸收光譜法為例，在石墨管兩端通電后，石墨管可迅速升溫（2000至3000℃），通過高溫處理能夠將待測重金屬元素快速原子化，便可進行檢測。定量分析主要通過吸光度來判定。通常情況下。吸光度與待測元素含量成正比，即待測元素含量愈多，吸光度也就愈大，通過測定吸光度獲得待測元素的含量。

2.2 原子發射光譜法

原子發射光譜法的基本原理為：在高溫條件下，物質所分解的原子或離子會發射出特征光譜，根據光譜波長及強度便可實現定量及定性分析。在原子發射光譜法應用過程中，先要獲得光譜。通過高溫處理，先將試樣轉變為氣態原子，并把氣態原子的外層電子激發至高能狀態。此時處于激發態的原子穩定性較差，會發生躍遷，由高能態轉變為低能態。躍遷過程中所釋放的多余能量會形成特征譜線，而且不同原子所產生電磁輻射的波長也不盡相同。利用棱鏡或光柵對輻射進行色散處理，并將其記錄至感光板上，便可得到光譜圖。根據光譜圖便能夠斷定元素種類；通過測定特征譜線強度，便可進行定量分析。以ICP光源實施原子發射光譜法時，可在一定程度上提升準確度，所得到的標準曲線線性方位較寬。在濃度較大時，原子發射光譜法的效果并不理想，只可用于元素分析，無法對元素形態、結構進行測定。

2.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是原子吸收光譜法的衍生方法之一。與原子吸收光譜法相比，原子熒光光譜法所用的光源為連續光源，熒光信噪比較大，靈敏度較原子吸收光譜法更高。當氣態原子受到特征波長共振線照射后，原子外層電子會由基態躍遷至激發態，其中大部分電子由于二次碰撞，并不會出現輻射[3]。而小部分激發原子從激發態返回至基態的過程中，會迅速發出輻射，即為原子熒光。原子熒光光譜法便是通過捕捉原子熒光，并測定原子熒光強度，來確定待測元素含量。

2.4 樣本前處理技術

水體樣本重金屬離子檢測前，需要對樣本進行前處理。有效的前處理能夠消除樣本當中基體的干擾，使檢測具有更好的選擇性與更高的靈敏度。常見的樣本前處理方法包括固相萃取、分散液液微萃取、超分子溶劑萃取等。

3結語

水體樣本重金屬離子檢測在水體保護及水質污染防治當中所發揮的作用是不可替代的，具有重要的意義。工作人員應篩選合適的檢測方法，對水體進行定量、定性分析，從而為污染防治工作提供可靠參考，促使相關工作順利實施。

[1]付海曦,劉威,張春輝.水體中重金屬離子的檢測方法研究進展[J].理化檢驗(化學分冊),2012（04）：496-503.

[2]周鴻燕.自激熒光在污染水體中輕重金屬離子檢測研究[J].科技通報,2014（10）：10-12.

[3]徐繼剛,王雷,肖海洋.我國水環境重金屬污染現狀及檢測技術進展[J].環境科學導刊,2010（05）：104-108.