重金屬在環境中的化學形態分析進展初探

龍安玉 程昌澤

（貴州省黔東南苗族侗族自治州環境監測中心站 貴州黔東南 556000）

引言

重金屬在人們的日常生活中十分常見，同時還會對人們生活造成負面的影響。目前，雖然對重金屬的研究已經趨于成熟，但是在認知方面尚存在不同的意見。基于此，本文有助于人們了解重金屬，最終實現對重金屬的有效利用。

1 影響重金屬在環境中化學形態的條件

1.1 酸堿度

環境酸堿度會對重金屬在環境中的化學形態造成一定的影響，就重金屬而言，重金屬在環境中發生溶解和沉淀作用需要氫氧根離子和氫離子的支持，故兩個離子濃度直接關系到重金屬在溶液中的溶解程度，二者呈現出正向的關聯。不僅如此，氫離子和氫氧根離子的濃度還會影響重金屬液態和固態的占比。此外，環境介質也會受到酸堿度的控制，酸堿度表面官能團的質子化進程，會對介質表面電荷進行改變，這種反應對于重金屬來說，會打破重金屬在環境中的解吸、溶解和沉淀平衡，重金屬在環境中的化學形態也會因此而發生變化[1]。

1.2 氧化還原電位

重金屬在環境中轉變化學形態必須要借助一種物質，這種物質就是電子供體和受體。因此，氧化還原同樣是影響重金屬在環境中化學形態的條件之一。比如：重金屬物質在環境氧化還原電位出現改變，那么氧化還原反應就會隨之出現，從而影響重金屬的化學形態。與此同時，環境中還存在一些對氧化還原電位十分敏感的無機物，比如：鐵、錳等重金屬。

2 重金屬在環境中的化學形態分析方法

重金屬在環境中的化學形態容易受到多種因素的影響，主要包括氧化還原電位和酸堿度，在這些因素的影響下，重金屬的化學形態會發生改變，想要把握重金屬在不同環境條件下化學形態的變化，應采取有效的技術手段，對其化學形態進行判別和檢測。

2.1 化學提取-連續提取程序

化學提取是研究重金屬在環境中化學形態的重要方法，目前，這種方法被廣泛應用于土壤和底泥中重金屬化學形態的研究之中。其技術原理為，通過提取劑的使用，在遵循特定操作步驟的前提條件下，提取蘊藏在環境中的重金屬。并且這種方法還能對單一形態的重金屬物質進行提取，如果重金屬固體和液態相結合，還能夠實現對固體部分的溶解和去除。經過多年的發展，這項技術已經趨于完善，且取得了良好的應用效果，但在操作流程上尚未形成統一的看法，需要研究人員對其進行完善。

2.2 電化學技術

現階段，電化學技術可以大致分為兩種，并且這兩種技術的技術原理存在不同，但其作用卻大致相當。第一種技術為特定離子技術，重金屬的中存在的特定離子是技術針對對象，在確定特定離子后，對其進行電極測定。其技術原理為：在溶液和電極膜接近平衡時，電位存在會直接影響離子濃度，然后測試電極電位，就可以對重金屬內部自由態離子的濃度信息進行獲取，將其作為依據，即可實現對重金屬形態的明確；第二種技術為伏安法。其技術原理為，對重金屬中通過電解池電流和電極電位的關系指示進行利用，并基于通過電流的密度，準確計算金屬的濃度，依據金屬濃度計算結果，完成對金屬化學形態的判斷[2]。

2.3 分子尺度儀器檢測技術

伴隨著科學技術的不斷發展，在此背景下，光學技術逐漸趨于成熟，在重金屬化學形態檢測中，一些先進的光學儀器和技術被大量使用。但就重金屬而言，其在環境中容易受到多種因素的影響，因而化合物是其主要的存在形式，很少有重金屬會在環境中保持單一的化學形態，而光學儀器很難在這種條件下對重金屬化學形態進行辨別和檢測。重金屬在環境中會在靜電引力影響下被吸附到無機礦物表面，通過物理吸附和離子交換吸附，重金屬表面會變為一個混合物，而吸附物的種類直接關系到重金屬的形態。分子尺度儀器檢測技術中的同步輻射技術可以鑒別重金屬表面吸附物的類型，并從分層層次上，辨別和檢測重金屬表面聯合微觀機制的化學形態。

2.4 分級技術

分級技術同樣是研究重金屬在環境中化學形態的重要方法，這項技術主要研究的內容為在相同溶解液中，重金屬不同形態所表現出的性質差異。在應用這項技術判斷和檢測重金屬化學形態時，可以將重金屬化學形態不同導致的物化性質差異作為依據，進行載流的合理選擇，最終對重金屬物質進行分離檢測，以保證檢測的準確性。在此基礎上，通過色譜分析技術的使用，對重金屬在環境中的化學形態進行深層次的分析。

結語

綜上所述，氧化還原電位和酸堿度是影響重金屬在環境中化學形態的主要條件。為實現對重金屬在環境中化學形態的準確分析，建議選擇化學提取連續提取程序、電化學技術、分子尺度儀器檢測技術和分級技術等檢測技術，以保證分析結果的準確性。