論水質重金屬分析檢測技術研究與應用

張天臣，陳 真，孫 寧

（1.山東省地質礦產勘查開發局第二水文地質工程地質大隊（山東省魯北地質工程勘察院），山東 德州 253015；2.山東省魯南地質工程勘察院，山東 濟寧 272000）

一般來說，無論是礦山開采行業，還是其他的工業行業，其產生的工業廢水都不可避免的會含有大量重金屬物質，并在排放后進入到水環境之中，工業廢水排放越多，水環境中含有的重金屬物質就會越多，一旦水環境中的重金屬含量超過了其自凈能力，那么水質就會變得越來越差從而給動植物生長乃至人體健康帶來巨大危害，因此，對于水質重金屬分析檢測技術的研究是非常具有現實意義的。

1 水質重金屬分析檢測技術的研究現狀

1.1 水質指標體系逐漸完善

眾所周知，水環境本身具有著一定的自凈能力，在水環境中重金屬含量低于一定比例的情況下，水質并不會受到太大的影響，其對于生態與人體健康的危害也是比較小的，因此水質重金屬分析檢測必須要根據相應的水質指標來進行，以準確判斷水環境（水樣）中的重金屬含量是否超出了水環境的自凈能力?；谶@一點，很多國家都頒布了各自不同的水質質量標準，規定了為數繁多的指標項目，我國的水質重金屬檢測工作雖然起步較晚，但近年來水質指標體系已經逐漸趨于完善，這也為水質重金屬檢測技術的研究帶來了很大的幫助[1]。

1.2 水質重金屬分析檢測技術趨于多樣化

水質重金屬檢測技術最初以比色法和電化學分析方法為主，不僅測量方法比較單一，同時由于這兩種檢測方法都存在著一定的局限，因此實際應用效果也不夠理想。然而隨著近年來相關技術研究的不斷深入，水質重金屬分析檢測技術已經逐漸趨于多樣化，雖然大多數的檢測技術目前尚停留在實驗室階段，但如X射線熒光法、中子活化法、電感耦合等離子-質譜法、酶抑制法等方法都已經得到了初步應用，而其應用效果也是比較理想的。

2 水質重金屬分析主要檢測方法及其應用

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法又稱分光光度法，主要是根據物質的原子蒸氣來對同種原子發射的特征輻射吸收作用展開分析，從而確定水質的重金屬情況，在分析過程中，通常需要將從待測水環境中取得適量的水作為水樣，再用銳線光源對水樣進行照射，則溶液中被霧化、原子化的原子蒸汽層則在一定程度上會吸收銳線光源，由于不同金屬元素的特征輻射不同，因此在銳線光源通過原子蒸汽層后，最終得到的光強也會不同，由此就可以確定水樣的吸光度，并根據吸光度與物質濃度間的關系來準確計算出被測元素的含量[2]。

2.2 原子發射光譜法

原子發射光譜法主要是通過對水中金屬元素線光譜的分析，確定其特征光譜線的波長與強度，并據此測定該金屬元素的含量，由于不同金屬元素的特征光譜線不同，因此也能夠準確區分出該金屬元素的種類。

在實際應用中，基于原子發射光譜法的水質重金屬分析檢測通常需要圍繞光源展開，通過對光源的激發，水試樣會在光源照射下蒸發，并分解成原子乃至離子，這一步驟與原子吸收光譜法基本相同。

2.3 光電比色法

作為光學測量方法中的一種，光電比色法同樣是通過測量水樣的吸光度來確定金屬元素含量與種類，但其分析過程卻與原子發射光譜法、原子吸收光譜法存在較大的差異。一般來說，水樣中的金屬元素在氧化分解為原子或離子后，大都具有與顯色劑產生絡合反應的特性，而光電比色法正是利用這一特點，在測量過程中對水樣進行消解處理，在其中的金屬元素氧化分解為金屬離子后再加入顯色劑，從而得到絡合物。

2.4 陽極溶出法

陽極溶出法實際上屬于電化學檢測法中溶出伏安法的一種，主要是利用對水樣中金屬元素的電化學性質來將其作為化學電池的一部分，之后將該化學電池的來電流與電壓記錄下來，由于電流、電壓與水樣中金屬元素的濃度有著密切的關系，因此根據化學電池的電流、電壓，可得到相關的函數曲線，并據此確定金屬元素的分析方法。在其他物質的測量中，溶出伏安法通?？煞譃殛枠O溶出法以及陰極溶出法，分別與伏安溶出時發生的氧化反應與還原反應相對應，但由于金屬離子通常需要根據氧化反應來進行分析，因此在水質重金屬檢測中，一般都會采用陽極溶出法[3]。與其他檢測方法相比，陽極溶出法的自動化程度普遍較高、消耗的實際也比較少，同時還具有著測量精度高、穩定性強等特點，在水質檢測工作中應用同樣比較廣泛。

2.5 生物化學法

生物化學法是近些年新出現的一種水質重金屬檢測方法，其主要利用了生物大分子對待測物的特異性識別能力，將生物大分子識別元件與水樣進行融合，使水樣溶液中各種復合物以及光熱信號，經過處理，這些復合物與信號會轉變為光電信號，而根據對光電信號定量分析，自然也就能夠確定水樣中金屬元素的含量。

從總體上來看，生物化學法主要可分為酶抑制法、免疫分析法等幾種，在反應速度、分析成本等方面已經體現出了一定的優勢。

3 結語

總而言之，對于水質重金屬檢測技術的研究在目前已經取得了較大的進展，而生物化學法、電化學法、光化學法等各類檢測方法也都得到了不同程度的應用，這對于水質重金屬檢測工作進一步展開是非常有利的。