水環境重金屬元素污染現狀及檢測技術

鄧皓珉

（四川省生態環境監測總站，四川 成都 610000）

工業化進程加快導致地球自然環境受到嚴重的破壞，江河湖海都受到了不同程度的影響。在人煙稀少的兩極地區的水體中都能檢測到人類的工業化產品。水是生命賴以生存和繁衍的基礎，水體污染已然成為當今生態文明發展的最大阻力。水體中的重金屬是導致水體發生性質變化，影響結構組成的主要因素，水環境若是受到重金屬影響，重金屬在水環境中通過食物鏈不斷富集，最終進入食物鏈頂端，產生極大危害。

1 目前我國水環境受到重金屬污染的現狀分析

（1）我國水環境受到重金屬污染的范圍寬廣，我國經濟處于快速發展階段，市場經濟體制之下給工業企業發展帶來了很大的弊端，既注重企業的經濟效益，忽視企業的生態效益。在全國范圍內，幾乎是由工業企業的地方，就會有不同程度的水體重金屬污染。在南至海南的三亞灣，北至長春的松花江，東到山東的膠州灣，都被檢測出水體內含有重金屬，更不用說各個省市的河道中。

（2）我國水環境受到重金屬污染多為復合型。重金屬的種類極多，在我國不同水體中被檢測出來的重金屬污染物也不盡相同。受到水體周邊的工業企業生產影響，水體中的污染物以工業產生重金屬為主。由于工業產業類型較多，所以產生的重金屬種類也比較多，這就造成了我國水環境中受到重金屬污染的現象更為嚴重，形成了復合型重金屬污染的狀態[1]。

（3）水環境中的總金屬含量分布特征較為明顯。水環境中的重金屬含量分布有著十分明顯的特點，近岸的水體中重金屬含量相對來說比較高，由于受到附近工廠的影響，再加上重金屬物本身也不易水隨逐流，導致重金屬元素在岸邊聚集，提升了岸邊的重金屬物含量[2]。

2 水環境中重金屬檢測的技術方法研究

（1）光譜法在水環境中檢測重金屬的應用。光譜法在檢測水環境中的應用有很多，原子熒光光譜法是依靠原子蒸氣吸收光輻射，當原子受到激發以后便發射出特定的光輻射。這種方法擁有著相對較高的靈敏性，選擇性也較強。但是應用的范圍相對來說并不廣泛，這也是由于許多產生熒光的物質要通過混合試劑才能實現。原子發射光譜法與電、熱激發相結合，根據在試樣內部的原子和離子表現出來的電磁輻射作為依據開展對重金屬元素定性、定量分析的一種方法。這種方法的優勢是在分析的時候有著相對較快的速度，也有比較好的選擇性，準確度可以根據需要測試的重金屬元素多少而把控。但是這種方法的設備相對比較昂貴，對于活性較低的非金屬元素在測量的時候不能快速分析。原子吸收光譜法是一種測量原子共振幅的一種方式，它是以需要被測量的重金屬元素基態粒子作為基礎，對吸收的強度和重金屬含量進行測試。這種測量方法的優勢就在于準確性較高，擁有良好的選擇性。缺點就在于不能對非金屬元素進行直接檢測，在分析完一種元素之后需要更換元素燈才能對新元素進行檢測。質譜法是對水環境中的重金屬物質進行轉化，讓粒子結合質量的大小進行排序，并對此進行分離，形成一定的規則，與此同時還能夠檢測出質量譜。這種方式有著相對較為寬泛的動態范圍，在分析當中表現出來的精密度也比較高，能夠在同一時間內測定多種元素。但是這種方法的設備儀器價格昂貴，步驟較為繁雜。

（2）電化學分析法在水環境中檢測重金屬的應用。電化學分析方法的在使用中較為簡單便捷，可以較為準確快速的分析出結果。不論是伏安法還是極譜法，與電解過程相結合均能分析出對流-電位和電位-時間曲線。極譜法利用的是滴汞電極，這種電極表面是可以定期更新的，而伏安法使用的是液體電極，電極表面是不能更新。伏安法的檢測下限特別低，可以運用在現場，能夠同時識別多種元素。電位分析法在測定電池電極電位的時候要保證電流為零，這時會與電極電位和濃度相結合，測量水環境中的重金屬濃度。這種方法有著比較多的優點，對水樣品的需求不高，擁有較好的選擇性，還不會對試液產生破壞，比較適合分析較為珍貴的試樣。

（3）原子熒光光度法在水環境中檢測重金屬的應用。原子熒光光度法是在水環境重金屬檢測中最常用的識別方法，這種方法在還原水樣本中的物質時有著比較特殊的方式，能夠將樣本中的物質轉化成汽態原子形式。原子熒光的波長在可見區波長和紫外光波長之間，當外圍原子處于汽態形式時會充分的吸收能量，這時電子將會逐漸的進入到高能狀態?？墒窃谶@個狀態下停留的時間較為短暫，之后會逐漸的進入到低能狀態。檢測的樣本會在原子發生變化的時候同時發生熒光現象，檢測人員可以通過對熒光的波長特征展開識別以判斷檢測樣本中的重金屬濃度。在原子熒光檢測中，若是熒光線波長和激發線的波長相同時，就會被稱作共振熒光。

3 某地區水環境中重金屬含量檢測報告

（1）重金屬含量檢測報告樣品資料采集。本次研究的樣品采集來自我國南方內流河，在2017年7月到2018年8月一年的時間內每月上旬進行水樣采集，總共采取了24個水樣。過濾掉水樣品中雜質，通過利用過氧化氫以及硝酸鹽進行消解，以測定水體中的鉻元素含量。通過利用高氯酸和硝酸鹽進行消解，以測定水體中的銅元素、鋅元素、鉛元素和鎘元素。利用鹽酸對樣品進行酸化，以測定水體中的錳元素。對水樣品進行過濾，以測定水樣中的鎳元素。以光譜法對重金屬含量進行測定。

（2）重金屬含量檢測結果。對該地區取樣的水樣品中重金屬含量濃度與降水量和溫度變化做相關性分析，得到的結果如表1：

表1 重金屬含量濃度與降水量和溫度變化相關性分析

從表格數據來看，鉻元素、鎘元素、鉛元素、銅元素與氣溫和降水之間呈現出負相關，錳元素的含量與氣溫和降水之間沒有關系。出現這種現象的原因可能是因為這五種金屬的來源地是相同的。降水量的變化也會對重金屬含量產生影響。

水中的重金屬含量進行統計，具體數據如表2所示：

表2 水樣品中重金屬含量的濃度

通過對水樣品進行檢測，水環境受到其鉛元素和錳元素影響較為嚴重，銅元素含量較少。

4 結語

重金屬對水體的污染隨著工業化發展不斷加劇，強化對水環境監測工作勢在必行。在檢測某地的水樣品中沒有檢測出鋅元素和鎳元素的存在，在已有的元素中，鉻元素、鎘元素、鉛元素、銅元素在水中的濃度含量與氣溫和降水之間呈現出負相關，當溫度和降水量上升的時候，濃度含量下降。錳元素無任何關系。水樣品檢查中出現的重金屬元素種類較多，由此可見水體受到的污染程度較高，當地水利管理部門要加強對水質的管理工作。