水中重金屬光譜檢測技術研究

孟 梅

(重慶市生態環境監測中心，重慶 404100)

1 引言

水是人類賴以生存的基礎條件，也是國民經濟發展的必要條件[1]。但由于人口的不斷增長，工業和農業等的快速發展，生活污水、工業廢水和農業廢水排放量大大增加，導致水資源污染不斷加劇，嚴重破壞了人類生存環境和人們健康[2]。重金屬(密度大于5 g/cm3的金屬元素)是水污染的重要污染物之一，如Cu、Zn、Cr、Cd、Ni、Pb和Hg等，其具有可遷移性高、累積性強、過量累積后毒性高等特點，因此水中重金屬的含量監測以指導水中重金屬的去除對生態環境平衡和人類健康的維護至關重要。水中重金屬的檢測方法對重金屬的監測效率和準確性有著重要影響。

光譜法是常用的水質重金屬檢測方法之一，光譜法研究是水中檢測方法的重要研究內容。本文對水中重金屬的光譜檢測技術進行綜述，以為該技術的完善和推廣應用提供借鑒。

2 水中重金屬的光譜檢測技術

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是基于氣態的基態電子對特征光譜相應原子共振輻射線吸收強度的檢測分析方法[2]，具有檢測精度高、分析效率快、抗干擾性強、對微量元素感應性好等特點，是水中重金屬檢測的最重要和標準使用的方法之一[3]。然而，樣品的預處理工藝是影響該法檢測效率的重要影響因素，如艾軍等[4]研究發現采用將定量螯合萃取法、流動注射在線萃取法和原子吸收光譜法相結合，簡便快捷而精度高的實現湖水中鉛的測定。由于該法對重金屬檢測濃度的廣泛性，其被廣泛應用于對廢水和地表水中重金屬的檢測中。但是如何提高其對痕量元素的檢測率是該法應用研究的重要方向

2.2 電感耦合等離子原子發射光譜法

原子發射光譜法是利用待測元素原子由激發態回到基態時發射的特征譜線實現對水中重金屬的定性與定量分析的方法[2]。該方法具有測定速度快、使用簡便、檢測準確、檢測范圍廣等優點，在水質重金屬檢測占有重要地位。激發光源是原子發射光譜法的重要研究內容，目前，以電感耦合等離子炬是原子發射光譜的主要激發光源，在原子發射光譜中得到廣泛應用。陳磊磊等[5]利用電感耦合等離子體原子發射光譜法測定地熱水中鉀、鈉、鈣、鎂的含量，過程中，其將4個元素的分析譜線依次設定為766.49、589.592、317.933、285.213，并用樣品稀釋法和背景扣除法校正背景和降低基體效應影響，研究發現該方法的檢出限位0.0006～0.01 mg/L，4種重金屬測定值的相對標準偏差依次為0.43%、1.3%、0.43%、0.54%，在回收試驗中，測得的回收率為99.6%～102%。因此，該方法能同時完成多種重金屬的測定分析，檢測精度高，速度快，但是該方法運行環境相對嚴苛，運行費用高，因此，儀器維護和保持方法研究是該法順利運行的重要研究內容。

2.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是利用原子在輻射能激發下發射的熒光強度而完成相應污染物定量分析的光譜分析方法[6]。該方法具有測定精度高、選擇性好、檢出限低，多種元素的同時測定性，樣品需要量少等優點[6]。如黃嵐等[7]研究發現原子熒光光譜法(AFS)在對礦區地下水中金屬元素的砷和汞檢出中的檢出限分別為0.198 μg/L和0.0098 μg/L，回收率在98.38%～104.38%和94.33%～107.52%之間，該方法的檢出限低，方法簡單，精密度和準確度高，適合測定礦區污水中的金屬砷和汞檢測。因此在水中重金屬的檢測中有著重要的地位。但是，在水中重金屬檢測中，部分重金屬的不熒光性限制了該法對水質的應用。因此，該法對不熒光重金屬的檢測方法探索研究是該法應用研究的重要研究方面。如Liu等[8]將羰基與Ni結合，并采用紫外光照射單一反應物甲酸來產生不穩定的 Ni(CO)，成功完成了對不具熒光性的Ni的痕量檢測，該方法的檢出限低至10 ng/L。

2.4 可見紫外分光光度法

紫外可見光光度法是通過部分重金屬離子由于中介電子能級的躍遷而吸收可見紫外光的輻射，從而依據可見紫外吸收光譜來完成重金屬檢測的測定分析方法[3]。其具有簡便快速、安全可靠等優點，在重金屬檢測中有著較好的應用前景。但是該法在實際應用中，在污染物選擇性、靈敏性和譜線重疊方面需要做更多的研究。

3 結語

光譜法作為高效的水質檢測方法，在水中重金屬檢測應用中有著良好的發展前景。但是在樣品預處理、高效低耗發射源探索、能與重金屬絡合的新型熒光材料和熒光方法的研發等方面應加強研究。