環境監測中的重金屬元素分析方法

王靜怡 覃勇

【摘? 要】隨著社會經濟的快速發展，環境治理工作也得到進一步提升，環境監測下重金屬污染現象較為嚴重，文章通過對重金屬元素分析方法進行分析，探討環境監測下重金屬污染處理的方法措施。

【關鍵詞】環境監測;重金屬;元素分析;重金屬污染

引言

近年來，我國經濟發展速度非常快，但是隨之而來的環境污染問題也引起了社會的高度關注，尤其是自然環境重金屬污染問題。我國工業規模不斷擴大，會向自然環境中排放錳、鉛、鉬等重金屬，這些重金屬積累到一定程度后，不僅會破壞自然環境性質，還會影響到農作物的生產和農產品質量，更甚者還會危害到人的生命健康。因此，加強自然環境重金屬檢測工作刻不容緩。現階段，雖然我國自然環境重金屬檢測技術已經取得了一定成效，但是重金屬檢測技術水平還不夠先進，還需要深入研究，只有不斷提高重金屬檢測技術水平，才能更好地檢測出自然環境中的重金屬含量，進而更好地保護自然環境。

1.環境監測中的重金屬元素分析方法

1.1原子吸收光譜法

原子吸收光譜法又被稱為原子吸收分光光度法，該技術的應用時間較長，從上世紀中葉開始就進入到人們的視野。該技術需要借助儀器才能實現，是一種儀器分析技術。其工作原理涉及到物理知識，即原子外層的電子可以吸收到特定的光譜。由于不同元素能夠被吸收的光譜存在明顯的差異，因此可以通過區分光譜的變化，來進行重金屬元素的確認。該方法不僅可以檢測到重金屬元素的存在，甚至還能進行含量的確定。技術的應用可借助四類檢測儀器的輔助，最受到廣泛青睞的則是原子吸收。原子吸收光譜法具有突出的優勢，檢測的結果較為準確，同時對各類元素都有良好的檢測效果。而且技術應用難度不大，操作簡便易行，因此被行業人員大力推廣，為重金屬元素檢測工作提供了極大的便利。

1.2原子熒光光譜法

原子熒光光度法是通過測量待測元素的原子蒸汽吸收一定波長的光輻射而被激發產生熒光，在一定條件下其熒光發射強度與待測元素原子濃度成正比進行分析的方法。該方法靈敏性較強，檢出限較低，譜線簡單且干擾少，可同時檢測多種元素的含量，在重金屬離子檢測領域被廣泛研究。

1.3電感耦合等離子體發射光譜法

該方法是在傳統的原子發射光譜法（AES）基礎上發展而來，通過高頻電感耦合產生等離子體放電的光源將待測物質蒸發、解離、電離并被激發，產生光輻射，通過分光色散，形成光譜。某種元素原子只能產生某些特定波長的譜線，因而可根據光譜圖中是否出現某些特征譜線，可判斷是否存在某種元素。根據特征譜線的強度，測得待測元素的含量。該方法分析速度快、元素選擇性好、檢出限低，適用于整批樣品多組分同時測定，但也存在被測元素濃度較高時，準確度較差以及所用儀器設備費用昂貴等缺點。賀攀紅等將氫化物發生技術（HG）與電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）聯用實現了易氫化元素與難氫化元素的同時測定。在同步測定土壤中的痕量As、Cu、Pb、Zn、Ni、V等元素時取得了較好的結果;采用混合酸溶解-電感耦合等離子體原子發射光譜法同時測定土壤中17種元素并與一級國家標準物質認定值比對，測定值的相對標準偏差（n=12）均小于4.0%。

1.4生物化學法

生物化學法是重金屬檢測的一種新型方法，主要有免疫分析法和酶抑制法兩種檢測方法。免疫分析法的原理是利用抗體與抗原的特異性反應，即將適量的抗體加入到水中，使抗體與水中的重金屬元素發生化學反應，進而測定水中重金屬的含量。該方法具有高靈敏度、高選擇性、不會產生二次污染的優點。酶抑制法是通過改變酶活性中心的結構與性質，引起酶活力下降，進而使底物與酶系統中的顯色劑顏色、pH和電導率等隨之變化，從而進行定量分析的技術。此技術由于具有方便、快速、經濟的優點，非常適合水質重金屬的現場檢測，但是靈敏度和準確性不夠好，只能做定性分析。

1.5色譜分析法

色譜分析法利用不同物質在不同相態的選擇性分配，以流動相對固定相中的混合物進行洗脫，混合物中不同的物質會以不同的速度沿固定相移動，最終達到分離的效果。根據物質的分離機制，色譜分析法又可分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜等類別，而不同類別色譜分析法的作用也不同。色譜分析法與蒸餾、化學沉淀、電泳技術等原理十分相似，是利用固定相與流動相之間對待分離組分溶解度的差異來實現分離。色譜分析法在土壤重金屬檢測中有著較高的應用價值，其分離效能高、檢測性能準確，被廣泛應用于石油化工、環境能源、環境生命等領域。

1.6酶抑制法

酶抑制法是能夠在現場對重金屬元素做快速檢測的方法，根據特定酶的活性中心與待測元素、物質間相互作用，分析其造成的可視化的顏色變化和易測定的電導率改變，同酶抑制法相應的指標體系做對比判斷，從而確定所檢測樣本中金屬元素的種類。這種方法主要是定性的初步判定，無法做到定量的準確測量，但可肉眼觀察的方法簡便性讓其在現場檢測中很常用，例如對作物農業殘留的成分測定。

2.重金屬污染現象的解決措施

2.1優化環境監測方法

為更好地控制環境監測二次污染問題，減少重金屬污染物的排放，最關鍵的便是避免化學試劑的大量使用。但若局限于常規環境監測方法，對于化學試劑很難棄之不用，所以重金屬污染難以從根源上控制，這正是環境監測的矛盾所在，嚴重違背環保工作的初衷。所以，應當積極改進和優化環境監測方法，以SO2有害物質的測定為例，常規監測方法會帶來超標的問題，而通過對化學試劑進行更換，如甲醛試劑，便能夠較好的解決環境監測中的重金屬元素殘留問題。

2.2測試儀器的選擇

重金屬測定常用的儀器有電感耦合等離子體發射光譜儀、電感耦合等離子體質譜儀、原子吸收分光光度儀等，根據監測目標元素、質量管理目標、儀器的檢出限、靈敏度等選擇相應的測試儀器。比如砷、汞除了可以選擇ICP、ICP-MS外，還可以選擇原子熒光光度儀，或測汞儀。現在X射線熒光光譜儀，因其不需要對土壤樣品進行前處理，測定簡單高效也逐漸應用于土壤重金素元素的測定。

2.3通過政策措施引導工業企業凈化污水排放。

從政策角度出發，為了加強我國循環經濟的發展和可持續發展的建設，可以制定和出臺相應的政策法規，來對各個工業企業的生產和污水排放做好統籌規劃和管理。一方面，我國已制定了規范化的污水排放標準，對工業企業企業的清潔生產設備和污水處理設施也有了一定的要求和監督，還通過環保部門環保檢查和評定的方式，讓生態效益也成為工業企業生產資質認定的標準之一;但是，另一方面，我國的許多小作坊、小工業企業不規范生產和大量排污的現象屢見不鮮，而一些購置有清潔處理設備的工業企業為了降低成本開銷，也不日常使用。這反映出我國的政策措施盡管具有一定的作用和效果，但對于工業企業排放污水的監管力度和成效還有待提升。

3.結語

綜上所述，重金屬污染是危害最大的環境污染問題之一，對人體健康有著極大的危害性，因此，為提高環境監測書評，準確測定環境中重金屬元素是非常重要的。工作人員還需要結合實際情況選擇正確的檢測技術，確保得到準確、有效的檢測結果。

參考文獻

[1]陳昌盛.污染土壤分析樣品的采集與制備[J].城市建設理論研究（電子版），2018（4）：157.

[2]柳春莉.環境監測中重金屬污染現狀及對策研究[J].資源節約與環保，2019，（11）：30.

[3]鐘禮漢.土壤重金屬檢測方法的應用及發展趨勢研究[J].化工管理，2019（35）：58-59.