基于原子吸收光譜法的化工污水中重金屬含量檢測(cè)方法

郭艷

（遼寧筑海檢測(cè)科技有限公司，遼寧營(yíng)口 115000）

工業(yè)污水之中包含著大量的重金屬物質(zhì)，這一類(lèi)物質(zhì)相對(duì)較難分解消除，對(duì)環(huán)境的影響是不可恢復(fù)的。 重金屬是工業(yè)污水中的一項(xiàng)重要污染物，在污水之中所占的比例也十分大。 如：某地地下水中含有大量鐵（29%）、錳（31%）等重金屬污染物， 如果企業(yè)不對(duì)工業(yè)污水嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)處理，將會(huì)進(jìn)一步污染地下水，人類(lèi)如果飲用污染物超標(biāo)的地下水會(huì)引起多種疾病[1～3]。 基于此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)工業(yè)污水重金屬的分解檢測(cè)，使其能夠達(dá)標(biāo)排放。 傳統(tǒng)的分解檢測(cè)方法主要是利用活性炭等具有吸附作用的物質(zhì)對(duì)重金屬進(jìn)行吸納，再通過(guò)化學(xué)物質(zhì)二次消除，以此來(lái)達(dá)到分解檢測(cè)的目的。 但是隨著最近幾年工業(yè)污水物質(zhì)逐漸變得復(fù)雜， 且污水中的重金屬分子結(jié)構(gòu)也變得多樣，傳統(tǒng)的分解檢測(cè)方法已經(jīng)不能再滿足目前社會(huì)的需要了，需要設(shè)計(jì)更為靈活嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測(cè)方法對(duì)工業(yè)污水之中的重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)[4～6]。 原子吸收光譜法是目前較為先進(jìn)的一種光子檢測(cè)法，主要是利用光譜中的原子數(shù)量來(lái)測(cè)量計(jì)算污水之中的重金屬粒子含量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)含量的檢測(cè)。 本文對(duì)基于原子吸收光譜法的化工污水中重金屬含量檢測(cè)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在相對(duì)較為真實(shí)的環(huán)境下，進(jìn)行檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，以此來(lái)增強(qiáng)我國(guó)檢測(cè)的相關(guān)水平。

1 化工污水中重金屬含量檢測(cè)方法設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)置光譜的處理參數(shù)

在進(jìn)行化工污水重金屬含量的檢測(cè)方法設(shè)計(jì)之前，需要先對(duì)光譜的處理參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 光譜處理是利用光譜儀將污水中的重金屬原子結(jié)構(gòu)打破，再利用吸收原子將有害的污染物進(jìn)行吸附，最終達(dá)到消除分解的目的[7]。 其實(shí)，目前階段，我國(guó)工業(yè)污水中重金屬的檢測(cè)方法和檢測(cè)技術(shù)繁多，但是從最終的檢測(cè)方式來(lái)看，原子吸收光譜法的最終實(shí)現(xiàn)效果最好。 首先，可以利用需要進(jìn)行檢測(cè)的元素原子自身所具備的熒光強(qiáng)度來(lái)構(gòu)建光譜的檢測(cè)條件，再利用對(duì)應(yīng)的原子熒光光度計(jì)對(duì)工業(yè)污水中的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測(cè)量，接下來(lái)，利用測(cè)定出來(lái)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行光譜處理參數(shù)的計(jì)算，具體如公式1 所示：

公式1 中：P 表示實(shí)際的光譜處理標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，β 表示光譜的慣性指數(shù)，r 表示測(cè)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值，m 表示元素最大適應(yīng)值，n 表示元素最小適應(yīng)值。 通過(guò)以上計(jì)算，可以最終得出實(shí)際的光譜處理標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)[8～10]。利用這個(gè)參數(shù)對(duì)原子吸收的處理程度進(jìn)行分析研究，如果實(shí)際的檢測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在相同的環(huán)境下得出的處理值在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，這說(shuō)明化工污水之中的重金屬元素可控， 反之，如果實(shí)際的檢測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在相同的環(huán)境下得出的處理值在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之外，那就表明重金屬的元素含量相對(duì)較高， 控制起來(lái)會(huì)存在一定的難度，需要加大光譜原子的吸附力[11]。

1.2 構(gòu)建耦合檢測(cè)模型

在完成光譜的處理參數(shù)設(shè)置之后， 接下來(lái)，需要構(gòu)建耦合檢測(cè)模型。 首先，可以先建立對(duì)應(yīng)的光譜適應(yīng)結(jié)構(gòu)，為檢測(cè)模型的運(yùn)行奠定基礎(chǔ)[12]。設(shè)置適應(yīng)環(huán)境，使整個(gè)原子吸收可以更加順利地進(jìn)行，完成之后，利用對(duì)應(yīng)的元素譜線強(qiáng)度特征，來(lái)擴(kuò)大原子的吸收范圍。 之后，利用耦合電感發(fā)射光譜以及等離子發(fā)射光譜同時(shí)對(duì)污水中的重金屬粒子進(jìn)行作用，具體如表1 所示。

表1 光譜檢測(cè)作用分析表

按照表1 中的對(duì)應(yīng)項(xiàng)目指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)作用。完成之后，利用對(duì)應(yīng)的激光將光譜中吸收的重金屬物質(zhì)的原子元素?fù)舸?再利用活性炭等具有吸附力的物質(zhì)進(jìn)行物理吸附。 至此，完成耦合檢測(cè)模型的構(gòu)建。

1.3 酶抑制法實(shí)現(xiàn)最終的重金屬含量檢測(cè)

在完成耦合檢測(cè)模型的構(gòu)建之后， 接下來(lái)，需要利用酶抑制法實(shí)現(xiàn)最終化工污水中的重金屬含量的檢測(cè)。 先將活性酶依照對(duì)應(yīng)比例取出，放置在特殊的有孔容器之中，然后，將其投入化工污水之中，這樣可以最大程度地改變污水中重金屬粒子的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，使整個(gè)元素發(fā)生改變[13]。隨后，利用電導(dǎo)儀，將污水通電，此時(shí)可以觀察到，化工污水的顏色發(fā)生了一定的改變，且相應(yīng)的密度也產(chǎn)生了變化，利用光譜儀測(cè)量此時(shí)的光譜原子數(shù)量，然后，利用測(cè)量出來(lái)的數(shù)值以及其他的數(shù)據(jù)信息，對(duì)檢測(cè)的精密度進(jìn)行計(jì)算，具體如公式2 所示：

公式2 中：M 表示檢測(cè)的精密度，d 表示酶活性下降比值，f 表示元素固定分離率，θ 表示激光抑制范圍。 通過(guò)計(jì)算，可以得出實(shí)際檢測(cè)的精密度，利用免疫分析法對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行討論分析，最終得出結(jié)果。

2 方法測(cè)試

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

本次主要是對(duì)基于原子吸收光譜法的化工污水中重金屬含量檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)試。 主要以對(duì)比的形式來(lái)驗(yàn)證最終的檢測(cè)結(jié)果，測(cè)試共分為兩組，一組為傳統(tǒng)的生物傳感器檢測(cè)法，將其設(shè)定為傳統(tǒng)生物傳感檢測(cè)組；另一組是本文所設(shè)計(jì)的檢測(cè)方法，將其設(shè)定為原子光譜檢測(cè)組，兩組測(cè)試同時(shí)進(jìn)行。 準(zhǔn)備一些化工污水作為本次測(cè)試的樣本對(duì)象，在保證測(cè)試環(huán)境穩(wěn)定且無(wú)外部影響因素后，開(kāi)始測(cè)試。

2.2 測(cè)試過(guò)程

首先，先將光譜儀的處理參數(shù)設(shè)置好，再利用光譜儀測(cè)量污水之中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，完成之后，將這些數(shù)據(jù)整理匯總，然后利用原子吸收光譜法對(duì)化工污水中的重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)，具體流程如圖1 所示。

依據(jù)圖1 中的流程進(jìn)行重金屬含量的檢測(cè)，完成之后，利用檢測(cè)出的數(shù)據(jù)信息來(lái)計(jì)算最終的光譜檢測(cè)線性比，具體如公式3 所示：

圖1 重金屬含量檢測(cè)流程圖

公式3 中：X 表示最終的光譜檢測(cè)線性比，M表示檢測(cè)的精密度，v 表示線性最大適應(yīng)值，b 表示線性最小適應(yīng)值。 完成計(jì)算之后，會(huì)得出兩組測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析。

2.3 測(cè)試結(jié)果

通過(guò)以上計(jì)算， 可以得出最終的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析，具體如表2 所示。

表2 化工污水中重金屬含量檢測(cè)結(jié)果分析表

根據(jù)表2 中的測(cè)試結(jié)果可以得出結(jié)論：在相同的測(cè)試環(huán)境下， 對(duì)比于傳統(tǒng)生物傳感檢測(cè)組，原子光譜檢測(cè)組最終所得出的光譜檢測(cè)線性比相對(duì)更高， 這表明最終的檢測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)、科學(xué)，具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性。 因此，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證可以表明原子光譜檢測(cè)組的檢測(cè)效果更好。

綜上所述，便是對(duì)基于原子吸收光譜法的化工污水中重金屬含量檢測(cè)方法設(shè)計(jì)的相關(guān)過(guò)程。其實(shí)，重金屬檢測(cè)在污水處理中是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作，實(shí)施的過(guò)程相對(duì)較為漫長(zhǎng)，一旦過(guò)程中出現(xiàn)誤差，就會(huì)在未來(lái)的處理過(guò)程中留下相對(duì)應(yīng)的隱患。 在當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)之下，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為社會(huì)未來(lái)發(fā)展的主要方向之一，所以，面對(duì)如此巨大的污水處理工程，應(yīng)該進(jìn)一步完善相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)，在不影響環(huán)境發(fā)展的情況下，實(shí)現(xiàn)重金屬物質(zhì)在化工污水之中的檢測(cè)，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境的社會(huì)目標(biāo)。