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水質(zhì)分析中重金屬檢測(cè)技術(shù)
水作為人類生命之源，在當(dāng)今社會(huì)受到工業(yè)、化學(xué)、生活垃圾等各方污染，同時(shí)這些污染均會(huì)在水體內(nèi)留有重金屬，如若在水體內(nèi)留有超過(guò)國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的重金屬，將影響水質(zhì)飲用安全性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危害人體健康。在這種水質(zhì)污染日益嚴(yán)重的大環(huán)境下，各類水質(zhì)分析技術(shù)應(yīng)用而生，為保障飲用水安全作出積極貢獻(xiàn)?；诖耍瑸榱耸顾|(zhì)分析更富成效，探究其重金屬檢測(cè)技術(shù)顯得尤為重要。
1水體重金屬的基本概念和危害
重金屬元素主要是指密度≥4.5g/cm3的金屬?，F(xiàn)階段，重金屬污染產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：其一，重金屬會(huì)累積在各種植物體內(nèi)，然后通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，威脅人的生命健康；其二，重金屬污染對(duì)人體健康的危害具有長(zhǎng)期性與隱蔽性，其所包含的毒理作用多種多樣，例如，干擾胎兒正常發(fā)育、造成人體出現(xiàn)生殖障礙等；其三，水體中包含的重金屬種類較多，其中Na、Ca、Mg等對(duì)人體有益，Pb、Cd、Hg等則會(huì)對(duì)人體造成損害。
2檢測(cè)技術(shù)
2.1電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法
電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法(ICP--AES)作為光譜分析方法，其激發(fā)光源為電感耦合等離子體炬，等離子體炬會(huì)因不同介質(zhì)而產(chǎn)生不同激發(fā)光源，這些光源共同組成光譜，繼而可對(duì)分析水質(zhì)中重金屬物質(zhì)產(chǎn)生不同的檢測(cè)結(jié)果，這些檢測(cè)結(jié)果中所蘊(yùn)含的污染信息，可通過(guò)定量、定性分析法，依據(jù)光譜對(duì)環(huán)境水質(zhì)中存在的重金屬元素進(jìn)行分析。電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法在環(huán)境水質(zhì)分析過(guò)程中，具有介質(zhì)干擾小、檢測(cè)線性范圍寬、靈敏度高等youshi，相較于其他檢測(cè)方式，電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法具有的zuidayoushi為可同時(shí)定性并定量分析若干金屬元素，提高檢測(cè)分析綜合成效。然而，電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法在應(yīng)用過(guò)程中，因存在成本高的劣勢(shì)，所以在許多環(huán)境水質(zhì)分析檢測(cè)過(guò)程中并無(wú)法使用，影響該檢測(cè)技術(shù)的推廣。基于此，該技術(shù)若想在環(huán)境水質(zhì)分析行業(yè)中得以有效應(yīng)用，需不斷結(jié)合先進(jìn)分析技術(shù)，優(yōu)化自身分析體系，縮減分析成本，為自身應(yīng)用推廣奠定基礎(chǔ)，賦予電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法無(wú)限發(fā)展活力。
2.2生物化學(xué)法
近年來(lái)，生物化學(xué)法也逐漸開(kāi)始在環(huán)境水質(zhì)重金屬含量檢測(cè)中應(yīng)用，免疫分析法以及酶抑制法是為常見(jiàn)的兩種對(duì)環(huán)境水質(zhì)重金屬含量的生物化學(xué)法，免疫分析法的原理是通過(guò)抗體與重金屬之間的反應(yīng)來(lái)測(cè)定環(huán)境水質(zhì)中重金屬的含量；酶抑制法的原理是以重金屬污染物能夠改變酶的活性為依據(jù)，通過(guò)對(duì)其pH值以及導(dǎo)電率進(jìn)行觀察，來(lái)測(cè)定環(huán)境水質(zhì)中重金屬的含量。生物化學(xué)法可以根據(jù)檢測(cè)需求合理的選擇檢測(cè)方法，并且其檢測(cè)速度也相對(duì)更快。
2.3原子熒光分光光度法
原子熒光分光光度法在應(yīng)用過(guò)程中可產(chǎn)生熒光發(fā)射強(qiáng)度，這些熒光發(fā)射強(qiáng)度會(huì)因檢測(cè)對(duì)象內(nèi)金屬元素原子蒸汽發(fā)生改變，并在輻射能激發(fā)下依據(jù)污染源、污染量等客觀污染條件的不同產(chǎn)生不同檢測(cè)結(jié)果，技術(shù)人員可依據(jù)該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行水體重金屬污染程度分析，加之儀器分析法衡定重金屬污染總量，針對(duì)金屬銻、硒、汞等污染物的檢測(cè)可采用原子熒光分光光度法，確保分析結(jié)果科學(xué)有效，達(dá)成環(huán)境水質(zhì)分析目標(biāo)。
2.4電化學(xué)法
電化學(xué)分析法是建立在電化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)上的環(huán)境水質(zhì)重金屬檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)原理是根據(jù)重金屬元素本身的電化學(xué)特性，比較各元素之間的的差異，判斷化學(xué)物質(zhì)由哪些元素組成。電化學(xué)分析法的使用有一個(gè)限制條件，就是相關(guān)檢測(cè)反應(yīng)必須在電化學(xué)池中進(jìn)行。根據(jù)技術(shù)原理，電化學(xué)分析法的實(shí)驗(yàn)操作步驟主要可分為以下幾步:首先，在化學(xué)試驗(yàn)檢測(cè)前，電化學(xué)檢測(cè)人員需要將水質(zhì)實(shí)驗(yàn)液體導(dǎo)入電化學(xué)池中，以該水質(zhì)實(shí)驗(yàn)液體的某一個(gè)參數(shù)作為實(shí)驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)，比如:液體的電阻值、電流值等。選好參考標(biāo)準(zhǔn)值之后，實(shí)驗(yàn)人員就可以對(duì)電化學(xué)池進(jìn)行元素測(cè)定，根據(jù)提前選好的參考值進(jìn)行液體重金屬元素的濃度對(duì)比，得出實(shí)驗(yàn)中所有元素的含量。與其他水檢測(cè)技術(shù)相比，電化學(xué)分析法具有操作步驟簡(jiǎn)潔、方法簡(jiǎn)單等youshi，缺點(diǎn)在于存在一定的限制性。
2.5液相色譜分析法
液相色譜技術(shù)與上世紀(jì)70年代發(fā)展以來(lái)受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，伴隨相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷累加，液相色譜技術(shù)應(yīng)用youshi受到多方肯定，并在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)院衛(wèi)生、工業(yè)農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。構(gòu)成液相色譜技術(shù)實(shí)踐體系的主要成分有數(shù)據(jù)處理機(jī)、記錄器、檢測(cè)器、進(jìn)樣系統(tǒng)、輸液系統(tǒng)、色譜分離系統(tǒng)等組件，在該技術(shù)用于分析水體重金屬污染程度實(shí)踐過(guò)程中，含有重金屬的分析液體由高壓輸液泵負(fù)責(zé)輸送流動(dòng)相，將其運(yùn)送至檢測(cè)裝置內(nèi)，并由色譜柱展開(kāi)分離，待分離后檢測(cè)器內(nèi)接入各類檢測(cè)樣品，記錄器對(duì)檢測(cè)器輸出信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與處理，得出重金屬污染程度的檢測(cè)成果，達(dá)成重金屬檢測(cè)目標(biāo)。相較于氣體色譜檢測(cè)技術(shù)，液相色譜技術(shù)不受重金屬檢測(cè)樣品揮發(fā)、耐熱程度低等物理現(xiàn)象影響，可對(duì)重金屬檢測(cè)水體展開(kāi)穩(wěn)定檢測(cè)并得出水體污染結(jié)果，檢測(cè)極為可靠，在使用液相色譜檢測(cè)技術(shù)時(shí)，該技術(shù)無(wú)法*分離檢測(cè)樣品的劣勢(shì)，使其檢測(cè)不夠系統(tǒng)深入，影響檢測(cè)成效，液相色譜技術(shù)可在不受外界因素影響的前提下，達(dá)成對(duì)檢測(cè)樣品深度分離的目的，檢測(cè)精度高達(dá)0.0001μg/L,并具有靈活的檢測(cè)分離選擇能力，可提升水體重金屬污染程度分析成效。
2.6流動(dòng)注射法
流動(dòng)注射分析法指的是將相同體積的樣品注入相同流速的流動(dòng)載流中，在流入反射器時(shí)，試樣和載流就會(huì)在一定程度上達(dá)成混合，并且其試劑反應(yīng)物也會(huì)從檢測(cè)器流出，此時(shí)就能夠?qū)悠酚枰詸z測(cè)，結(jié)合記錄儀來(lái)對(duì)其鋒形信號(hào)進(jìn)行分析，完成與之相應(yīng)的定量分析。這一檢測(cè)方法表明重金屬檢測(cè)技術(shù)逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展，其不僅能夠提升工作效率，還能夠?qū)ι婕暗膹?fù)雜操作環(huán)節(jié)予以處理，如冷卻與加熱等。此外，它可以在處理結(jié)束后將其合流到流路體系中，同時(shí)完成非均勻和非平衡態(tài)下的相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目，加快分析速度并提升分析精密度，有效控制試劑消耗。
2.7原子吸收法
原子吸收分光光度法具有突出youshi:檢測(cè)速度快、檢測(cè)準(zhǔn)確度高、靈敏度*，且檢測(cè)方法十分簡(jiǎn)單，可以有效抵御內(nèi)外部其他干擾因素，提升整體結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此，在重金屬元素檢測(cè)中有著十分廣泛的應(yīng)用和突出的應(yīng)用價(jià)值，為常用的是火焰原子吸收分光光度法。在應(yīng)用該方法時(shí)，要注意以下三方面的問(wèn)題:，有效處理檢測(cè)樣品。如果樣品本身存在差異，那么選用的處理方法也要注意適用性和合理性。例如，如果水樣品沒(méi)有沉淀，可以直接對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè);如果水樣品中含有部分泥沙，需要做好離心沉淀的處理，這樣不僅能提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度，還能減少對(duì)檢測(cè)設(shè)備的傷害。第二，增強(qiáng)火焰吸光度的穩(wěn)定性。在測(cè)定水質(zhì)中的活潑金屬元素時(shí)，對(duì)于火焰吸收光度穩(wěn)定性的要求較高，因此必須要保證預(yù)熱時(shí)間充足，同時(shí)，燃?xì)夂椭计鞫家泻芨叩募兌炔拍芊蠈?shí)際檢測(cè)的要求，要保證燃?xì)夂细?，并定期完成檢漏工作，以免造成測(cè)量的誤差。第三，注重提高測(cè)量的靈敏度。在具體的水質(zhì)重金屬檢測(cè)中，要嚴(yán)格依照儀器給定的說(shuō)明控制好測(cè)量的每一個(gè)條件，特別要注意調(diào)整好燃燒器的高度，保證金屬元素的*原子化。在具體的測(cè)量中，要耐心觀察、記錄其中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，光源的強(qiáng)度要充足，空心陰極燈的燈電流要進(jìn)行合理把控。
結(jié)語(yǔ)
水質(zhì)安全關(guān)乎人類的生存，隨著水質(zhì)的污染越來(lái)越嚴(yán)重，不僅需要加強(qiáng)重金屬檢測(cè)技術(shù)，還應(yīng)從源頭上減少污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。