重金属检测技术在环境水质分析中的运用

发表时间:2020/10/20   来源:《科学与技术》2020年6月17期   作者:黄渝岚
[导读] 广西水文地质工程地质勘察院 广西省柳州市 545006
        黄渝岚  
        广西水文地质工程地质勘察院  广西省柳州市  545006
        摘要:近年来,在我国工业化进程日益推进的背景下,水质污染问题日益严重,造成重金属污染对人类生存安全以及社会经济发展都造成不良影响,所以必须要高度重视水质中重金属检测和治理工作。基于此,本文详细介绍了重金属检测技术在环境水质分析中的具体运用,希望可以为有需要的人提供参考意见。
        关键词:重金属检测技术;环境水质分析;运用
        重金属产业对促进我国社会经济稳定发展和科技进步有着至关重要的作用,特别是在现代企业中。然而随着重金属产品的普遍利用,人们已经意识到重金属元素严重污染生态环境,而且容易威胁人们的身体健康。因此,要想将重金属污染问题有效解决,必须要在环境水质分析中合理运用重金属检测技术,这是非常关键的。
一、原子吸收分光光度检测法
        在我国环境水质重金属检测技术普遍应用的检测方法包括原子吸收分光光度检测法,该方法的检测灵敏度很强,选择性良好,而且可以在较短的时间内做好环境水质重金属检测工作。原子吸收分光光度检测法利用气态外层电子来原子分光光度吸收紫外线以及其他的可见光线,以做好环境水质重金属检测工作,可以检测环境水质中超过70种的重金属物质。原子吸收分光光度检测法通常应用原子开展重金属检测工作,由于使用不一样的原子装置,可以将其划分成多种检测法,比如:石墨炉原子吸收分光光度检测法、火焰原子吸收分光光度检测法等等[1]。工作人员采用原子吸收分光光度检测法完成重金属检测,在很大程度上可以确保检测技术的灵敏度超过6度,进而保证环境水质重金属检测工作可以正常进行。
二、电化学法
        一般来说,电化学法根据物质的电化学性质,对物质的基本结构要素以及具体含量进行检测。在化学电池中试液是不可或缺的构成部分之一,人们可以结合化学电池的有关参数,比如:电流以及电导等等,做好测量工作,对试样中出现的电化学反应进行分析。经常采用的极谱法以及溶出伏安法等等,在水环境重金属检测中具有重要的应用价值,而且具有很多优势,比如:效率很高以及操作简单方便等等。电化学氧化往往可以分成多种,比如:直接氧化以及间接氧化等等。其中,就直接氧化来讲,在阴极作用下污染物丧失电子而发生氧化,进而方便对包含重金属的污水进行处理。而间接氧化是在阳极反映下具有阳极反应和强氧化作用以外的氧化污染物,进而达到氧化降解污染物的目的。
三、流动注射分析法
        就流动注射分析法来讲,其主要是指将对应体积的水样品去除,将水向具有适当流速的流动载流中注进,如果水从反射器流过,就可以实现试样与载流的混合,这时使用检测器将试样的试剂反应物以及载体留出,进而完成重金属检测,根据记录仪得出的结果来定量分析峰形状信号[2]。此方法可以促进重金属检测技术自动化,既可以显著提高工作效率,又可以在相对复杂的化学操作中做好重金属检测工作。此方法主要适用于测定贵重试剂,可以明显减少试剂用量,防止出现浪费的情况。
四、生物化学法
        近年来,生物化学法广泛应用在水环境重金属检测中,生物化学法通常采用两种方法,一是免疫分析法,二是酶抑制分析法。第一,就免疫分析法来讲,不仅可以检测水环境的重金属含量,而且可以利用重金属以及抗体的反应来判定水质,这样就可以提高水质分析的科学性。第二,就酶抑制分析法来讲,主要是指在分析环境水质时,运用重金属污染物,使酶活性发生变化,以制定科学的分析机制。最重要的是,在重金属离子与甲硫相结合后,导致酶活性下降,这时检测水质中的导电率以及pH值,就能够获得准确的检测结果,进而制定适合的处理方案。


五、荧光分析法
        荧光主要是指在一般情况下常温物质可以在适当波长的光照射下,物质的价电子处在激发状态,从基台向激发状态迁移,然而此状态缺乏较强的稳定性,这样就导致电子迅速衰变,最后形成基态[3]。并且伴随着光子辐射强度的不断增加,波长的长度必定大于入射光波长的长度,射光即荧光。荧光的特征在于只要停止光照行为,发光现象就会慢慢消失。对于荧光分析法而言,其主要有两种,一是原子荧光光谱法,二是分子荧光光谱法。荧光分析法通常用于测定发射荧光物质 ,例如:荧光染料等等。就重金属检测来看,荧光物质具有很多情况,比如:猝灭以及荧光强化等等,增加浓度,这样就可以强化或者提高猝灭的灵敏度。并且相对于原子吸收光谱而言,可以减少检测出的限度,让水质样品具有多个特征,比如:富集以及显色等等。荧光分析法在操作上比较简单,不具备较强的应用性。
六、电感耦合等离子体光谱法
        在水质分析中重金属检测普遍采用的方法也包括电感耦合等离子体光谱法,将电感耦合等离子炬当作激发光源,迅速检测水环境的重金属含量。此重金属检测方法的检测结果比较准确,缺乏显著的基体效应,而且可以在同一时间检测不同的元素[4]。在检测微量元素中具有明显的优势,检测灵敏度相当高,在检测过程也很少受到其他因素的影响。因此,在进行水环境质量检测时,这种检测方法的检测结果不会出现较大的误差,具有较强的重现性。通常,若水质不含有较多的重金属,就必须要在同一时间使用分离富技术与本技术,此方法可以迅速提高水中金属物质的精密度,而且扩大检测范围。在水质分析过程中,广泛运用的方法是分离富集法,该方法在人们平时的总结以及实践中,获得不错的发展,最近几年,也不断发展,让水环境质量检测结果越来越准确。
七、电感耦合等离子体质谱法
        电感耦合等离子体质谱仪是一种对同位素比值以及超痕量元素进行测定的仪器。其是由多个部分组成,比如:四极质谱仪、等离子体发生器以及雾化室等等[5]。等离子体,即电浆,是由一些电子剥夺后的原子和原子电离后出现的正负电子构成的离子化气体状物质,其在宇宙中普遍存在,经常被当做除了固液气以外,物质存在的其他形态。该方法的基本工作原理是:利用雾化器将等离子体光源送进溶液样品,在高温环境下汽化,将离子化气体解离出来,利用铜取样锥搜集的离子,在低真空大概133.322帕压力下变成分子束,然后利用大概1.5毫米直径的截取板进到四极质谱分析器中,经过滤质器进行质量分离后,最终到达离子探测器,结合探测器的计数以及浓度的比例关系,就可以将同位素比值检测出来。其优势在于检出限较低,基体效应很小,谱线不复杂,可以在同一时间对很多元素进行测定,而且也可以迅速对同位素比值进行测定。当前,电感耦合等离子体质谱法在环境监测的重金属分析中已经实现普遍应用。
结语:
        总而言之,水环境的重金属污染问题始终是环境保护工作中问题的重点。水环境的重金属元素长期不能有效降解,在水质中沉积久了,就会污染水质,而且破坏水生态平衡,然而在水环境中重金属治理是一项艰巨的工作,其根本原因在于重金属具有惰性,很难彻底清除。并且水体流动迅速,导致许多化学反应不能完全实施,就被水体冲散,降低化学反应的效能。水体容量也比较大,将检测物质添加到水体中,由于水流速度相当快,检测人员不能确定试剂量。
参考文献:
[1]萨茹拉.重金属检测技术在环境水质分析中的应用探析[J].大众标准化,2020(12):225-226.
[2]孔熙熙.重金属检测技术在环境水质分析中的应用分析[J].资源节约与环保,2020(05):54.
[3]孙莹,窦铭超.环境水质分析中重金属检测技术研究[J].绿色环保建材,2020(04):57-58.
[4]张振江.环境水质分析中的重金属检测技术研究[J].世界有色金属,2019(19):184-185.
[5]左云燕.重金属检测技术在环境水质分析中的应用探讨[J].节能,2019,38(06):111-112.
       
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