重金属检测技术在环境水质分析中的探析

发表时间:2021/4/26   来源:《科学与技术》2021年1月3期   作者:褚连弟
[导读] 随着我国水质恶化问题的不断出现,水资源污染和水资源匮乏问题
       褚连弟
        黑龙江省大庆市水务集团排水公司污水厂  黑龙江大庆 163311
        摘要:随着我国水质恶化问题的不断出现,水资源污染和水资源匮乏问题最为严重,因此水资源的保护工作十分紧迫。在对水资源进行保护时,要求专业人员探究水源,从源头解决水资源问题。文章分析了环境水质检测重金属的作用,以及重金属检测技术应用的现状,根据重金属检测技术的分类提出了具体的应用措施。
        关键词:重金属检测;环境水质;
        1 重金属检测技术概述
        现阶段采用的重金属检测技术种类比较多,但是在采集水样时需要耗费大量的时间,而且为了保证检测数据的准确性还需要工作人员尽可能在短时间内把水样送到检测中心进行检测,在一定程度上增加了检测工作的难度。针对现在检测工作过程中存在的问题,还需要对检测技术进行进一步改良,提高重金属检测技术的准确性和实用性。
        2环境水质分析中重金属检测技术具体应用
        2.1荧光法
        荧光分析法在重金属检测技术运用过程中的较为常见,主要原理是利用不同重金属物质散发的光颜色不同的特点,表示重金属的分布范围,便于专业工作人员对不同重金属位置的确定。目前在重金属检测技术中常用的荧光分析法主要有原子荧光光谱法和分子荧光光谱法两种。之所以能产生荧光是因为能源可以对金属中存在的电子产生影响。科学运用荧光光谱分析法,使专业工作人员简便明了的发现环境中重金属的分布,促进对相关问题的解决效率。荧光光谱法的使用方法简单,效果显著,但其存在较强的局限性,无法检测没有荧光存在的重金属或其它物质。
        2.2电化学分析法
        电化学分析法是仪器分析的重要组成部分,它是根据溶液中待测物质的电化学性质和变化规律,在电导、电位、电量、电流等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上所建立的,对组分进行定量和定性的仪器分析法,也称为电分析化学法。采用电化学分析法来检测水质中重金属含量,不仅可以节约技术成本,而且还可以保证检测结果的真实、可靠。例如,采用伏安法分析水质重金属含量,不会对水质造成二次污染,而且方法安全,抗干扰能力也较强。电化学方法与其他检测方法相比,它能够准确检测出水质中游离的离子,同时还可以有效避免盐分对检测结果的影响,使环境水质分析报告更加全面、科学。目前,该方法还与大数据技术进行了结合,建立了重金属水体污染数据池,形成特定水质档案,对未来水质环境治理工作开展创造了便利条件。
        2.3ICP-MS分析法
        电感耦合等离子体质谱,即ICP-MS,它以独特的接口技术将ICP的高温电离特性与四级杆质谱仪灵敏快速扫描的优点相结合,形成了一种新型的元素和同位素分析技术。在分析能力上,它可以取代传统的电感耦合等离子体光谱、石墨炉原子吸收光谱、火焰原子吸收光谱等分析技术。ICP-MS可以用于物质试样中一个或多个元素的定性、半定量和定量分析:ICP-MS可以测定的质量范围为3-300原子单位,分辨能力小于1原子单位,能测定周期表中90%的元素(如图1所示),标准偏差为2%-4%,每元素测定时间10秒,非常适合环境水质分析中多种重金属的同时测定分析。
        它的工作原理是:被分析的样品通常以水溶液的气溶胶形式引入氩气流中,然后进入由射频能量激发的处于大气压下的氩等离子体中心区;等离子的高温使样品蒸发、气化解离、原子化、电离;部分等离子体经过不同的压力进入真空系统;检测器将离子转化为电子脉冲,然后由积分测量线路计数;电子脉冲的大小与样品中分析离子的浓度有关,通过与已知的标准或参与物质比较,实现未知样品的重金属元素定量分析。
        
        
        图1ICP-MS检测限及质量分析范围
        3.2 液相色谱分析法
        液相色谱分析法是当前环境水质检测中应用较为广泛并且效果良好的一种重金属检测技术,最鲜明的特点就是能够高效分离,运用液相色谱分析法能够对环境水质中多种重金属元素进行检测,能够较快地分析出重金属的分布及范围,但,该种方法灵敏度较差。
        在实际的应用过程中,工作人员往往会结合另外一种方法进行检测,这样能够在维持液相色谱分析法高效分离优点的同时,弥补其灵敏度不高的缺点,提高重金属检测的工作质量和工作效率。当前对于该项技术也进行了相应的完善处理,首先利用离子色谱法进行测定,再通过改良后的阳离子交换柱抑制电导检测,能够在较短的时间内得到相关的检测数据。
        3.3 原子吸收分光光度法
        目前紫外分光光度法也被运用在水质重金属检测中,此种检测方法主要是利用物质中存在的电子会吸收紫外线,并在相应光谱上有所展现,利用该特点可对水中所含重金属进行检测,专业人员可根据产生光谱的区别对水中所含重金属的数量及分布进行测定。运用紫外光光谱法进行检测时,操作步骤简便,准确率较高,可快速便捷的对水中重金属进行分析,因此紫外光光谱法对于水中重金属检测来说尤为重要。
        3.4 重金属流动注射分析检测法
        重金属流动注射分析技术要求工作人员在进行检测工作之前,把要注样阀中检测的样本以一定流速连续注入到载流中,让这个整体在流经反应器时使样本与载流进行充分地融合,在这个期间会发生一些化学反应,对其产物辅助加以试剂进行检测,根据其产物所显示的数据进行分析。这项技术对于设备的要求比较低,在逐渐发展过程中已经开始走向自动化,首先能够保证样本以相对均匀的速度进行流动,为化学反应的发生提供一个良好的环境。而且实现自动化能够提高样本的处理效率,简化多项操作步骤,减少人为操作的步骤也能够避免很多人为造成影响实验结果的因素,提高重金属流动注射分析检测法应用时的准确性,提高检测效率和检测质量。因此,该项技术也往往会被更多应用到较为珍贵的环境水质检测工作中,减少水量的浪费还能确保实验的效果。
        3.5电感耦合等离子体原子发射光谱法
        电感耦合等离子体原子发射光谱法是光谱分析法中的一种检测方法,简单来说就是以电感耦合等离子炬作为检测的激发光源,分析样本中各金属元素的含量。该方法最主要的特点就是方便快捷,能够很准确简单的操作下得到样本中所含金属元素的种类以及各金属元素的含量,并且在反应过程中不会出现过于明显的现象。由于这种方法灵敏度极高,并且受到环境影响较小,多被应用于微量或痕量重金属元素的检测工作当中,也能够提供相对准确的数据。而且电感耦合等离子体原子发射光谱法能够同一时间检测分析多种元素。但是,在实际应用的过程中,在检测过程中还是会受到一定的影响,为了能够保证检测结果的准确性,就需要结合分离富集技术,提高各元素在环境水质中的聚集度,保证该方法检测的准确性,在一定程度上扩大了电感耦合等离子体原子发射光谱法的应用范围,弥补了这种方法的不足,提高检测的精度和效率。
        4结语
        随着我国社会经济的不断发展,水资源污染问题的解决迫在眉睫,未来我国相关部门在对资源检测技术进行提高的同时,应注意保护水资源,减少污染,特别是降低工厂排放物对水资源的影响,提高生产技术,减少有害物质的排放,进一步促进我国社会绿色低碳的可持续发展。
        参考文献
        [1]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.
        [2]吕鹏军,李俊勇.环境水质分析中重金属检测技术研究[J].清洗世界,2019,35(04):27-28.
        [3]王云凤.重金属检测技术在水质分析中的应用[J].世界有色金属,2019(02):197-198.
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