重金属检测技术在环境水质分析中的应用

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  [摘 要]目前,我国经济发展迅速,各个领域的事业发展的都很完善。这也包括重工业领域,其为我国的经济发展提供了重要的作用。但是在重金属业发展迅速的同时,其对我国环境影响也非常大。所以目前我国对重金属业检测成为首要解决的问题。若想对我国的环境治理工作正常进行下去,就必须注重重工业检测。由于其具有很难降解的特点,所以在某些水生物体内汇集了大量重金属。首先对我国水生物系统进行破坏,其次还污染了水质。更为重要的是对我们的身体健康造成威胁。大大阻碍了我国环境治理工作。此文根据环境水质的分析,进而对重金属检测技术进行研究。希望会对我国的重金属污染环境的问题提供帮助。
  [关键词]分析与研究 污染环境 提供帮助 经济发展 水生物系统 威胁
  中图分类号:X832 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)17-0366-02
  根据以往几年发展经验来看,重工业已经成为我国经济发展的主要对象,经过这几年的发展,其对我国的经济有很大促进作用。但是在这背后却是一系列的污染环境的问题。其严重影响了我国水环境,使水性全部变质。并且这种现象逐渐演化的强烈起来。所以根据种种迹象来看,治理重工业污染水环境的问题需要早日处理。国家对这方面的投入也越来越大。传统的重金属检测技术需要不断的取样、运输与储存,因为其技术种类繁多。所以最后检测出来的结果与在现场勘测的结果有很大误差。目前,随着我国重金属检测技术的持续发展,其已经能够为我国的环境水质污染很好的处理。国外对重金属检测技术的发展也很快,并且更加成熟、准确。下文是对环境水质的概念分析,还有在实际运行的应用效果研究。
  一、环境水质检测概述
  1.1 环境水质检测的含义
  我们都知道,地球大部分都是水。我们人体每天务必摄入一定量的水来维持生存。人离不开水。它是让我们正常生存下去的条件之一。水是生命之源,所以人的安全问题有很大一部分与水的质量有关系。随着我国经济不断发展的同时,科学技术也在稳点发展,人们的生活质量得到显著提升。所以这就把水质问题摆到一定高度。同时国家对水质问题的相关规定与参数标准也在不断更新。我们通过一系列高科技检测技术对水进行检测。水里面的重金属物质都能被检测出来。
  1.2 在环境水质中检测重金属的重要作用
  目前,我国工业领域发展极其迅速。随着其快速发展的同时,也需要一定数量的化学物品与金属作为原材料。所以排放物中才会有一定的重金属元素。进而导致水中含有重金属超标的现象。大大污染了水环境。所以,国家要加大力度进行环境水质量重金属检测工作。使重金属尽可能减少对水质的影响。这是目前首要工作。由于大部分的重金属具有难溶于水的性质,所以重金属藏于水中呈现出游离状态,基本上被分解不了。并且时间一久,大大破坏了水的性质。这更加要求我们要加大环境水质检工作。即使这是一项非常难以进行的工作,但是为了保证我们身体健康,这是必要的。因为水对于人类来说,属于必需品。
  二、水质分析中重金属检测技术
  对于分析水质的工作有很多种方法。以下便是对这些重金属检测技术进行研究与分析。通过对其原理与效果的分析,从而很好地进行环境水质的检测。
  2.1 液相色谱分析法
  液相色谱分析法对于我国现在的环境水质检测来说是比较常见的,并且其取得效果也很好。其最主要的特点是能够很高效的分离,同样其缺点是灵敏度不强。对这个缺点也有很好地弥补措施,比如将这种方法与别的检测方法进行结合,这样综合起来使用就能很好地弥补这个缺点。在近几年的工作实况进行分析可知,液相色谱分析法越来越完善,通过这几年的不断更新技术与发展,其已经能够很好的被利用。像那些浓度比较高的废水,在进行检测的时候主要就是针对其中是否含有碱土金属离子。第一步,先利用这种方法,第二步再阻碍电导检测。水中的一些金属元素在一定的时间内就能够测出来。接下来对这些金属元素进行分析与研究。这种方法对于检测有机废水中的重金属元素很实用并且很准确。
  2.2 电感耦合等离子体原子发射光谱法
  作为光谱分析法的一种,电感耦合等离子体原子发射光谱法的原理就是把以电感耦合等离子作为激发光源,进而能够更快速的把水里面的重金属材料检测出来,并且非常准确。对于那些微量还有常量的元素,这种方法能够很好的检测出来。其受外界干扰的因素很少,故而其灵敏度极高,在水质监测作业中,对这种方法的应用已经得到一定范围的普及。若是能把这种技术与分离富集技术很好地结合起来,这种结合起来的方法能够检测一些精密程度很高的重金属元素。分离富集法在我国目前处于发展中的状态,通过这几年的不断改进与更新,其所检测的水质中重金属元素含量越来越准确。
  2.3 生物化学分析法
  隨着我国科学技术的不断发展,目前我国已经把目光聚集到生物化学法上面。若想很好的检测重金属前沿,采用这种方法是很实用的。生物化学分析法包括免疫分析与酶分析法。后者是通过对重金属离子与酶活性中心的物质进行结合之后,把酶活性中心的结构破坏了。导致酶活力大大下降。这就会影响PH与显色剂的颜色,进而根据变化进行分析与研究。生物化学分析法相对于传统的方法相比较来看,这种技术更加方便与迅速,适用于现场的检测。这种技术的缺点是只可以定性的检测环境污染物,其次它的灵密度不高。通过对抗原与抗体的特异性反应进而测定,这种方法叫免疫分析法。第一步是把络合物与重金属离子进行结合,进而形成了一个空间,再让抗体与这个空间相连接。第二部再进行分析与研究。对于络合物与重金属离子制备出的特异性抗体是这项技术正常进行的关键部分。由于这一关键部分的要求,极大程度的影响了免疫分析方法的应用范围与发展程度。因此这项技术在我国并没有得到很好的应用。
  2.4 电化学法
  利用伏安法进行环境水质中金属检测的方法被称之为电化学法。这个方法对于检测金属是非常有效的。但是要是想很好的运用这个方法,首先必须把浓度高的基体因素去掉。这是前提。只有先排除掉这个因素才可以继续进行。这种方法最大的优势就是能够排除高盐分的影响。其能够把那些处于游离态与配合物态的金属进行很好的分析。并且这种方法所需要的空间也很小,不需要太大的经济投入,并且使用状况也比较不错。   2.5 流动注射分析法
  首先取出一定体积的还没有检测的样品,把这个样品注射到流动载体里面,这种待测样品途经反射器的时候,就能够使载体与试样很好的结合。这种方法叫做流动注射分析法。使其混在一起之后,再经过检测器流出来的时候,在测量,再把记录仪显示的信号进行定量分析。最后得出结论。通过对这种方法的很好利用,首先提升了工作效率,并且还把重金属检测技术提升了一定高度,越来越自动化。而且对于化学过程中比较复杂的操作单元进行相应处理,如冷却、加热等环节。完成以上检验后,将其合并流入流路体系中,完成非均匀下和非平衡态的检测,从而提高分析速度和分析的精密度,让其有效控制试剂的消耗。通过对这种方法的很好利用,在一定程度上减少了试剂的用量,但是这个方法更多的应用在价格比较贵的试剂上面。有效减少浪费,并且还降低了成本的投入。
  2.6 荧光分析法
  通常情况下,一些物质在常温的环境下被入射光照射波长后,一些价电子的物质就进入到激发的状态,离开基台。激发状态下,这个物质的稳定性很差,衰变的价电子变化速度很快,最终转化成为基态。随着光子的不断辐射,入射光波长远远小于波长。把类似于这样的射光称之为荧光。这种光具有一定的特点,比如当光照停止之后,一些现象就会逐渐消退。原子荧光光谱分析法与分子荧光光谱法作为荧光分析法的两条分支。当测定的物质是那种具有发射荧光,这种方法的效果非常明显。因为荧光物质具有一定的荧光增强现象,所以在检测重金属时,能够提升浓度,进而提高灵敏度。分子荧光光谱法检测的程度非常低,能够把各类样品具有无需显色、富集、分离和选择性较强等特点。操作步骤非常简单使其的优点之一,但是它的缺点也很明显,比如其不能很好的被推广,范围受限。因为一部分物质本身是没有荧光的,当然这也包括一部分金属,这就导致必须在其上面加上一些荧光物质,以便于能够更好的显示出效果来。单单这一点就极大限度的影响了其被应用。
  三、原子吸收光谱法
  原子吸收光谱法(AAS),具有灵敏度高、检出限低、分析速度快、选择性好、抗干扰能力强等优点。原子吸收光谱法在我国已经被应用与很多行业的发展。当然这也不排除检测重金属含量,并且在进行重金属含量检测方面也得到了很好的应用。当测量一些废水中的金属元素和测定地表水时,应用这种方法能够很好地进行分析与研究。
  四、紫外一可见分光光度法
  通过对一些能够跃价的电子物质的利用,进行光谱区辐射的吸收,然后产生的分子可见紫外吸收光谱。能够很好的分析结构与定性。利用物质对光的选择吸收性作为基础,进而建立的一种分析方法。物质对特定的光吸收量发生变化是因为金属离子与某些特定的物质想结合,浓度越大的重金属,其变化程度就越大。国外某个科学家提出过相关的定律。紫外可见光光度法能够定量的检测镉离子,并且检测的很准确、选择性也很好,操作也非常简单。这种方法的优点有很多,例如设备简单、方法可靠、简便快速、应用广泛等优点。目前这个方法已经是我国测定重金属的有效方法之一。同时也是我国检测重金属方法普及范围最广的方法。因为以前的方法灵敏度很低,并且应用范围也比较窄。光谱由于谱线重叠导致干扰非常大。
  五、有效数字的记录和计算
  全部确定数字与一位不确定的数字共同组成有效数字。因为使用的计量器具不一样,所以只要保留一位测量数据的数字就可以。其实,只要采取一位有效数字就能够很好地表示精密度。但是也不排除测定次数较多的情况,那么就需要取用两位有效数字,不能多于两位。方法检出限的有效数字所能够达到的数位一定要高于测量结果的有效数字。当涉及到回归方程的计算时,也只需要保留小数点后面一位数字就可以。在进行有效数字的计算时,首先要根据计算规则进行计算,每一个近似值中小数点后面的位数要与加减法计算值中所保留的小数点后面的位数一样。乘除法计算结果的有效数字位数要与各近似值中有效数字位数最少者相同;在对数计算中,所取对数的小数点后的位数(不包括首位)应与真数的有效数字位数相同。
  六、数据之间的合理性关系审核
  6.1 溶解固体和电导率的关系
  作为水溶解电阻倒数的电导,电导大时,电阻就很小,水样当中可溶性离子很多。这就可知,总溶解固体与水样电导率之间有着密不可分的关系。总溶解固体与电导率之间的比值在天然水中是一个定值。当然这个定值并不是很准确。
  6.2 水中阴、阳离子摩尔浓度的关系
  阴阳离子当量的总和的关系被称之为摩尔浓度关系。只有当阴阳离子摩尔浓度总和相同的时候,水溶液里面的阴阳离子电荷才可以稳定。
  6.3 总硬度与钙、镁总量的关系
  这里所说的总硬度就是指钙元素与镁元素在水溶液中的摩尔浓度数值。因为有其他离子的存在,总硬度与钙镁摩尔浓度差不多相同的时候,其他离子就很少。当钙镁摩尔浓度之和小于总硬度时,其他离子浓度应该比较大。
  6.4 碱度与总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度之间的关系
  作为总硬度的两个构成部分,酸盐硬度与非碳酸盐硬度有其固定的表现格式。水中由钙镁硬度相加而构成的碳酸盐和重碳酸盐的硬度被称之为碳酸盐硬度。碳酸盐与重碳酸盐结合的含量低于水中钙与镁的含量时,那些富裕出来的钙和镁会与水中的氯化物、硫酸盐等等元素一起结合成非碳酸盐硬度。
  6.5 三氮与溶解氧的关系
  环境的变化直接影响氮的存在形式的改变,最为突出的环境是水中溶解氧的浓度,因为硝酸盐氮与氨氮的含量基本上不一样,大部分情况下,在一些溶解氧高的氨氮浓度要低于硝酸盐氮的浓度。在一些溶解氧低的话情况相反。其与亚硝酸盐氮浓度之间并没有很明显的关联。统而言之,作为一项从布点采样分析与处理为过程的环境监测工作,其并没有那么简单。这是一项极为复杂的工作。目前,我国想要全面开展这一项工作还是比较有難度的。所以这就需要把数据审核工作做好。只有做好这一项工作,才可以有效提升数据的准确性,从而更好的应用。
  七、结束语
  我们都知道,我们人类赖以生存的地球现在面临很严重的环境污染问题。我们必须保护我们的家园,这就要求我们从保护水质做起。因为目前水质的污染已经开始影响我们人类的生活与身体健康。作为一个必须要解决的问题,水质中重金属含量的问题务必尽快处理。加大对其的检测力度。因为每一种检测方法都有其优点与不足,这就要求我们在选择检测方法的时候要根据实际情况进行检测,以此来保证检测结果的准确性。让我们一起携手为保护环境贡献出一份绵薄之力。
  参考文献
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  作者简介
  郭瑶(1988—),女,陕西榆林人,工程师,毕业于西安工程大学,现就职于鄂尔多斯市神东检测有限责任公司,主要从事水质检测工作。
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