環(huán)境監(jiān)測中重金屬元素分析方法探析
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1重金屬污染源和造成的危害
1.1重金屬的污染源
依據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查研究表明，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市生活污染是重金屬主要的污染來源，工業(yè)方面，礦產(chǎn)的開采、選礦、礦產(chǎn)的冶煉、鋼材的鍛造、材料的運輸?shù)戎T多環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生重金屬。農(nóng)業(yè)方面，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，如果使用含有重金屬的水體進行農(nóng)作物的灌溉，或者使用含有重金屬的農(nóng)藥化肥，大量的重屬離子就會富集在土壤中，對周圍的土壤會造成嚴重的重金屬污染。城市重金屬污染主要是由于含重金屬物質(zhì)的電池隨城市生活垃圾一起填埋，人們大量使用含重金屬成份的化裝品，清潔劑等物質(zhì)，沒有進行富集處理造成重金屬元素排入地表水體中，造成環(huán)境重金屬污染。另外，城市交通也是重金屬的主要來源，如汽油的泄露，輪胎的焚燒、交通事故。交通繁華地區(qū)的土壤的重金屬含量均超標。
1.2重金屬的危害
當(dāng)重金屬被排入到土壤中或水中后，對土壤和水生態(tài)環(huán)境會造成嚴重的危害，在自然環(huán)境中，這種重金屬是很難自然降解的，其會利用水，大氣和土壤等途徑被動植物的體內(nèi)所富集，然后通過富集食物鏈最終進入到更高等的食物鏈高端--人體，因些會對人體的健康帶來了極大的挑戰(zhàn)。據(jù)文獻記載重金屬在人體富集一定程度容易引起如腎衰竭、多發(fā)性神經(jīng)炎。人體中的蛋白質(zhì)，核酸會和重金屬發(fā)生作用，進而導(dǎo)致人體酶活性的下降，嚴重的情況還會消失，最終導(dǎo)致核酸結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，甚至?xí)霈F(xiàn)基因突變的問題，除此之外，這些重金屬還會駐留在人體內(nèi)臟中，從而損傷機體的功能，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已經(jīng)證明阿爾滋海默氏病，骨痛病都和重金屬有直接關(guān)系。因此對重金屬的質(zhì)量工作要堅持進行。
2.1分析方法概述
在進行重金屬元素樣本的選擇上，主要包括固體樣本和水體樣本，在采集到的樣本中，要做一定的處理，這樣才能更好的進行之后的分析工作，這個環(huán)節(jié)也被稱之為樣本的預(yù)處理。在現(xiàn)階段都是使用儀器方法來檢驗重金屬，其中比較常用的有電化學(xué)法和光學(xué)分析法。就光學(xué)分析法而言，主要有原子吸收光譜法，以及原子熒光光度法，其中的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法因為其速度快，操作簡單等特點，逐漸被廣泛的推廣和使用。在電化學(xué)分析法中，主要包括極譜分析法。選擇分析的方法主要是根據(jù)重金屬的濃度，以及元素之間互相影響的關(guān)系。高濃度金屬元素樣本檢測多用電化學(xué)法，中濃度金屬元素樣本檢測多用原子吸收光譜法及原子熒光光度法，低濃度金屬元素樣本的檢測多用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。
2.2分析樣品的預(yù)處理方法
在對重金屬污染分析中，對樣品的預(yù)處理是非常重要的，其在很大程度上會直接影響分析的結(jié)果。在重金屬樣品中，通常其含有的重金屬比較低，如果樣品有嚴重的污染，那么樣品處理的結(jié)果和實際情況會有很大的誤差。在進行水樣預(yù)處理過程中，其根本原則就是處理樣本的干撓物質(zhì)，最大程度減少干撓物質(zhì)造成的誤差。例如懸浮物、有機物就很可能存吸附的被測元素，在分析過程中如果對試液進行預(yù)處理就會造成誤差。在預(yù)處理過程中，首先使用微孔濾膜除去懸浮物等雜質(zhì)，然后酸化到PH值為1到2，予以保存，再進行消解處理，例如使用NHO3、王水、HC1O4等。如果樣品在酸化后會揮發(fā)，那么就應(yīng)該使用堿性來消解，或者是使用NaOH-H2O2進行消解。如果是對固體樣本進行預(yù)處理，比如沉積物和土壤，主要方法有堿熔法，酸分解法，以及固體懸浮液進樣法，直接固體進樣法等。使用酸分解法，根據(jù)加熱和敞閉方式可以分成高壓密閉消解法，電熱板法以及微波消解法。最經(jīng)典的方式是電熱板法，但是缺點是加熱時間長，有些易揮發(fā)的元素容易損失掉。因此在很多地方都被高壓密閉法和微波消解法所取代。這種方式的優(yōu)點是可以加快加熱的速度，同時還可以減少試劑的使用量，避免造成元素的損失。
2.3分析重金屬元素的方法
下面就分析ICP-AES方法，從而研究在檢測過程中所注意的問題。ICP-AES就是電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜的簡稱，通過電感耦合等離子矩作為激發(fā)光源，利用光譜原理進行分析，操作靈活檢測速度快，而且可以同時進行多個元素的測定。第一按照上述采集方法進行采集，然后消解水樣，然后進行去離子水消解，從中制備空白溶液。第二設(shè)置儀器參數(shù)，影響分析結(jié)果的因素有很多，包括載氣流量，高頻功率，觀測高度以及元素波長等，分析對象的不同，其參數(shù)選擇也不同。第三，應(yīng)用分析純或優(yōu)級純的試劑，然后配制氮元素或多元素的標準液。第四進行水樣測定，按照規(guī)定分別對試樣和空白溶液進行操作，標準化之后，進行試樣的空白檢測。第五進行結(jié)果的分析，按照ICP-AES譜圖分析結(jié)果，選擇信號適中，或者干擾情況比較小的譜線進行分析，對于檢出限而言，都是使用檢出限的5倍作為方法定，最后加標回收率和精密度都要符合基本要求。
3總結(jié)
近些年發(fā)現(xiàn)在垃圾焚燒物中也含有大量有害重金屬，含鉛汽油的使用，輪胎的焚燒等都會造成重金屬污染，一些突發(fā)的環(huán)境污染也會導(dǎo)致重金屬污染。其不僅對水體和周圍土壤造成嚴重污染，而且還會嚴重影響人們的身體健康情況。因此要加強對重金屬的監(jiān)測工作。
作者：郭小彬 單位：江西省崇義縣環(huán)境監(jiān)測站
