水質(zhì)中重金屬危害及其檢測方法

　　【摘要】本文概述了水中重金屬的危害和測定重金屬的常規(guī)方法
　　【關(guān)鍵詞】水質(zhì)；重金屬；檢測方法
　　水是人類的生命之源，在沒有人為污染的情況，水中的重金屬的含量取決于水與土壤、巖石的相互作用，其值一般很低，不會對人體健康造成危害。但隨著工業(yè)的發(fā)展，工礦業(yè)廢水、生活污水等未經(jīng)適當(dāng)處理即向外排放，污染了土壤，廢棄物堆放場受流水作用以及富含重金屬的大氣沉降物輸入，都使水中重金屬含量急劇升高，導(dǎo)致水受到重金屬污染。重金屬通過直接飲水、食用被污水灌溉過的蔬菜、糧食等途徑，很容易進(jìn)入人體內(nèi)，威脅人體健康。
　　一、重金屬的危害
　　重金屬是指密度4.0以上約60種元素或者是密度在5.0以上的45種元素，其中砷、硒是非金屬，但是由于它的毒性及其某些性質(zhì)與重金屬非常相似，所以將砷、硒也列入重金屬污染物范圍內(nèi)，在環(huán)境污染方面所說的重金屬更注重它的毒性對生態(tài)的危害，主要是指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷，還包括同樣具有毒性的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等污染物。
　　隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，重金屬污染問題日趨嚴(yán)重。重金屬污染，不同與其它類型污染，具有隱蔽性、長期性和不可逆轉(zhuǎn)性等特點(diǎn)。重金屬既可以直接進(jìn)入大氣、水體和土壤，造成各類環(huán)境要素的直接污染；也可以在大氣、水體和土壤中相互遷移，造成各類環(huán)境要素的間接污染。由于重金屬不能被微生物降解，在環(huán)境中只能發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，所以，重金屬污染的消除往往更為困難，對生物引起的影響和危害也是人們更為關(guān)注的問題。
　　二、重金屬的測定
　　我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》分別對生活飲用水中重金屬元素的含量和污水中重金屬元素的最高容許排放濃度作了限制，其他國家在不同行業(yè)也對重金屬的含量做出了相應(yīng)的規(guī)定，所以現(xiàn)階段研究出快速、簡便、低成本、高靈敏度的重金屬離子檢測手段和實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時檢測具有十分重要的意義。
　　1 原子光譜法
　　原子光譜法是目前痕量元素分析的重要方法，它包括原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法。它的優(yōu)點(diǎn)是檢出限低，靈敏度高。
　　原子吸收光譜法的特點(diǎn)是檢測靈敏度高、分析速度快、測定高濃度元素時干擾小、信號穩(wěn)定等。原子吸收光譜法的不足之處是測定某元素需用該元素的光源，多元素同時測定尚有困難，對于復(fù)雜試樣的測定干擾比較嚴(yán)重，有一些元素的測定靈敏度還不足。火焰原子吸收光譜法測定鉛的靈敏度較低，直接用于測定試樣中微量鉛，提高靈敏度是關(guān)鍵。為了提高火焰原子吸收光譜法的靈敏度，常采用分離富集技術(shù)對樣品進(jìn)行預(yù)處理。有研究者通過加入增敏劑吐溫-80來簡化前處理，消除Fe、Ca、Al等元素的干擾，降低檢出限。通過微波消解，可以簡化前處理工作，降低檢出限。火焰原子吸收分光光度法操作較簡單，測試速度快，但檢出限較高，只能適用于鉛含量較高的樣品的分析。
　　石墨爐原子吸收分光光度計價格較高，分析速度慢，但檢出限低，可以分析水、食品、塑料制品等中的痕量鉛。
　　石墨爐原子吸收光譜法測定鉛具有很高的靈敏度。對不同種樣品中鉛的測定都適用，但由于樣品中鉛含量太低，鉛低溫易揮發(fā)，對實(shí)際樣品的分析，基體干擾往往比較嚴(yán)重。由于基體效應(yīng)，在用石墨爐原子吸收光譜法測定鉛時應(yīng)進(jìn)行分離富集對樣品進(jìn)行處理。用浮動型有機(jī)微萃取分離富集樣品中的鉛，用石墨爐原子吸收光譜法測定鉛，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.4%，檢出限為0.9 ngL-1，且該方法可應(yīng)用于自來水，井水，河水和海水的測定。
　　原子發(fā)射光譜法，是利用氣態(tài)原子在受到熱或電的激發(fā)時發(fā)射出的特征輻射進(jìn)行檢測的一種方法。如魯?shù)さ妊芯苛穗姼旭詈系入x子體原子發(fā)射光譜法測定進(jìn)口水性涂料中可溶性鉛-汞-鎘和鉻體。 ICP-AES的不足之處在于設(shè)備昂貴和操作費(fèi)用較高。
　　原子熒光光譜法是通過測量待測元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生熒光的發(fā)射強(qiáng)度來測定待測元素的一種分析方法。原子熒光光譜法具有靈敏度高，選擇性強(qiáng)，試樣量少和方法簡單等特點(diǎn)。它的不足是線性范圍較寬，應(yīng)用元素有限，因為有包括金屬在內(nèi)的許多物質(zhì)本身不會產(chǎn)生熒光而要加入某種試劑才能達(dá)到熒光分析的目的，而熒光試劑本身比較昂貴。
　　2、 紫外-可見分光光度法
　　分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸收度，對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法，紫外-可見分光光度法進(jìn)行定量檢測的基本原理是比爾-朗伯定律（A=εbc）。紫外-可見分光光度法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，是一種相對比較廉價的檢測方法，水樣中大部分離子均可用紫外-可見分光光度法進(jìn)行測定且檢出限可達(dá)到很低。當(dāng)然可見分光光度法也有不足：光譜干擾比較嚴(yán)重，選擇性欠缺；分析物質(zhì)通常必須用加入顯色劑轉(zhuǎn)變?yōu)槲�收光物質(zhì)，有些金屬離子的顯色劑不易得到，不易選擇，有時還會帶來附帶物的干擾。杜芳艷[13]等人研究了鉛與2-（3， 5-二氯- 2-吡啶偶氮）-5-二乙氨基酚（3， 5-diCl -PADAP）的顯色反應(yīng)，建立了分光光度法測定化妝品中微量鉛的新方法
　　雙硫腙分光光度法是測定鉛的國標(biāo)方法，適用于測定天然水和廢水中微量鉛，需要用氯仿萃取，在最大吸光波長510nm處測定，鉛濃度在0.01～0.30mg/L之間。其摩爾吸光系數(shù)為6.7×104 L/mol.cm，最低檢出濃度0.01mg/L。由于使用劇毒試劑氰化鉀以及氯仿還有繁瑣的萃取操作限制了雙硫腙法使用。Humaira Khan等人用Tween-20膠束-雙硫腙顯色體系來測定痕量鉛，使得操作簡單可以在水相中測定鉛，避免了氰化鉀和氯仿的使用，獲得較好的結(jié)果，線性范圍0.06-60mg/L，檢出限可以達(dá)到10ug/L。Rajesh.N等人用Amberlite XAD-1180柱富集分離雙硫腙和鉛的絡(luò)合物，可以使檢出限達(dá)到3.5ug/L。
　　動力學(xué)光度法其基本原理為利用某一化學(xué)反應(yīng)的速度與催化劑濃度、活化劑濃度、阻抑劑濃度、解除劑濃度等存在的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行測定。

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