环境监测中的重金属元素分析方法探讨

吕敏燕+曹磊

摘 要：随着我国经济的不断发展，人民的生活水平日益提高。同时，重金属污染情况也逐渐加重。科学技术的进步使我国的监测技术不断发展和完善，重金属元素的分析方法呈多样化趋势。需要注意的是，在整治重金属污染的工作中，监测工作人员，不仅需要掌握正确的重金属元素的分析方法，还要根据具体的实际情况、重金属污染程度等因素，对重金属分析方法进行有效地选择。

关键词：环境监测；重金属元素；取样；分析方法

中图分类号： X830.2 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）06-79-2

引言

随着我国绿色发展理念的深化，重金属污染防治工作越来越受到重视，防治重金属污染成为我国重要的环保工作之一。为了从根本上减少重金属污染给人民生活带来的种种危害，对环境监测中的重金属元素进行分析，是解决重金属污染的首要任务。本文将对污染源及危害进行概述，然后对重金属分析方法及注意事项进行论述。希望本文的探讨能给监测工作者带来一定的借鉴作用，使重金属元素的检测工作更加高效进行。

1 重金属污染源头

无论作为化学元素本身，还是作为化工原料来讲，重金属元素都具备毒性。随着工业的发展，重金属广泛应用于各个生产领域，造成了城乡重金属污染的主要源头。工业方面，煤矿运输中的扬尘，煤矿以及化工产品的燃烧，钢材的冶炼等环节会产生有毒重金属。接着有毒金属物质，随着大气的流动，排放到空气中，造成空气污染。另外，工业生产会留下大量工业废水，未经检验合格的污水任意排放到周围的水源中，造成周围的水体污染。农业方面，化学肥料的使用使有毒的重金属离子残留在土壤中，经过时间的积累土地质量越来越差，对农业产量和质量造成巨大的影响。人民生活方面，电池等化工废弃物被人为丢弃，没有经过处理的重金属渗入地下，其中的重金属离子同样给环境造成污染。交通方面，尤其是繁华地带，交通事故引起的汽油泄露、汽车焚烧等后果也成为重金属离子流入大气的主要途径。因此，工业、农业、交通、人民生活等方面是重金属污染的主要源头，这也是环境监测的主要方向[1]。

2 重金属污染危害

重金属污染会很大程度上造成空气、水体、土壤等污染，与人民的生活息息相关，可见，重金属的污染危害直击人类。当重金属残留物流入到空气中，空气的流动加大了重金属污染范围，使其波及范围广，危害性大。土壤和水体中的重金属离子在降解上更是存在极大困难。从生物角度讲，食物链的进程中具有富集作用。也就是说，有害物质经过食物链的层层递进集中进入人体内导致各类疾病引发。在我国，地区性重金属中毒的例子比比皆是，重金属的污染具有地域性，采矿业及工业汇集的地方，重金属污染会更加严重，使周围的人民健康带来威胁。地球上一切的生物都离不开空气、水体、土壤。因此，重金属污染不尽快解决，污染速度之快将会给地球带来不可想象的灾难。针对重金属的环境检测分析刻不容缓。

3 重金属分析方法

3.1 分析方法的选择

通过重金属污染的源头与危害分析，重金属元素主要存在于大气、土壤、水源中，所以环境监测中的重金属污染分析主要针对大气、土壤、水源，分别对空气、土壤、水质进行采样分析，根据样品中金属元素浓度和元素间的相互作用来选择分析方法。一般来讲，得到推广应用的有光分析法，电化学分析可以通过使用仪器设备对样品中的重金属元素进行检测。光分析法，原理上是利用紫外线的分光性，通过原子的光谱吸收与荧光反应，辨别重金属物质的分布状况。电化学法，是结合生物分析法在环境监测中使用。为了监测的准确性与便捷性，分析方法的选择要根据样品中重金属含量以及分析指标进行选择。

3.2 样品制备

环境污染特別是水体、土壤污染问题越加突出，加强重金属污染的鉴别，需要采集具有良好代表性的样品。样品制备主要包括对污染固体和水体的取样。比如，垃圾的焚烧物、含铅汽油、轮胎焚烧残留物、工厂附近的废水和家用废弃电池都是可进行采集的样品。根据污染源特性，利用合适的采样工具，进行不同深度的样品制备。在采集之前，需要分析测定污染体的酸碱度，重金属离子的含量。金属污染物样品的制备是对样品进行预处理的前提，直接影响仪器的分析结果、监测结果的准确度。在环境检测中，重金属的含量比较低，如果制备样品时没有注意规范操作，制备样品混入其他物质，增加了分析结果的干扰项。样品制备还需要采集有代表性的样品，制备环节需谨慎操作[2]。

3.3 液体样品预处理

进行液体的预处理，实质上是对吸附在液体表面的杂志与有机物质等进行处理，目的是消除对分析结果的影响，减少监测误差。在液体样品处理之前，应用洗涤液将预装样品的瓶子进行清洁，然后在弱酸性的溶液中放置十五分钟，用清水冲洗干净后盛装液体样品。处理方法采用化学过滤法，使用孔径为0.45微米的滤纸进行过滤，将酸碱度降低到1到2之间。若使用硝酸溶液，硝酸的加入其溶液的质量比例为1：500，重金属溶液可快速溶解到溶液中。保存后应用氯化酸消解方法进行试验。采用碱性溶液防治样品挥发。消解过程中，用电热板进行加热。消解法被普遍应用在重金属检测试验中，具有方便、高效的特点。

3.4 固体样品预处理

固体进样法是固体预处理中最直接的一个方法，在土壤检测中得到广泛应用。固体进样法是针对固体悬浮液进行取样，即将固体当作液体样品，进行一定的稀释后再详细分析。针对高要求的固体样品，也可以采用特定的预处理。特定的固体样品预处理，包括酸分解进样法、固体悬浮液法、碱熔法等。几个方法中通常以酸解法为先，酸解法无法满足要求时，可采用高温碱熔法。进行高温消解时，可利用高压微波加热，使消解方式更加高效。通常电热板法有一定的局限性，比如由于电热板的加热时间较长，易造成元素的损失与挥发。高圧密封加热，能够减少试剂中元素的损耗与挥发性[3]。

3.5 空气样品预处理

在化工与煤矿厂集中地带，周围空气中重金属离子含量较大，便于采样和研究。利用中流量采样器，采集固定污染源排气筒中颗粒物，以此分析其中的重金属含量。在采集过程中注意避免降雨天气，在风向稳定、温度适宜的情况下进行采集。由于空气采样的较难实施，采样人员需要学习有关检测技术规范，正确使用仪器设备。采样后，将样品滤膜用锡箔纸夹好，放在干燥箱内保存，便于日后实验室的分析测试。空气样品的预处理可参照固体样品处理方式。

3.6 污染程度分析

水质和土质的污染受到金属污染实际上是重金属含量的超标，超过的标准越多，污染程度越严重。实际监测中，重金属元素的样品含量分布，可经过多种分析方法体现，进而确定重金属的污染程度。通常可以采用公式法计算，污染程度用单因子指数表示，不同重金属的采样点单因子指数不同，污染程度不同。重金属的实际检测浓度为变量，污染程度与其成正比。该金属元素的背景值为定量，背景值的大小有关采样区域，污染程度与其成反比[4]。

4 结论

重金属污染是对环境造成巨大危害的污染之一。在“十三五”规划中，国家出台了重金属污染综合治相关政策及加强重金属污染防治工作的指导意见，国家的指导与支持使金属元素污染防治工作更加高效。做好环保防治工作，需要在环境检测中加强对重金属元素的分析。本文分析了重金属污染的源头和危害，分别阐述了液体样品和固体样品，制备过程及监测之前进行处理的注意事项。根据分析结果以及重金属污染程度，采取不同的应对防范措施和治理措施。以上针对监测环境中的重金属分析方法的探究，可供监测工作人员参考。除此之外，保护环境是人类共同的责任，在防治工作的顺利开展时，更重要的是，提升企業及民众的环境保护意识。只有这样，重金属污染问题才能得到根本上的解决。保护与治疗应双管齐下，将我国的持续发展战略方针实施到底。

参 考 文 献

[1] 龚海明，马瑞峻，汪昭军，叶云，胡月明.农田土壤重金属污染监测技术发展趋势[J].中国农学通报，2013（02）：

140-147.

[2] 张霖琳，薛荔栋，滕恩江，吕怡兵，王业耀.中国大气颗粒物中重金属监测技术与方法综述[J].生态环境学报，

2015（03）：533-538.

[3] 关天霞，何红波，张旭东，白震，解宏图.土壤中重金属元素形态分析方法及形态分布的影响因素[J].土壤通报，2011（02）：503-512.

[4] 吴健生，宋静，郑茂坤，谢婧，李俊杰，黄秀兰.土壤重金属全量监测方法研究进展[J].东北农业大学学报，2011（05）：133-139.