海水中几种重金属检测方法的探究

李志飞

【摘  要】随着国家对海洋环境的重视程度越来越高，对海洋环境的检测也越来越重视，而对于海洋环境的检测方法仪器，也一直在不停改进中，对海水中重金属检测方法和处理技术的研究也在逐年增加。重点介绍海水中重金属检测的原理研究进展及其优缺点，包括目前应用较多的检测方法有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、原子荧光法、阳极溶出伏安法、分光光度法、X 射线荧光光谱分析法等。提出海水中痕量重金属检测方法法人选择。

【关键词】海水;重金属;检测方法

引言

正常情况下，海水中重金属含量很低，属于痕量元素，痕量重金属对海洋中的动植物不会有太大的影响。然而，近年来科技与经济社会发展，越来越多的工业废水和生活污水被排放在海洋里，这种废水含有大量的重金属，排入海洋后被海洋中的浮游生物吸收了，在食物链中，反过来又影响到人类的生存，造成重金属中毒事件。选择海水重金属检测方法及处理技术研究实具有时代的意义，重金属检测方法和其它物质的检测方法一致的，海水中的重金属检测方法有多种，在具体的选择上要看所选方法的灵敏度、精确度、检测速度的快慢、分析速度的快慢等具体如下。

1.原子吸收光谱法

原子吸收光谱（AAS），顾名思义，是一种利用物质中的原子吸收特定波长的光来推断物质含量多少的方法。具体原理是，在我们生活的自然环境中，存在着大量的原子，这些原子以不同的形式存在，它们的气态原子对不同波长的光具有不同的灵敏度，对于这些非常敏感的波长的光，一旦吸收了非常敏感的波长的光，就可以获得能量，这样这些液态原子就有了跃迁能力。它们将使用从光捕获的能量来完成从地球到激发状态的转变。在原子论中，最重要的是能级理论，根据能级理论，不同类型的原子有不同的电子类型和电子数量，使它们的能级不同。因此，这些原子的能量跃迁所需的能量也是不同的。这些不同能级的原子会在其最敏感的波长吸收光，这也称为共振现象，即不同能级的电子有能力与不同波长的光共振。此时，与特定能级的电子最能共振的光，也将等于这类原子在激发跃迁后发出的光的波长。因此，如果有一种光源可以发出特定波长的光，当这些特定波长的光照射到原子表面时，原子会反射光源的光谱线，削弱光源中的光能。目前，如果光源对某一特定波长的光的吸收率固定为A，则应与材料中待测元素的含量成正比，即原子KC，其中K为比例系数，C为待测元素的含量。上述公式是全原子吸收光谱法定量检测的理论基础。虽然原子吸收光谱法非常精密选择性由于原子吸收光谱线只发生在主系统中，而且光谱线窄，光谱干扰低，选择性高，测量简单、快速且灵敏度高，传统分析的大多数元素可以达到10-6级。还可以在10或9个层次上进行测量。分析范围广泛，目前可测量的项目多达73个，无论是低或高含量的项目，还是小或小的项目，甚至是大的项目;金属或金属项目。非金属和可间接测量的有机物;和可测量的液体样品。固体原子吸收光谱线的强度受温度影响较小不需要在相反的背景下测量信号强度也不需要激励所以化学干扰要少得多重要的使用自动取样技术或高精度测量，低含量常规测量的精度在1%至3%之间，相对偏差小于1%。但是，原子吸收光谱法有它的限制，不可能同时分析多个元素，也不太容易溶元素的测量也难于准确测量，标准操作曲线的线性范围更窄，因此很难有效运行。分析一些复杂的样品需要进一步消除干扰。前处理比较麻烦。样品检测花费时间较长。

2.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分析的主要原理是物质在高频感应耦合条件下产生等离子体放电现象。等离子体放电在所有方向同时发射光能。通过光能分析就可以完成物质含量的分析。电感应耦合等离子体发射光谱法具有小干扰、时间分布稳定性、线性范围及其他优点可以同时读取多个元素的特征光谱，同时对多个元素进行定量和定性分析。分析直接光谱仪的相对灵敏度为10-6，10-3-10-9g，电感耦合等离子体发射光谱法是一种小干扰分析。方法一般规则，当分析物浓度超过检测限值100倍时，相对标准差≤10%，标准相对偏差≤1.4%.他可用于测量紫外线和紫外线中几乎所有的光谱线。可见的要测量的元素范围很广，几十个元素可以用一个测量次数电感耦合等离子体发射光谱仪的，不足之处在于设备和操作费用较高，样品分析的成本比较高，对于分析人员的要求也比较高。样品一般需预先转化为溶液（固体直接进样时精密度和准确度降低），对有些元素优势并不明显。

3.原子荧光法

基本原子在吸收特定频率辐射后被激活在高能量状态下，当它回到低能量状态时，它以光辐射的形式发出特殊波长的荧光光，实验人员可根据荧光强度测量重金属样品的含量，该检测方法被称为原子荧光。经过长时间的发展，原子荧光法也算是比较成熟的重金属检测方法，其高灵敏度和抗干扰性与其它检测方法不可以相比的。目前，这一技术主要用于检测汞、砷和两种重金属，因为这个检测方法非常有限，该技术仅用于检测海水中的重金属。

4.阳极溶出伏安法

通过这种检测方法，通过将还原电势施加于工作电极，当电极电势超过所需检测金属的离子析出电势时，海水中的被检测金属离子就会被还原为金属电镀于工作电极表面，这种情况下如果反向扫描电势的话，就可以根据计算电流峰高来和相同条件下的海水相比较来得出海水中的重金属含量。这个检测方法曾经广泛应用于铜铅镉锌等重金属的检测，但是由于检测限较低，重现性较差，这种检测技术较少使用了。

5.分光光度法

光谱法是一种传统的现代光学检测方法比色法基礎理论是朗伯和比尔共同提出的朗伯-比尔定律取出特定波长的光谱线，将这束光谱线发射到物质含量均匀的非无色溶液后，溶液中的物质吸收了产生共振的波长的光谱。该吸收线的过程与溶液中该物质的浓度成线性关系。但是该方法对于大批量样品检测，相当花费人力。

6.X 射线荧光光谱分析法

X 射线荧光光谱分析法，其主要原理是采用 X 射线光源，将光源发射的 X 射线水平照射到待测物质表面，此时待测物质在高强度射线的照射下，物质表面将发出微弱的荧光，通过采集物质散发出的荧光的强度即可分析待测样品内含有特定物质的浓度，X射线荧光分析的优点是：采样方法敏感，大多数样品可以检测到。试验速度快，许多样品可以在短时间内进行试验。时间分析结果可以通过计算机网络直接导出。但是该方法在海水中痕量重金的应用还是比较少。

参考文献

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