水质检验中重金属的化学检验

崔士红 韦燕银 李洪泽

摘 要：随着经济社会的快速发展，重金属污染的问题日益严重。重金属既可以进入大气层对大气造成污染，又可以进入到土层中對地下水造成污染。尤其是在人民生活水平越来越高的情况下，重金属污染日益增多。例如，在未处理的一些废水、污水中，均含有一定程度的重金属离子，而这些元素都会严重影响到人们的生存环境。所以，必须要严格检测各种水质，并加强对于重金属检验方法的运用。基于此，本文深入探讨了水质检验中重金属的化学检验，以供相关的工作人员参考借鉴。

关键词：水质检验;重金属;化学检验

1重金属的定义

重金属原义是指比重大于5的金属（一般来讲密度大于4.5克每立方厘米的金属），包括金、银、铜、铁、铅、镉等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。对什么是重金属，其实目前尚没有严格的统一定义，在环境污染方面所说的重金属主要是指汞（水银）、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。重金属非常难以被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍的富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。

2水质检验中重金属的检验的必要性

重金属含有毒性，在水体中无法被微生物降解，并且能够随不同状态的水、地质、生物而发生迁移，产生富集或分散的作用。当重金属富集时毒性加剧，积累到一定量时，就会造成系统性的损害。人在长期饮用含有重金属的水源或使用含有重金属的食品后，就会出现中毒症状。严重时甚至会引起中毒死亡，可见受重金属污染的水源对人体及其他生物的危害之大。水质检验是检验重金属类型和含量的重要途径，而重金属检验是水源污染评估的重要手段。人们通过检验不同水质中的重金属，可以采取相应的方法来针对性的治理水体重金属污染问题。因此，重金属的测定对水源污染治理十分必要。

3水质检验中重金属的化学检验方法

3.1生物化学法

3.1.1酶抑制法

酶抑制法主要通过对酶本身空间结构的改变来降低酶的活性，并使待测水样的酸碱性与显色剂的颜色得到改变，以便实现既定的检测目的。此外，利用该方法检测水样，能够使其产生电位差，有效提升检测结果的准确性。

3.1.2免疫分析法

免疫分析法属于一种选择性与灵敏度均比较高的定量分析法。其成功的关键在于络合物与金属离子相结合是否能够制备出特异性抗体。比如，荧光偏振免疫检测、酶联免疫吸附检测等均通过该方法来检测水体中重金属离子的含量。

3.2电化学法

电化学法是水质检测过程中较为常用的方法，该方法可以测定污水中的重金属元素。电化学法的原理为：基于不同金属元素的电化学性质不同，利用相关测定方式测试水中金属离子的电化学性质，经过对比，判定水中金属元素的种类。实际测试过程中，若想有效进行水中金属离子的电化学检测，应采集适量的样本，在化学池内开展相关工作。具体而言，优先进行水源的取样，将取样水放入化学池中，设置好参数，开展实际的测定工作。电化学法操作简单，检验周期较短，应用范围较为广泛。目前，经过多年改进和完善，该方法对铜、镍等重金属元素的测定具有良好效果。常见的电化学法主要有以下两种：

3.2.1极谱法与离子选择性电极法

工业废水的重金属检测常采用电化学法，具体而言，极谱法与离子选择性电极法是较为常见的方法。检测时，优先取样，待试样消解完成后，铅元素通常会以离子形态存在。在酸性介质条件下，铅离子形成络合离子，这种络合离子具有电活性，在滴汞电极上会产生还原电流。峰电流与铅含量呈线性关系，利用示波极谱仪记录铅的峰流，可以测定水中的铅元素含量。极谱法测定成本相对低廉，检测速度快，操作简单，但检出限偏高，重现性不好;离子选择性电极法指通过测量电极电位测定离子活度，测定所需仪器设备价格低廉，携带方便。

3.2.2溶出伏安法

溶出伏安法具有测定灵敏度高的特点，其抗干扰能力较强，能够准确测定水中重金属的含量。该方法能够对水中的铅、锌、镉等元素进行测定。

3.3原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是一种用于水质检测的方法，具有较高的检测效率，水质检测常采用该方法。地表水通常含有大量的重金属元素，其中铅、汞元素的含量较多，一旦人们饮用含有大量铅、汞元素的水，会引发人体中毒反应，威胁生命健康。因此，要加强水源的水质检测，采用原子光谱法，提升水质检测效率。具体检测时主要利用APDC和MIBK对水中的铅元素进行螯合与萃取，萃取过程主要依赖光谱技术，这种方法能够实现对水中铅元素的检验。一般情况下，光谱测试法不会单独使用，常配合其他先进技术共同用于水质测定。在检测水中汞元素的过程中，常会配合滤膜技术的应用。

3.4荧光分析法

物质受到光的照射后，其内部会发生一系列的物理变化，比如，物质经过强光照射后，其内部的电子运动会激烈增加，光照达到一定强度后，其内部电子会转化为激发态。激发态电子非常不稳定，当光照外部干扰去除后，物质内部的电子又会快速转化为稳定态，其间，物质会射出一定波长的光，这种光即为荧光。由于物质内部元素不同，不同元素价态的荧光在波长、频率表现上呈现出不同的特点。基于这种原理，对不同元素价态下的荧光进行分析，能够确定物质的组成元素。

3.4.1原子发射光谱法

当离子处于特定环境时，原子发射光谱法能够有效检测被激发离子发射出的特征光谱，该方法不仅能够有效提升温度，而且能够量化谱线强度与元素含量之间的比例关系。利用特定的原子荧光光谱法，能够同时检测水体中多种重金属离子的含量。不足之处在于设备昂贵和操作费用较高。

3.4.2荧光分析法

荧光分析法是指利用某些物质被紫外光照射后处于激发态，激发态分子经历一个碰撞及发射的去激发过程，发出能反映该物质特性的荧光，进行定性或定量分析。荧光分析是一种先进的分析方法，具有灵敏度高、选择性强的特点。分子荧光光谱法与原子荧光光谱法是荧光分析法的细分。原子荧光光谱法是在将基态原子激发到高能态后，通过辐射的方式把荧光发射出去，通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激发下所产生的荧光发射强度，测定待测元素含量。原子荧光光谱法兼有原子发射和原子吸收两种分析方法的优点，又克服两种方法的不足。原子荧光光谱具有发射谱线简单、灵敏度高、选择性强和试样量少等优点，其灵敏度高于原子吸收光谱法，线性范围较宽、干扰少，能够进行多元素同时测定。原子荧光光谱仪可用于分析汞、砷、锑、铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉和锌等11种元素。

3.5分光光度法

通过大量光学试验可知，电子跃迁过程会吸收一定的光谱产生可见光，不同物质的电子跃迁过程中，吸收的光谱不同，因此产生的可见光也不同。基于此，人们可以利用这种原理，进行水中重金属元素的测定，这种方法就是分光光度法。单一应用时，其测定精度不高，因此水质检测经常会将荧光分析法与光度法配合使用，二者共用可以弥补各自的不足，从而提升检测效率。

4结束语

为了保障用水安全，推动社会的进步，应加强水污染治理，同时开展高效的水质检测，明确水污染中的重金属元素种类，采取正确的处理方法，提高水污染治理效率。

参考文献：

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[2]张梦娇，冯朝岭，刘小标，祁诗阳，邢维芹，袁超.重金属离子检测方法研究进展[J].科学技术与工程，2020（09）：3404-3413.