水环境中重金属污染的现状及检测技术探讨

（河北地矿局第八地质大队，河北 秦皇岛 066000）

一切物质均含有原子或离子，而金属也一样，据有关规定可知，一立方厘米体积金属原子密度有超过五克，则这些金属就是重金属。一立方厘米体积的铅、汞、铜等的原子密度都超过了五克，所以，以上金属都是重金属。众所周知，重金属往往会严重危害水资源，而水资源存在一定程度的净化能力，但如果存在重金属的废水向河流、湖泊排放，则水资源就难以顺利发挥自己的净化能力[1]。久而久之，水体便会出现变化，迫使水中生物等难以长期存活在这样的环境。而自然界中存在的水均位于一个完整的循环系统内，污染过后的水就常常会变成人类常用的饮水，或者灌溉各种农作物的水，最后这些水便会流向最顶端的食物链，而迫使人类成为最终的受害者。所以，当前的重金属污染问题逐步变成一种严重影响人类的污染源，急需分析相应的污染问题及其检测技术。

1 水环境中当前的重金属污染现状

1.1 潜藏着很高的重金属生态风险

在松花江中，存在于下游沉积物具有重金属，而且含量现已上升至中等偏强的程度，具有很严重的生态风险，并且以Cd、Hg为主。在长江口的表层中，含有的类金属、重金属，从采样点位上看，虽然含有很少的重金属量，但是依然有潜在风险[2]。在香港区域的重点河流，均面临着很严重的生态危害，尤其是个别区域有着很强的生态危害。另外，季节、水量等的改变，也均会引起水环境中的重金属含量出现变动。

1.2 重金属污染区域广

在全国范围，如海南三亚、广东北江或排淡河、山东胶州湾、武汉东湖、松花江等的地方，均存在很大的重金属污染，所以从总体上看，重金属污染涉及很广的区域，迫切需要引起重视。

1.3 重金属污染一般是复合污染

据我国有关水质标准可知，在包头段黄河、山东大沂河中，都表现出非常严峻的Cu等污染问题。而在香港存在的四大河流中，则存在很严重的Cd污染问题。从上海的黄浦江上游，在民众饮用水源的支流及干流上，均有大于地表水环境当前HgⅢ类水标准平均浓度，与Ⅲ类水标准相比较后则知，在干流、支流上，均存在很低的As浓度。

1.4 重金属含量关乎盐度和pH等

在水环境中，如果盐度偏高，那么重金属在水中存在的含量就会较高，相应的水底沉积物，也就不会含有很多的金属。如果盐度偏低，便会刚好相反。而在水环境中，pH值如果偏高，则水体中便仅有偏低的重金属含量，水底沉积物中的含量也就偏高。如果pH值很低，就会正好相反。

1.5 重金属含量分布不匀

通常而言，在国内重金属含量就是在近岸高中部低，而在各种沉积物中都高。

在水相之中，松花江中下游存在较低的重金属，其中的平均含量均较低，并且远低于国家提出的地表水水质规范标准。与河段水内部的重金属含量相比，沉积物中存在很高的重金属含量。在支流、巢湖湖区沉积物中，分布的重金属含量，以支流中的Cd、Zn最高。

2 水环境重金属常见的检测技术

2.1 比色技术

在一定的条件下，待测组分和待定物质发生反应后，便会出现新的物质，而这些物质则具有很特殊的波长、基础属性。通过比较这些指标和相应的波长后，便可以知晓其中重金属的类别和基础特点。以上方法不仅成本低，而且测量起来也十分便捷，仅需通过分光光度计便能测量得出。但在具体应用该项技术时，应综合各种参考条件，来明确需要用到的显色剂。

2.2 原子荧光光度

在当前的实验室中，该项技术经常用于识别重金属。这项方法就是物质还原专业技术，在一定条件下，可还原物质变成气态原子[3]。基于原子荧光波，在活跃气态原子至一定状态后，便会回归达到低能状态。在测试样本中，均存在荧光，所以工作人员仅需及时捕捉到这些荧光，并适当处理波长，便可以知晓检测样本中的测试物浓度。

2.3 等离子电感耦合体质谱技术

这项技术一经发明便以其很特殊的性质，赢得了工作人员的一致认可。在具体的应用中，该方法只有线圈接地技术、方位有别于发射光谱，而别的要素及发射光谱大致一样。由于这项技术只是消耗较短的检测用时，且专业技术也相对灵敏，因此这项技术常常可以用来同步分析样本中的同位素、重金属含量及有关要素。为了避免不同元素之间的干扰或者影响，阻止检测发生误导，便应通过优化仪器，来防止信号胡乱飘逸，控制好检测精度。

2.4 液相高效色谱

这项技术通常用来检查流动状液体，其中用到的色谱柱均存在很长的周期，并能够重复使用测试样品。在具体测试中，还应在各种浓度下，向色谱柱送入液体并分离。所以，在检测样本之前，便应注意充分考虑具体的检测指标、实际含量等。与气相色谱法不一样的是，在检测中外界因素不会过多地干扰到这项技术，既控制了系统灵敏性，又避免了外界影响，还防止了器皿不稳出现。这种方法具有和原子吸收光谱一样的做法，在操作这项技术中往往在环境上存在很高的要求[4-6]。很多时候，这项技术都用于检测实验室样品，极大地保障了实际的检测精准度。这项技术不仅很稳定，而且灵敏度也很高。在逐步发展成熟检测技术的今天，这项技术均可以用于分析检测人体内部血清免疫方面的蛋白球含量，并用于探测免疫球蛋白的实际含量，以明确人体的健康性。

2.5 酶抑制法

这项技术经常用于现场检测，并且具有很高的检测效率。在具体的检测中，外部刺激后酶活性下面的色彩、电导率，获得的指标及结果则变成判断金属类别的参考依据。在应用这项检测技术时，不仅可以便捷操作，而且还可以通过肉眼来直接观察结果。当前，这项技术现已推广应用至检测绿色农作物或者农药残留的领域。在改变酶属性的过程中，均会更改导电性、色彩。然而，该做法一般用来定性分析金属元素，很难用于定量测试待检物。

2.6 原子吸收光谱

该项技术一般会用于检测样本中的痕量重金属，尽管痕量元素很难溶解及沉淀，但是倘若在水溶液中存在的离子在溶度积以下，则会由于含量低而难以收集沉淀。在开始检测之前，还应先添加必要的沉淀剂，以顺利收集沉淀物。另外，在沉淀剂的应用之中，尽可能不要阻碍后续工序，而应控制沉淀剂的浓度切实合理。

2.7 电位分析法

在应用电位分析法时，一般就是当电池电流是零时，准确测定出电池具有的电动势或者相应的电极电位，进而基于电极电位和相应浓度之间的关系，来准确推导出物质浓度。就这项电位分析法而言，往往存在很多的优势，如可选择、不破坏试液、仅需少量的试样等，所以适合分析珍贵试样。总体上看，这项测定技术快捷、操作方便、极易达到自动化、连续化要求。

3 水环境中预防重金属污染的措施

3.1 底泥重金属

在排放工业废水之后，其中的很多重金属离子均会融入水体底泥，并且不断破坏及大幅影响水质。在水体治理过程中，应注意同时兼顾内部水体灾害整治和外部污染管理。一方面，应严防重金属流入，针对污染源创建废水处理厂，以明确水体无问题后方才可排放。另一方面，针对水体底泥严重的污染状况，则可通过填入清洁泥沙、碎石等，来有效改善水质，或者通过种植一些能够净化水体的常见水生植物，来净化水体。同时，还应严格检测具有很大排放量的单位，并且定期检查常用的生产及清洁设施，以促进经济得以长足发展。

3.2 重金属离子

针对金属离子，应通过吸附方法、电解方法、化学沉淀方法，来及时处理水体。由于吸附法操作便捷、高效经济，因此就是当前经常使用的方法，并通过常用天然矿物来吸附。针对各种重金属离子的基本性质，应通过相应的物质来加以吸附。此外，还可以通过生物吸附专业技术，来处置重金属问题。作为新技术之一，生物吸附法操作效率高、可便捷获取材料。在很多时候，针对低浓度废水，一般利用生物吸附法来处理。例如，霖菌、放线菌等微生物均具有很强的吸附重金属的能力。

4 结语

综上所述，伴随工业化的飞快发展，重金属也在持续加剧水体污染问题，所以监测水环境势在必行。这便需要针对重金属的具体污染现状，及时通过各种检测技术，来检测分析水样品中各种重金属的浓度含量及其与气温、降水等之间的关系，并以此为基础来指导人们有效防治重金属污染问题，从而及时改善水体环境，真正保障人类的安全生活，有效促进经济发展与生态环境的和谐共进。