探究现代仪器分析技术在水质重金属中的分析化验研究

崔晓英，张晓敏，刘 卫，郭颖超

（华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德 067000）

2015年发生在香港启晴邨的重金属水污染事件震动全香港，也再一次引起了人们对水质重金属污染的关注和重视。近年来，错误的经济发展观念牺牲环境利益来换取经济利益，无论是工业生产还是农业生产，都增加了水质中的重金属物质含量[1]。这些重金属物质也会通过生物链循环进入到人体内，最终还是危害人类自身。积极开展水质重金属物质的分析化验，能够为环境修复和保护工作提供科学可靠的数据支持，对于当下社会和环境发展具有重要意义。

1 水质重金属物质分析化验的必要性

水质重金属物质会通过生物链循环进入人体，在很多人眼中，不直接接触环境中的水就不会受到水质重金属物质的影响显然是错误的。水质重金属会进入鱼类或者水生植物内，然后经过食物链进入人体，危害人类健康。根据世界卫生组织发布的数据显示，全球大约有75%的疾病与水体污染有关。水质中的镉进入人体会造成肾、骨骼病变，严重者会导致人类死亡；铅则会引起贫血和神经错乱；六价铬会引起皮肤溃疡，还会导致癌症；砷则会引发中毒，造成身体机能下降，引发皮肤癌；有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害[2]。总而言之，水质重金属物质分析化验是有效避免人体重金属中毒的关键环节，能够为水环境污染的治理提供数据参考，对于我国生态环境修复具有重要影响。

2 现代仪器分析技术在水质重金属分析化验中的应用分析

（1）原子吸收光谱法。原子吸收光谱法是使用原子吸收光谱仪进行的水质重金属分析化验，其具有快捷、准确且灵敏度高的优势，在水质重金属分析化验中使用的频率较高，其主要用于分析化验水质中的铅、镉、铁、铜以及锌等重金属物质。原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外线光以及可见光范畴内相对应原子共振辐射吸收能力进行定量分析的方法，由于其检测的准确性高，已经被环保部门广泛采用。在使用这一仪器分析技术过程中，因为工业废水等污水中含有其他杂质，会影响到水质重金属分析化验结果，因此需要先进行湿法灰化处理，然后也可以采用蒸发、分离等手段来对样品进行处理，以提升水质重金属分析化验数据的精准性。

（2）荧光分析法。荧光分析法是使用原子荧光光度计进行的水质重金属分析化验方法，其具有灵敏度高、谱线简单且干扰小的特点，在低浓度的水质重金属分析化验具有优势，主要是用于分析化验水质中的汞和砷元素。荧光分析法是通过控制直线光与重金属发生反应的方法，对采集的样品的反应程度进行分析和测定来获得相应的分析化验结果。荧光分析法应用的原理是常温下，具有固定波长的直线光照射会激发物体电子反应。但是重金属电子的激发时间短，且稳定性相对较差，这也限制了荧光分析法在水质重金属分析化验中的广泛应用。

（3）液相色谱法。液相色谱法是使用液相色谱仪进行的水质重金属分析化验技术，也是其中最为重要的分析技术之一。液相色谱法具有高速与快捷的优势，主要运用液体的流动相和固定相进行色谱检测。运用液相色谱法能够迅速分析检测出水质重金属的分布和数量，为水环境治理工作提供数据支持。但是，液相色谱法的准确性相对不足，后续还需要利用其它分析技术进行进一步更为精确的检测。

（4）电感耦合等离子体质谱法。电感耦合等离子体质谱法是使用电感耦合等离子体质谱仪进行的水质重金属分析技术，其能够测定化学元素周期表中的大部分元素，可以提供同位素分析[3]。不仅如此，电感耦合等离子体质谱仪还具有极低的检出限和极宽的动态线性范围，可以用于检测水质中的硒、锑、铬、钼、钡、镍等元素，精密度高，分析速度快，在水质重金属分析化验中具有重要应用价值。在应用这一分析技术过程中，同样需要排除其中的影响因素，减少盐分对检测结果的影响。

3 发挥现代仪器分析技术在水质重金属分析化验中的作用的路径分析

3.1 优化现代仪器分析技术研发环境，增加资金支持

我国水质重金属分析化验技术起步较晚，随着近些年需求的提升，这一技术也在不断改进和发展。水质环境中的重金属含量和类型也在不断变化，现代仪器分析技术只有做到与时俱进，才能够满足新的水质重金属分析化验要求。基于国家创新发展的大环境，需要优化现代仪器分析技术研发环境，增加资金支持。通过上述仪器分析技术的讨论，我们也可以看到，当前用于水质重金属分析化验的现代仪器分析技术都存在优缺点，在实际检测中也面临着环境因素的制约，因此，在接下来的技术研发中，则需要重点突破技术局限，研发应用范围更广，精确度更高的现代仪器分析技术。

在充足的研发资金支持下，研究院所也可以提升研究人员的薪酬福利待遇，增强其研发的积极性和热情。科研人员并不一定要甘于清贫，较高的工资收入不仅可以让其安心做研究，还可以提升其职业成就感和生活幸福感。在强有力的资金支持下，科研院所还可以大胆引进先进的技术和仪器，为新技术的研发提供硬件设施支持等。优化现代仪器分析技术研发环境，能够推动水质重金属分析化验的良性发展。

3.2 提升水质重金属分析化验人员的技术能力和水平，做好后备人才培养

我国水环境修复历史并不长，但是水环境污染的历史由来已久，严重的水污染和水质重金属分析化验工作量与检验人员数量不成正比，存在严重的人才缺口。这也导致水质重金属分析化验工作效率相对较低，分析化验结果的准确性也会受到相关化验人员个人素质和专业能力的影响。因此，提升水质重金属分析化验人员的技术能力和水平，做好后备人才培养工作至关重要。

首先，提升水质重金属分析化验人员的技术能力和水平，需要增加职前培训投入力度，根据实际情况来适当增加职前培训时间。构建系统化的职前培训计划，循序渐进地引导相关人员正确认识和了解水质重金属分析化验中用到的仪器和分析技术，并保证其能够对不同仪器分析技术的优势和不足倒背如流[4]。在培训结束之后，需要组织统一的考试，只有通过考试的分析化验人员才能够进入到工作岗位。在此之后，还需要持续开展教育培训工作，针对新引进的技术和仪器进行集中培训，不定期抽查分析化验人员对仪器分析技术特点的记忆情况以及实际操作能力。只有这样，才能够让相关人员灵活运用现代仪器分析技术开展水质重金属的分析化验，也才能够切实保证分析化验数据的准确性。其次，在后备人才培养方面，需要加强与高校和科研院所的合作，为其提供真实的工作案例支持，引导其培养符合未来工作环境需要的水质重金属分析化验人才。在后备人才培养过程中，需要将专业知识的理论学习与实践活动结合在一起，让学生能够亲身感受水质重金属工作的价值和意义，能够参与到水质重金属分析化验的全过程，增长见识和实际能力。

3.3 推进水质重金属分析化验的信息化建设，运用大数据技术进行数据分析和管理

互联网时代，推进水质重金属分析化验的信息化建设，尤为重要且必要。运用大数据技术对分析化验的数据进行分析和管理，能够大大提升数据分析结果的准确性和科学性，还能够提升分析化验工作效率，在一定程度上减轻工作人员的工作量，缓解水质重金属分析化验需求与工作人员供给量之间的矛盾。推进水质重金属分析化验的信息化建设，并不是盲目推进，而是要根据不同地区不同河流或者水环境的实际情况，比如说主要污染物，重金属分布以及水中杂质情况等构建特色化的大数据网络。然后借助感应器等现代仪器实现针对水质重金属污染的动态监测系统，对水质重金属进行初步的粗略的监测。然后，一旦测定结果超过设定值之后，分析化验人员再进行实地取样和进一步分析化验。这样一来，能够保证水质监测的全面性，也能够形成更为直观的数据分析结果，为分析化验工作提供帮助和支持。在大数据技术的支持下，还可以将不同现代仪器分析技术得出的水质重金属结果进行统一归档管理，提升不同技术应用的协同性，避免了重复操作。同时，数据分析结果的归档管理，也能够为之后的水质重金属分析化验工作提供数据参考，可以为水环境修复提供依据。

4 结语

综上所述，水质重金属分析化验对于我国水环境修复和生态环境保护具有重要价值和意义，是主要的数据来源之一。近年来，工农业经济的发展，在某种程度上也加重了环境污染和破坏。基于生态环境保护理念，经济发展不应以环境恶化为代价，水质重金属分析化验以及水环境的修复工作也得到了社会各界的广泛关注和支持。目前，用于水质重金属分析化验中的现代仪器分析技术主要包括原子吸收光谱法、荧光分析法、液相色谱法以及电感耦合等离子体质谱法等，不同分析技术都有自己的优缺点，在实际应用中需要相互配合，才能够得到更为精准和全面的水质重金属物质数量和分布情况。为了更好地推进现代仪器分析技术在水质重金属分析化验中的应用，国家和政府还需要增加资金支持以推进新技术和新仪器的研发；需要做好分析化验人才的培训和后备人才的培养，以缓解水质重金属分析化验行业中存在的人才供需矛盾；需要积极构建大数据网络，推进信息化建设，以提升工作效率，减少分析化验人员的工作量。只有这样，才能够发挥现代仪器分析技术在水质重金属分析化验中的价值和作用。