工业企业水污染环境监测中重金属污染的控制措施

汤希凡

（南京白云环境科技集团股份有限公司，江苏 南京 210047）

1 工业企业生产造成的重金属水污染现状

水是生命之源，也是保障人类能够维持正常的日常生活的不可缺少的要素。然而，随着我国工业化的发展和建设，各类工业企业生产运行，三废排放给周边环境造成很大的压力。特别是在某些欠发达地区，环境检查督查力度不够，少数不法企业甚至有超标排放，偷排漏排的情况。由于水体自身的净化容量跟不上环境污染的速度，逐渐造成水生态水环境的污染。常见的水体污染因素包括汞、砷、铅、铬等，这对水环境造成了严重的破坏，包括这些问题不断加剧一定程度上是由于我国之前工业建设和经济发展过于粗放，对工业企业排放的工业废水未及时处理，导致水源不断被废水中的重金属及其化合物污染，并在工业企业生产需求的作用下不断二次、多次使用，加剧了污染的程度和严重性[1]。对此，只有重视工业企业水污染环境的监测和控制，才能有效的遏制重金属污染事件的爆发，从生态环境和生活在地区的人类的保护上来说，防范了人体因长时间摄入过多重金属而造成的身体损害。我国的环境保护意识和措施政策也在不断落实，在国家的大力推进水环境污染监测的措施下，不断改进和降低水环境所受到的工业企业污染，着重评价和管控其中的重金属含量的水质评价指标，从而有效的保障了人类的生活质量。随着《中华人民共和国水污染防治法》（2017版）、《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）的颁布实施，各生产企业作为水质污染的责任主体得到明确，对废水重金属污染的治理要求进一步明确，处罚力度越发加大，充分体现了国家在断加强对废水重金属污染的监控管理的决心。

在自然界，重金属元素多与其他元素结合为化合物来存在，而含有重金属的污染物很难被水中的分解者自然降解，只能通过长期的自然沉积，这让工业企业短期内排放的大量重金属污染物难以被自然处理，水环境中的污染逐渐严重化。重金属元素对人类及其他生物的恶劣影响主要是进入生物体后的毒性作用，能够抑制体内各种酶的活性作用，让酶蛋白分子的基键失活。

人类与水环境是常常紧密接触的，海鲜、鱼虾、螺丝等水产品都是人类鹅常食用食物，而这些生物在水环境中生存时通过食用的水草、小鱼小虾等，再到被人类食用，完成了重金属元素一步步的富集作用。人体通过食物摄入的重金属会对人体的内脏和多个人体系统的运行起到很大的损害作用，若积累到一定程度，将对生物造成致命性的损伤。因此，有必要做好工业企业水污染环境监测中重金属污染的控制，这个目的首先要对水环境中重金属含量有定性定量检测。

2 工业企业水污染环境控制中常用的重金属测定方法

在对于工业企业水污染环境的综合控制中，检测其中重金属的含量，是有效评价水质及水体环境污染程度的重要指标。随着科技的发展，现阶段可用于工业企业水污染环境治理的重金属测定方法主要有以下几种。

（1）原子荧光光度法。在识别重金属元素和测定其含量方面，原子荧光光度法是实验室最常用的方法之一，其识别重金属元素的原理主要是在荧光作用下，测定金属原子能级跃迁的释放光子波长。检测人员在操作原子荧光光度计检测重金属的过程中，需要首先在特定的条件和方式的作用下，让检测样本中各原子的形式由固态转变为气态，再对其照射足量的各种波长的荧光，在气态原子上的各能级外层电子吸收了足够的能量后，会跃迁至高能级状态；在该能级停留片刻瞬间后再跌落回低能级态，此过程会释放特定波长的光子，反映为相应荧光的产生。收集、识别和测算这个过程检测原子所产生的特定波长特征的荧光的，检测人员即可清楚了解检测样本中的特定重金属元素及其含量浓度信息。为了提升原子荧光光度法的检测精准度，在检测重金属元素时，通常采用激光光源。

（2）离子体质谱分析法。其原理和特征主要是要在特殊的高温电离条件下工作，例如电感耦合技术。离子体质谱分析法和原子发射光谱法的样本前处理和仪器方法的使用基本一致，只在仪器各部件方位和线圈的接地方式上有所差异。本项技术方法的灵敏度高、检测所需的耗时少，常被用于检测多个样本中的多项重金属元素，及其相关元素、同位素等。为了加强检测过程的防干扰少影响，常利用相应的优化仪器来防止因信号漂移而造成的检测精度不准确。

（3）高效液相色谱法。高效液相色谱法中的液相指的是测定时的进样样本为具有流动性的液题，测量时将目标检测样本与特定的检测溶液混合，而后将混合注入到检测回路中，由色谱柱完成液相的再分离，将其中所要检测的元素分离、投入含量检测中。本项检测方法相较于其他方法主要有三个优点：流动状液体的检查、检测色谱柱可使用的周期长、待测样品可重复进样检测。但由于色谱柱特定的分离、传输能力，对样液浓度的要求，需要在制样时严格的控制各元素指标的含量，防止因元素浓度不在标准测量范围内而造成的测量不准确和仪器损坏的问题。还需要防止周围检测环境对高效液相色谱仪造成的干扰，保障检测的准确性。

（4）酶抑制法。酶抑制法是能够在现场对重金属元素做快速检测的方法，根据特定酶的活性中心与待测元素、物质间相互作用，分析其造成的可视化的颜色变化和易测定的电导率改变，同酶抑制法相应的指标体系做对比判断，从而确定所检测样本中金属元素的种类。这种方法主要是定性的初步判定，无法做到定量的准确测量，但可肉眼观察的方法简便性让其在现场检测中很常用，例如对作物农业残留的成分测定。

（5）原子吸收光谱法。本方法主要用在检测分析检测样本中的痕量重金属元素，在投入检测前，需要在待测样本中加入相关共沉淀剂，沉淀并收集其中的待测重金属元素，防止痕量元素因在水溶液中含量低而增加收集难度。将所收集的痕量重金属元素用于原子吸收光谱法的分析测定。

（6）比色法。本项方法主要是应用朗伯比尔定律，将待测金属元素等组分和特定的物质做反应，在反应过程中会生成新的独特波长，检测波长的具体性质，将其同指标测量体系比对后，即可确定样本重金属元素的种类，例如分光光度计。这种方法也是定性测定，测定的准确性较高，为保障测定的准确性，应当注意合理显色剂的选取和使用，这样能够防止其他金属原子干扰目标重金属元素的测定，并稳定应用单色光的强度和波长。

3 控制工业企业水污染环境中重金属污染的措施

重金属离子通常在自然界难以自然转化，且对环境和生物体都有一定毒性作用，一些工业企业常常将未经过完全的净化处理、或处理不完全的工业废水，直接排放到自然界水环境中，例如通过河流、海洋、地下等不同排放途径，将含有重金属元素的工业废水排入水体环境，危害了人们的日常饮水和生活生产的健康性。在地球温室效应、白色污染、重金属污染等多重自然危害下，控制工业企业水污染环境、减少重金属元素直接排入水环境，是当下环境监测中治理的重要事项。

（1）处理水环境中的现有重金属离子。若要控制和处理水环境中现有的很多重金属离子，可以通过化学电解、物理吸附、生物吸附和化学沉淀等方法。考虑到地球水环境的区域大、需控制处理的重金属离子多，经济性好、效果佳和效率高的吸附法是首选，也是净化水中重金属元素的最常用方法。随着人们对吸附物和吸附剂的不断研究，可用于制作吸附剂的各种新材料不断出现，其中既有合成的也有天然的，既有有机材料也有无机材料，包括无机离子吸附交换材料、离子交换树脂、吸附树脂、活性炭纤维、纤维吸附材料等。在选用吸附剂时，需要根据所要吸附的目标重金属离子的性质，结合各种吸附剂的材料吸附特性，来选择在水环境中所要添加的合理吸附剂，完成目标重金属离子的处理和控制。

就各类吸附剂和工业企业水污染环境控制来说，为了更贴合当下生态自然、可持续的社会发展模式，实现资源的充分利用和变废为宝，常在吸附各种重金属离子后对其做回收和分离处理，因此选用具有易分离、可循环、可降解等优势的各类生物类吸附剂是当下热门的研究方向。例如近年来科学家对霉菌、放线菌等原核生物的重金属元素吸附能力的研究，还有海藻、农作物秸秆、树叶碎屑等生物材料的研究，都具有广泛的重要应用意义。许多工业企业的生产尽管对我们人类的水资源、土地资源等自然环境排放了很多污染，但也发展了人类的生产力，满足人们更多的需求，推进了人类的工业化经济社会建设，我们应当对此充分肯定；而随着人类的发展，在科研人员的努力和全体人类的共同期待下，新型、更先进的具有广泛应用空间的污染控制方法一定会出现，用以改善人力的地球生态家园。

（2）底泥重金属的控制措施。工业企业的污染性废水向水环境排放后，会逐渐向水体的底泥沉着和释放，这对水体的水质有持续的破坏性，对此，若要控制整体水环境的重金属污染问题，还有必要控制水体底泥的内在环境，可以采用的对策主要有以下三种：①严控外部重金属的进入。工业企业在排污前，先经过较充分的废水处理，清除或减少其中的污染性物质，在检查合乎废水排放标准后方可排放，防范二次污染现象；②在控制和处理污染程度严重的底泥时，可新填泥沙、清洁底泥等，或投入适宜的吸附型铺填物、栽种强耐性的水生植物等；③对于污染性废水排放需要比较大的工业企业，需要对它周围环境及其生产环境进行严格的重金属等污染物的监测。划定周围的安全保障距离，对本工业企业排放的污水及其污水处理设施进行定期的抽样检查，保障此工业企业排放的污水符合污水排放标准。

（3）通过政策措施引导工业企业净化污水排放。从政策角度出发，为了加强我国循环经济的发展和可持续发展的建设，可以制定和出台相应的政策法规，来对各个工业企业的生产和污水排放做好统筹规划和管理。一方面，我国已制定了规范化的污水排放标准，对工业企业企业的清洁生产设备和污水处理设施也有了一定的要求和监督，还通过环保部门环保检查和评定的方式，让生态效益也成为工业企业生产资质认定的标准之一；但是，另一方面，我国的许多小作坊、小工业企业不规范生产和大量排污的现象屡见不鲜，而一些购置有清洁处理设备的工业企业为了降低成本开销，也不日常使用。这反映出我国的政策措施尽管具有一定的作用和效果，但对于工业企业排放污水的监管力度和成效还有待提升。

通过以上分析，可以发现，我国由工业企业向水环境排放污染物，尤其是重金属元素，的问题大大影响了人们生成生产的健康发展。而我国对于重金属元素的各种检测方式也已比较完备，吸附的水环境污染物控制方式具有广阔的应用前景和意义，在我国经济转型和产业结构升级的今天，控制水环境污染是亟待解决、也是必会经济的问题。