我国水环境重金属污染现状及检测技术进展

潘杰

摘 要：重金属有严重的危害性，我国的水环境受到了重金属的污染。文章介绍了水环境中重金属的传统检测方法，主要包括原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、溶出伏安法、电感耦合等离子法等，并介绍了新的检测方法。

关键词：重金属；检测方法；水环境

一、重金属的危害以及我国水环境中重金属的污染现状

重金属大约有45种，是指密度≥5mg/cm3的金属。重金属污染指的是由重金属及其化合物引起的环境污染。重金属具有不可降解性，在动植物的体内累积，通过食物链进行扩集，进入人体后造成严重的危害。

按照对人的身体健康的影响，水体中的金属元素可以分为人体健康必须的常量元素、对人体健康有害的金属元素和存在于人体内，但对身体健康的影响还不明确的元素三种。重金属对人体健康的危害很大，主要有以下几点：造成生殖系统的损坏，影响胎儿发育，威胁身体健康等。

水环境包括河流、湖泊、水库、海洋以及工业用水、污水和生活用水等水体环境，如果水环境中排入水体的重金属含量超标，会使水的组成及性质发生根本性的变化，导致水环境中生物平衡条件失衡、恶化。随着经济的过快发展，水环境中的重金属污染愈发严重，污染率达80%以上。我国很多江河湖海均存在不同程度的重金属污染。

二、水环境重金属分析检测技术的介绍

水环境重金属检测方法，要根据具体的灵敏度、准确性、选择性、分析速度、应用范围等因素来进行选择，现在应用较为广泛的传统的分析方法有：原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等，也时也研究出了一些新的检测方法，它们分别是酶抑制法、免疫分析法、生物传感器法。下面对这些方法分别进行介绍。

（一）原子荧光光谱法。这种方法下，待测元素的原子蒸汽在辐射能的刺激下产生荧光，荧光的发射强度可以用来测定待测元素。例如可以用原子荧光光度计测定水中的砷、硒元素的检出限和回收率，用AFS-3100型双道原子荧光光度计以盐酸为介质，测定砷元素。这种方法的检出限低于后面提到的原子吸收光谱法。原子荧光光度法的谱线简单，干扰性小，线性范围宽，同时也存着应用元素较少的缺点。

（二）原子吸收光谱法。根据测量气态原子对特征谱线的吸收程度进行分析的方法称为原子吸收光谱法。原子吸收光谱法针对不同的检测元素有不同的检测方案，对水样中的铅元素进行现场检测；用冷原子吸收光谱法可以快速测定水中的汞元素；用石墨炉原子吸收光谱法可以测定水中的铊、镉等元素等。这种方法灵敏度高，能进行多种重金属元素的检测，目前应用较为广泛。

（三）电感耦合等离子体法。这种方法包括电感耦合等离子原子发射光谱和电感耦合等离子体质谱。其中电感耦合等离子原子发射光谱利用元素发出的特征谱线测定谱线强度，它的灵敏度较小，干扰少，线性宽，可以测定多种金属元素。这种方法灵敏度高、检出限低、分析快速。

（四）溶出伏安法。这种方法由两步来完成：第一步对被测的物质进行电解，通过搅拌使被测物痕量物质还原后，附着在阴极上，这一步称为富集；第二步在两个电极上注入反相的掃描电压，使阴极上的金属离子溶解，形成电流峰，这一步称为溶出。如可以用一种电化学传感器测定锌、镉、铅、铜这种元素。这种方法操作简单，检测数据可靠，电极表面容易更新。

（五）激光诱导击穿光谱法。这种光谱技术是高功率的激光与物质结合产生等离子体，对等离子体发射的光谱进行研究，从而对样品进行定性与定量的分析。这种方法时间短，可以快速、在线的监测污染物，灵敏度较高，可以同时进行多种元素的分析。现在国内对这种技术的研究还不太成熟，所以这种方法在水污染检测领域的应用较少。

根据目前的检测技术，电感耦合等离子体质谱技术的优点很多，广泛应用于环境监测方面，受到一些发达国家和国际组织的推崇。溶出伏安法中应用了新型的电化学传感器后检测限得到了降低，可以进行户外的现场监测，被很多国家列为标准的检测方法。激光诱导击穿光谱法灵敏度较高，可以进行多元化的检测，近年来的应用较多。这几种常用的重金属检测方法各有优缺点，下表就针对其中几种常用的检测方法进行对比：

以上几种是传统的水环境水体重金属检测方法，随着这项监测研究的深入，还出现了一些新的方法，下面对这些方法进行简单介绍。

（六）酶抑制法。这种方法的机理是重金属离子与巯基或甲巯基结合，引起酶的活力降低，导致显色剂颜色、吸光度等发生变化，通过观察或者通过电、光等信号进行区别。这种方法的灵敏度和准确性低，但检测快速，成本低。

（七）免疫分析法。这种方法节省时间，成本较低，操作简便，可以用于重金属离子的现场检测。这项技术有很好的发展前景。

（八）生活传感器。用传感器测定水体中的有毒化合物，用传感器进行检测操作方便，数据的分析较快，所需的样品较少。通过进一步的研究，可以广泛应用于环境中重金属离子的检测。

三、结语

进行水体重金属污染的检测，是进行后期的污染监督和治理的依据，现在的水环境重金属污染检测面临着许多的问题，一是要想及时了解水体污染的情况并制定相应的对策，就需要运用一些更及时、实时、高效的分析方法；二是不同的重金属对人体的危害不同，需要对重金属的形状和价态进行更为细密的检测。这两个问题对水环境重金属的检测提出了更高的要求。

一些新的检测方法，包括酶抑制法、免疫分析法、生物传感器等，会随着重金属检测技术的不断成熟得到广泛的推广应用。