环境监测中的重金属元素分析方法探讨

环境监测中的重金属元素分析方法探讨

李楚华

深圳市华保科技有限公司518000

摘要：随着我国经济的不断发展，人民的生活水平日益提高。同时，重金属污染情况也逐渐加重。科学技术的进步使我国的监测技术不断发展和完善，重金属元素的分析方法呈多样化趋势。需要注意的是，在整治重金属污染的工作中，监测工作人员，不仅需要掌握正确的重金属元素的分析方法，还要根据具体的实际情况、重金属污染程度等因素，对重金属分析方法进行有效地选择。

关键词：重金属元素;环境监测;分析方法

引言

随着我国绿色发展理念的深化，重金属污染防治工作越来越受到重视，防治重金属污染成为我国重要的环保工作之一。为了从根本上减少重金属污染给人民生活带来的种种危害，对环境监测中的重金属元素进行分析，是解决重金属污染的首要任务。本文将对污染源及危害进行概述，然后对重金属分析方法及注意事项进行论述。希望本文的探讨能给监测工作者带来一定的借鉴作用，使重金属元素的检测工作更加高效进行。

一、重金属污染源及其危害

1.1重金属污染的来源

据研究，重金属污染主要来自工业、农业、城市和环境事故污染几个方面。工业方面，在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等生产环节都会产生大量的重金属污染，其排放的废水、废渣等污染物进入水体与土壤中，废气中的重金属沉降后也进入土壤、水体等环境中，从而导致环境受到重金属污染且重金属浓度超标。农业生产过程中，由于使用含重金属的污水进行灌溉或者施用含重金属的农药、化肥等都会直接造成土壤污染。城市重金属污染主要来源于污水处理厂污泥处置不当、垃圾渗滤液泄漏、含铅汽油的使用以及汽车轮胎等方面；由于污泥、垃圾焚烧物含有大量重金属，处理不当就会造成重金属污染；轮胎中含锌等重金属，所以一些繁忙的公路附近的土壤重金属严重超标。突发的环境污染事故也会造成严重的重金属污染，如一些地方发生的砷污染、血铅事件就是由于管理不当、交通事故以及长期积累等原因造成的环境污染事故。

1.2重金属的危害

重金属排入土壤和水体后，严重危害土壤、水生生态环境。由于重金属在环境中不能被降解，通过大气、水和土壤等环境进入动植物体内，再经食物链富集后进入人体。进入人体的重金属，会与蛋白质、核酸等发生作用，引起酶活性下降或消失，导致核酸结构变化，进而引发基因突变，另外重金属积存在人体内脏中，损伤机体功能，医学已证明水俣病、骨痛病、阿尔滋海默氏病等都与重金属过量有关，所以重金属的危害是不容忽视的。

二、重金属元素的分析方法

2.1分析方法概述

在进行重金属元素样本的选择上，主要包括固体样本和水体样本，在采集到的样本中，要做一定的处理，这样才能更好的进行之后的分析工作，这个环节也被称之为样本的预处理。在现阶段都是使用仪器方法来检验重金属，其中比较常用的有电化学法和光学分析法。就光学分析法而言，主要有原子吸收光谱法，以及原子荧光光度法，其中的电感耦合等离子体发射光谱法因为其速度快，操作简单等特点，逐渐被广泛的推广和使用。在电化学分析法中，主要包括极谱分析法。选择分析的方法主要是根据重金属的浓度，以及元素之间互相影响的关系。高浓度金属元素样本检测多用电化学法，中浓度金属元素样本检测多用原子吸收光谱法及原子荧光光度法，低浓度金属元素样本的检测多用电感耦合等离子体发射光谱法。

2.2分析样品的预处理方法

在对重金属污染分析中，对样品的预处理是非常重要的，其在很大程度上会直接影响分析的结果。在重金属样品中，通常其含有的重金属比较低，如果样品有严重的污染，那么样品处理的结果和实际情况会有很大的误差。在进行水样预处理过程中，其根本原则就是处理

样本的干挠物质，最大程度减少干挠物质造成的误差。例如悬浮物、有机物就很可能存吸附的被测元素，在分析过程中如果对试液进行预处理就会造成误差。在预处理过程中，首先使用微孔滤膜除去悬浮物等杂质，然后酸化到PH值为1到2，予以保存，再进行消解处理，

例如使用NHO3、王水、HC1O4等。如果样品在酸化后会挥发，那么就应该使用碱性来消解，或者是使用NaOH-H2O2进行消解。如果是对固体样本进行预处理，比如沉积物和土壤，主要方法有碱熔法，酸分解法，以及固体悬浮液进样法，直接固体进样法等。使用酸分解法，根据加热和敞闭方式可以分成高压密闭消解法，电热板法以及微波消解法。最经典的方式是电热板法，但是缺点是加热时间长，有些易挥发的元素容易损失掉。因此在很多地方都被高压密闭法和微波消解法所取代。这种方式的优点是可以加快加热的速度，同时还可以减少试剂的使用量，避免造成元素的损失。

2.3重金属元素的分析方法

本文以ICP-AES方法，ICP-AES是电感耦合等离子体原子发射光谱的简称，是以电感耦合等离子矩为激发光源的光谱分析方法，具有检测快速、检出限低、灵敏度高和线性范围宽等特点，尤其是它能够同时测定多种元素的优势，使其在重金属监测中成为重要的分析手段。

（1）按前述方法采集、消解水样；再以试样同样方法、体积的去离子水进行消解，制备空白溶液。（2）仪器参数。影响ICP-AES分析的特性因素很多，主要参数有高频功率、载气流量、观测高度、元素波长等，分析不同的项目应选择合适的参数。（3）试剂。使用分析纯或优级纯的试剂。分别配制单元素和多元素混合标准溶液。（4）水样测定。以选定的仪器参数，分别将试样和空白溶液按照规程进行操作。标准化后，做试样和空白测定。消除干扰采用背景去除法或干扰系数法。（5）进行结果分析，按照ICP-AES谱图分析结果，选择信号适中，或者干扰情况比较小的谱线进行分析，对于检出限而言，都是使用检出限的5倍作为方法定，最后加标回收率和精密度都要符合基本要求。

2.4液体样品预处理

进行液体的预处理，实质上是对吸附在液体表面的杂志与有机物质等进行处理，目的是消除对分析结果的影响，减少监测误差。在液体样品处理之前，应用洗涤液将预装样品的瓶子进行清洁，然后在弱酸性的溶液中放置十五分钟，用清水冲洗干净后盛装液体样品。处理方法采用化学过滤法，使用孔径为0.45微米的滤纸进行过滤，将酸碱度降低到1到2之间。若使用硝酸溶液，硝酸的加入其溶液的质量比例为1:500，重金属溶液可快速溶解到溶液中。保存后应用氯化酸消解方法进行试验。采用碱性溶液防治样品挥发。消解过程中，用电热板进行加热。消解法被普遍应用在重金属检测试验中，具有方便、高效的特点。

2.5污染程度分析

水质和土质的污染受到金属污染实际上是重金属含量的超标，超过的标准越多，污染程度越严重。实际监测中，重金属元素的样品含量分布，可经过多种分析方法体现，进而确定重金属的污染程度。通常可以采用公式法计算，污染程度用单因子指数表示，不同重金属的采样点单因子指数不同，污染程度不同。重金属的实际检测浓度为变量，污染程度与其成正比。该金属元素的背景值为定量，背景值的大小有关采样区域，污染程度与其成反比。

2.6空气样品预处理

在化工与煤矿厂集中地带，周围空气中重金属离子含量较大，便于采样和研究。利用中流量采样器，采集固定污染源排气筒中颗粒物，以此分析其中的重金属含量。在采集过程中注意避免降雨天气，在风向稳定、温度适宜的情况下进行采集。由于空气采样的较难实施，采样人员需要学习有关检测技术规范，正确使用仪器设备。采样后，将样品滤膜用锡箔纸夹好，放在干燥箱内保存，便于日后实验室的分析测试。空气样品的预处理可参照固体样品处理方式。

三、结语

重金属污染是对环境造成巨大危害的污染之一。在“十三五”规划中，国家出台了重金属污染综合治相关政策及加强重金属污染防治工作的指导意见，国家的指导与支持使金属元素污染防治工作更加高效。做好环保防治工作，需要在环境检测中加强对重金属元素的分析。本文分析了重金属污染的源头和危害，分别阐述了液体样品和固体样品，制备过程及监测之前进行处理的注意事项。根据分析结果以及重金属污染程度，采取不同的应对防范措施和治理措施。以上针对监测环境中的重金属分析方法的探究，可供监测工作人员参考。除此之外，保护环境是人类共同的责任，在防治工作的顺利开展时，更重要的是，提升企业及民众的环境保护意识。只有这样，重金属污染问题才能得到根本上的解决。保护与治疗应双管齐下，将我国的持续发展战略方针实施到底。

参考文献

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