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【摘 要】随着重金属污染事件的不断发生，防治重金属污染已成为重要的环保工作，而对重金属元素进行环境监测和分析则是防治重金属污染的基础。为此，本文就环境监测中的重金属元素的分析方法作了相关的探讨，以期对大家以后的工作起到一定的借鉴和参考作用。
【关键词】环境监测；重金属元素；分析方法
文章编号：ISSN1006—656X（2014）011-0091-01
引 言：随着经济的快速发展，环境污染问题越来越突出，其中以重金属污染尤为严重，对环境造成极大破坏，对人们的身心健康造成威胁。因此，对重金属成分和含量进行检测和分析具有重大的意义。
一、重金属的危害性概述
（一）对生物体作用的加和性
多种污染物质同时存在，对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类：一类是协同作用，混合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重；另一类是拮抗作用，污染物共存时使危害互相削弱。
（二）毒性
决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。如铬有二价、三价和六价三种形式，其中六价铬的毒性很强，而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1～10 mg/L之间，而汞、镉等产生毒性的范围在0.01～0.001 mg/L之间。
（三）活性和持久性
活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。活性高的污染物质，在环境中或在处理过程中易发生化学反应，毒性降低，但也可能生成比原来毒性更强的污染物，构成二次污染。如汞可转化成甲基汞，毒性很强。与活性相反，持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性，如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解，并可产生生物蓄积，长期威胁人类的健康和生存。
（四） 生物可分解性
有些污染物能被生物所吸收、利用并分解，最后生成无害的稳定物质。大多数有机物都有被生物分解的可能性，而大多数重金属都不易被生物分解，因此重金属污染一旦发生，治理更难，危害更大。
（五） 生物累积性
生物累积性包括两个方面：一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。二是污染物在人体某些器官组织中由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积，造成各器官组织的损伤。又如，1953年-1961年，发生在日本的水俣病事件，无机汞在海水中转化成甲基汞，被鱼类、贝类摄入累积，经过食物链的生物放大作用，会造成食物中毒。
二、重金属元素的分析方法
（一）重金属元素分析概述
在环境监测中的重金属样品主要是水中样品和固体样品。一般用于分析的样品，先进行某些处理，再进行分析，这是所谓的前处理或样品的预处理。
目前，重金属的检测基本上都采用仪器分析的方法，主要是光分析和电化学分析。光学分析方法，常用的是原子吸收光谱（AAS），原子荧光光谱仪（AFS），紫外-可见分光光度法（UV-VIS）。现在电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP）的应用日益广泛，因为其具有快捷方便的特点。电化学分析主要是极谱分析。此外，生物方法，如酶抑制方法等，也可在环境监测中应用。选择分析方法主要是考虑样品中的重金属含量，对分析方法和其他因素的选择，各检出元素之间的关系和相互作用等。
（二）样品制备方法的分析
样品的预处理是在分析中非常重要的一部分，对分析结果的影响程度可能比仪器本身甚至更多。因为环境监测中的重金属含量一般比较低，如果在样品制备时污染它可以产生较大的误差。
（1） 水样的预处理
预处理的目的是为了消除一些干扰，如悬浮物或有机吸附组分的存在可造成分析误差。处理的方法是用孔径为0.45μm的滤膜过滤，酸化至pH=1～2保存。通过氧化酸消解法，如HNO3，王水， HClO4等进行试验。抑制样品的挥发性可以用碱性消解法，如用NaOH-H2O2等。消解通常需要加热，过去一般使用电热板加热。微波消解法是一种非常快速、有效的方法，现在也用于很多的试验当中。水样中处于检测下限的元素，也可进行分离和浓缩后测定，如蒸馏、萃取、吸附等，主要的进行处理的方法是离子交换方法。
（2） 固体样品前处理
固体样品如土壤、沉积物，预处理方法包括酸分解法、碱熔、固体悬浮液制备等，或者是直接固体进样方法。在酸分解法的基础上，利用电热板加热、高压闭合消解和微波消解可以更有效。酸消化时混合酸通常用HNO3-HF-HClO4， HNO3-HCl-HF-H2O2等。电热板法是经典的方法，因为热处理时间长，易造成易挥发元素等的损失，因此近年来也采用高压密封微波消解法。高压密封微波消解法加快了升温速度，降低了试剂消耗量，减少易挥发元素的损失，减少有毒气体的排放量，具有显著优点。当不使用酸水解或酸溶液的时候，也可以使用碱熔法。碱熔法可以完全破坏样品的晶格，释放被测元素。常用的碱熔剂是偏硅酸锂、四硼酸锂、碳酸钠、氢氧化钠和过氧化钠等。样品在高温下通过碱熔融，冷却后成玻璃晶体料，然后用酸来溶解熔块，过滤后的溶液可以在试验后进行分析。固体悬浮液取样通常用于超声处理并加入琼脂悬浮液等手段来稳定该悬浮液，然后在相同液样品的稀释样品处理后进行分析。由于省去了消化过程，大大简化了操作，目前的问题是精度和准确性无法得到保证。直接固体进样，无疑是最简单的加工工艺，现在被测试土壤样品也取得了一定的效果。
（三） 重金属分析方法探讨
由于大量的重金属分析方法，很难做出正确的选择，以ICP-AES法为例来说明，需要注意测定的一些问题。ICP-AES是电感耦合等离子体原子发射光谱法的简称，是光源的电感耦合等离子体激励频谱分析，具有快速、检出限低、灵敏度高的特点，线性范围宽，特别是它能够同时的测定各种元素的优点，这样，其在重金属监测方面已成为一个重要分析工具。
（1）由上述方法，消解水样；然后样品以相同的方式，去相同体积的离子水消化以制备空白溶液。
（2）仪器参数。诸多因素性能的ICP-AES分析，高频功率，载气流量，观测高度，不同项目的波长元分析应选择合适的参数。
（3）试剂，使用分析纯或优级纯试剂。制备单元素和多元素标准溶液混合。
（4）水的样品。在所选择的仪器参数和样品，分别与空白溶液的操作依照规定进行标准化。标准化后，使用样品和空白溶液进行测定。使用背景消除系数法的消除背景干扰。
（5）ICP-AES法结果频谱分析，选择谱线做中小干扰信号强度分析，并进行湾检测限。元素通常5次为一组的方法进行检出限测试，回收率和精密度应符合要求。
三、结束语
总之，为了降低环境监测中重金属污染程度，就需要我们不断地学习和提高，对于发现的问题要及时处理，从而进一步促进我国环保事业的发展。
参考文献：
[1]田 茂.重金属实用监测技术分析[J].中国西部科技，2009（14）.
[2]陈 程.环境重金属污染的危害与修复[J].环境保护，2010（03）.
[3]周速.环境监测中重金属污染与减量化对策[J].安阳工学院学报，2011（06）.
【关键词】环境监测；重金属元素；分析方法
文章编号：ISSN1006—656X（2014）011-0091-01
引 言：随着经济的快速发展，环境污染问题越来越突出，其中以重金属污染尤为严重，对环境造成极大破坏，对人们的身心健康造成威胁。因此，对重金属成分和含量进行检测和分析具有重大的意义。
一、重金属的危害性概述
（一）对生物体作用的加和性
多种污染物质同时存在，对生物体相互作用。污染物对生物体的作用加和性有两类：一类是协同作用，混合污染物使其对环境的危害比污染物质的简单相加更为严重；另一类是拮抗作用，污染物共存时使危害互相削弱。
（二）毒性
决定污染物毒性强弱的主要因素是其物质性质、含量和存在形态。如铬有二价、三价和六价三种形式，其中六价铬的毒性很强，而三价铬是人体新陈代谢的重要元素之一。在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1～10 mg/L之间，而汞、镉等产生毒性的范围在0.01～0.001 mg/L之间。
（三）活性和持久性
活性和持久性表明污染物在环境中的稳定程度。活性高的污染物质，在环境中或在处理过程中易发生化学反应，毒性降低，但也可能生成比原来毒性更强的污染物，构成二次污染。如汞可转化成甲基汞，毒性很强。与活性相反，持久性则表示有些污染物质能长期地保持其危害性，如重金属铅、镉等都具有毒性且在自然界难以降解，并可产生生物蓄积，长期威胁人类的健康和生存。
（四） 生物可分解性
有些污染物能被生物所吸收、利用并分解，最后生成无害的稳定物质。大多数有机物都有被生物分解的可能性，而大多数重金属都不易被生物分解，因此重金属污染一旦发生，治理更难，危害更大。
（五） 生物累积性
生物累积性包括两个方面：一是污染物在环境中通过食物链和化学物理作用而累积。二是污染物在人体某些器官组织中由于长期摄入的累积。如镉可在人体的肝、肾等器官组织中蓄积，造成各器官组织的损伤。又如，1953年-1961年，发生在日本的水俣病事件，无机汞在海水中转化成甲基汞，被鱼类、贝类摄入累积，经过食物链的生物放大作用，会造成食物中毒。
二、重金属元素的分析方法
（一）重金属元素分析概述
在环境监测中的重金属样品主要是水中样品和固体样品。一般用于分析的样品，先进行某些处理，再进行分析，这是所谓的前处理或样品的预处理。
目前，重金属的检测基本上都采用仪器分析的方法，主要是光分析和电化学分析。光学分析方法，常用的是原子吸收光谱（AAS），原子荧光光谱仪（AFS），紫外-可见分光光度法（UV-VIS）。现在电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP）的应用日益广泛，因为其具有快捷方便的特点。电化学分析主要是极谱分析。此外，生物方法，如酶抑制方法等，也可在环境监测中应用。选择分析方法主要是考虑样品中的重金属含量，对分析方法和其他因素的选择，各检出元素之间的关系和相互作用等。
（二）样品制备方法的分析
样品的预处理是在分析中非常重要的一部分，对分析结果的影响程度可能比仪器本身甚至更多。因为环境监测中的重金属含量一般比较低，如果在样品制备时污染它可以产生较大的误差。
（1） 水样的预处理
预处理的目的是为了消除一些干扰，如悬浮物或有机吸附组分的存在可造成分析误差。处理的方法是用孔径为0.45μm的滤膜过滤，酸化至pH=1～2保存。通过氧化酸消解法，如HNO3，王水， HClO4等进行试验。抑制样品的挥发性可以用碱性消解法，如用NaOH-H2O2等。消解通常需要加热，过去一般使用电热板加热。微波消解法是一种非常快速、有效的方法，现在也用于很多的试验当中。水样中处于检测下限的元素，也可进行分离和浓缩后测定，如蒸馏、萃取、吸附等，主要的进行处理的方法是离子交换方法。
（2） 固体样品前处理
固体样品如土壤、沉积物，预处理方法包括酸分解法、碱熔、固体悬浮液制备等，或者是直接固体进样方法。在酸分解法的基础上，利用电热板加热、高压闭合消解和微波消解可以更有效。酸消化时混合酸通常用HNO3-HF-HClO4， HNO3-HCl-HF-H2O2等。电热板法是经典的方法，因为热处理时间长，易造成易挥发元素等的损失，因此近年来也采用高压密封微波消解法。高压密封微波消解法加快了升温速度，降低了试剂消耗量，减少易挥发元素的损失，减少有毒气体的排放量，具有显著优点。当不使用酸水解或酸溶液的时候，也可以使用碱熔法。碱熔法可以完全破坏样品的晶格，释放被测元素。常用的碱熔剂是偏硅酸锂、四硼酸锂、碳酸钠、氢氧化钠和过氧化钠等。样品在高温下通过碱熔融，冷却后成玻璃晶体料，然后用酸来溶解熔块，过滤后的溶液可以在试验后进行分析。固体悬浮液取样通常用于超声处理并加入琼脂悬浮液等手段来稳定该悬浮液，然后在相同液样品的稀释样品处理后进行分析。由于省去了消化过程，大大简化了操作，目前的问题是精度和准确性无法得到保证。直接固体进样，无疑是最简单的加工工艺，现在被测试土壤样品也取得了一定的效果。
（三） 重金属分析方法探讨
由于大量的重金属分析方法，很难做出正确的选择，以ICP-AES法为例来说明，需要注意测定的一些问题。ICP-AES是电感耦合等离子体原子发射光谱法的简称，是光源的电感耦合等离子体激励频谱分析，具有快速、检出限低、灵敏度高的特点，线性范围宽，特别是它能够同时的测定各种元素的优点，这样，其在重金属监测方面已成为一个重要分析工具。
（1）由上述方法，消解水样；然后样品以相同的方式，去相同体积的离子水消化以制备空白溶液。
（2）仪器参数。诸多因素性能的ICP-AES分析，高频功率，载气流量，观测高度，不同项目的波长元分析应选择合适的参数。
（3）试剂，使用分析纯或优级纯试剂。制备单元素和多元素标准溶液混合。
（4）水的样品。在所选择的仪器参数和样品，分别与空白溶液的操作依照规定进行标准化。标准化后，使用样品和空白溶液进行测定。使用背景消除系数法的消除背景干扰。
（5）ICP-AES法结果频谱分析，选择谱线做中小干扰信号强度分析，并进行湾检测限。元素通常5次为一组的方法进行检出限测试，回收率和精密度应符合要求。
三、结束语
总之，为了降低环境监测中重金属污染程度，就需要我们不断地学习和提高，对于发现的问题要及时处理，从而进一步促进我国环保事业的发展。
参考文献：
[1]田 茂.重金属实用监测技术分析[J].中国西部科技，2009（14）.
[2]陈 程.环境重金属污染的危害与修复[J].环境保护，2010（03）.
[3]周速.环境监测中重金属污染与减量化对策[J].安阳工学院学报，2011（06）.