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【摘 要】随着社会经济的快速发展,环境治理工作也得到进一步提升,环境监测下重金属污染现象较为严重,文章通过对重金属元素分析方法进行分析,探讨环境监测下重金属污染处理的方法措施。
【关键词】环境监测;重金属;元素分析;重金属污染
引言
近年来,我国经济发展速度非常快,但是随之而来的环境污染问题也引起了社会的高度关注,尤其是自然环境重金属污染问题。我国工业规模不断扩大,会向自然环境中排放锰、铅、钼等重金属,这些重金属积累到一定程度后,不仅会破坏自然环境性质,还会影响到农作物的生产和农产品质量,更甚者还会危害到人的生命健康。因此,加强自然环境重金属检测工作刻不容缓。现阶段,虽然我国自然环境重金属检测技术已经取得了一定成效,但是重金属检测技术水平还不够先进,还需要深入研究,只有不断提高重金属检测技术水平,才能更好地检测出自然环境中的重金属含量,进而更好地保护自然环境。
1.环境监测中的重金属元素分析方法
1.1原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又被称为原子吸收分光光度法,该技术的应用时间较长,从上世纪中叶开始就进入到人们的视野。该技术需要借助仪器才能实现,是一种仪器分析技术。其工作原理涉及到物理知识,即原子外层的电子可以吸收到特定的光谱。由于不同元素能够被吸收的光谱存在明显的差异,因此可以通过区分光谱的变化,来进行重金属元素的确认。该方法不仅可以检测到重金属元素的存在,甚至还能进行含量的确定。技术的应用可借助四类检测仪器的辅助,最受到广泛青睐的则是原子吸收。原子吸收光谱法具有突出的优势,检测的结果较为准确,同时对各类元素都有良好的检测效果。而且技术应用难度不大,操作简便易行,因此被行业人员大力推广,为重金属元素检测工作提供了极大的便利。
1.2原子荧光光谱法
原子荧光光度法是通过测量待测元素的原子蒸汽吸收一定波长的光辐射而被激发产生荧光,在一定条件下其荧光发射强度与待测元素原子浓度成正比进行分析的方法。该方法灵敏性较强,检出限较低,谱线简单且干扰少,可同时检测多种元素的含量,在重金属离子检测领域被广泛研究。
1.3电感耦合等离子体发射光谱法
该方法是在传统的原子发射光谱法(AES)基础上发展而来,通过高频电感耦合产生等离子体放电的光源将待测物质蒸发、解离、电离并被激发,产生光辐射,通过分光色散,形成光谱。某种元素原子只能产生某些特定波长的谱线,因而可根据光谱图中是否出现某些特征谱线,可判断是否存在某种元素。根据特征谱线的强度,测得待测元素的含量。该方法分析速度快、元素选择性好、检出限低,适用于整批样品多组分同时测定,但也存在被测元素浓度较高时,准确度较差以及所用仪器设备费用昂贵等缺点。贺攀红等将氢化物发生技术(HG)与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)联用实现了易氢化元素与难氢化元素的同时测定。在同步测定土壤中的痕量As、Cu、Pb、Zn、Ni、V等元素时取得了较好的结果;采用混合酸溶解-电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定土壤中17种元素并与一级国家标准物质认定值比对,测定值的相对标准偏差(n=12)均小于4.0%。
1.4生物化学法
生物化学法是重金属检测的一种新型方法,主要有免疫分析法和酶抑制法两种检测方法。免疫分析法的原理是利用抗体与抗原的特异性反应,即将适量的抗体加入到水中,使抗体与水中的重金属元素发生化学反应,进而测定水中重金属的含量。该方法具有高灵敏度、高选择性、不会产生二次污染的优点。酶抑制法是通过改变酶活性中心的结构与性质,引起酶活力下降,进而使底物与酶系统中的显色剂颜色、pH和电导率等随之变化,从而進行定量分析的技术。此技术由于具有方便、快速、经济的优点,非常适合水质重金属的现场检测,但是灵敏度和准确性不够好,只能做定性分析。
1.5色谱分析法
色谱分析法利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果。根据物质的分离机制,色谱分析法又可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别,而不同类别色谱分析法的作用也不同。色谱分析法与蒸馏、化学沉淀、电泳技术等原理十分相似,是利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。色谱分析法在土壤重金属检测中有着较高的应用价值,其分离效能高、检测性能准确,被广泛应用于石油化工、环境能源、环境生命等领域。
1.6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。
2.重金属污染现象的解决措施
2.1优化环境监测方法
为更好地控制环境监测二次污染问题,减少重金属污染物的排放,最关键的便是避免化学试剂的大量使用。但若局限于常规环境监测方法,对于化学试剂很难弃之不用,所以重金属污染难以从根源上控制,这正是环境监测的矛盾所在,严重违背环保工作的初衷。所以,应当积极改进和优化环境监测方法,以SO2有害物质的测定为例,常规监测方法会带来超标的问题,而通过对化学试剂进行更换,如甲醛试剂,便能够较好的解决环境监测中的重金属元素残留问题。
2.2测试仪器的选择
重金属测定常用的仪器有电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、原子吸收分光光度仪等,根据监测目标元素、质量管理目标、仪器的检出限、灵敏度等选择相应的测试仪器。比如砷、汞除了可以选择ICP、ICP-MS外,还可以选择原子荧光光度仪,或测汞仪。现在X射线荧光光谱仪,因其不需要对土壤样品进行前处理,测定简单高效也逐渐应用于土壤重金素元素的测定。
2.3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。
3.结语
综上所述,重金属污染是危害最大的环境污染问题之一,对人体健康有着极大的危害性,因此,为提高环境监测书评,准确测定环境中重金属元素是非常重要的。工作人员还需要结合实际情况选择正确的检测技术,确保得到准确、有效的检测结果。
参考文献
[1]陈昌盛.污染土壤分析样品的采集与制备[J].城市建设理论研究(电子版),2018(4):157.
[2]柳春莉.环境监测中重金属污染现状及对策研究[J].资源节约与环保,2019,(11):30.
[3]钟礼汉.土壤重金属检测方法的应用及发展趋势研究[J].化工管理,2019(35):58-59.
【关键词】环境监测;重金属;元素分析;重金属污染
引言
近年来,我国经济发展速度非常快,但是随之而来的环境污染问题也引起了社会的高度关注,尤其是自然环境重金属污染问题。我国工业规模不断扩大,会向自然环境中排放锰、铅、钼等重金属,这些重金属积累到一定程度后,不仅会破坏自然环境性质,还会影响到农作物的生产和农产品质量,更甚者还会危害到人的生命健康。因此,加强自然环境重金属检测工作刻不容缓。现阶段,虽然我国自然环境重金属检测技术已经取得了一定成效,但是重金属检测技术水平还不够先进,还需要深入研究,只有不断提高重金属检测技术水平,才能更好地检测出自然环境中的重金属含量,进而更好地保护自然环境。
1.环境监测中的重金属元素分析方法
1.1原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又被称为原子吸收分光光度法,该技术的应用时间较长,从上世纪中叶开始就进入到人们的视野。该技术需要借助仪器才能实现,是一种仪器分析技术。其工作原理涉及到物理知识,即原子外层的电子可以吸收到特定的光谱。由于不同元素能够被吸收的光谱存在明显的差异,因此可以通过区分光谱的变化,来进行重金属元素的确认。该方法不仅可以检测到重金属元素的存在,甚至还能进行含量的确定。技术的应用可借助四类检测仪器的辅助,最受到广泛青睐的则是原子吸收。原子吸收光谱法具有突出的优势,检测的结果较为准确,同时对各类元素都有良好的检测效果。而且技术应用难度不大,操作简便易行,因此被行业人员大力推广,为重金属元素检测工作提供了极大的便利。
1.2原子荧光光谱法
原子荧光光度法是通过测量待测元素的原子蒸汽吸收一定波长的光辐射而被激发产生荧光,在一定条件下其荧光发射强度与待测元素原子浓度成正比进行分析的方法。该方法灵敏性较强,检出限较低,谱线简单且干扰少,可同时检测多种元素的含量,在重金属离子检测领域被广泛研究。
1.3电感耦合等离子体发射光谱法
该方法是在传统的原子发射光谱法(AES)基础上发展而来,通过高频电感耦合产生等离子体放电的光源将待测物质蒸发、解离、电离并被激发,产生光辐射,通过分光色散,形成光谱。某种元素原子只能产生某些特定波长的谱线,因而可根据光谱图中是否出现某些特征谱线,可判断是否存在某种元素。根据特征谱线的强度,测得待测元素的含量。该方法分析速度快、元素选择性好、检出限低,适用于整批样品多组分同时测定,但也存在被测元素浓度较高时,准确度较差以及所用仪器设备费用昂贵等缺点。贺攀红等将氢化物发生技术(HG)与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)联用实现了易氢化元素与难氢化元素的同时测定。在同步测定土壤中的痕量As、Cu、Pb、Zn、Ni、V等元素时取得了较好的结果;采用混合酸溶解-电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定土壤中17种元素并与一级国家标准物质认定值比对,测定值的相对标准偏差(n=12)均小于4.0%。
1.4生物化学法
生物化学法是重金属检测的一种新型方法,主要有免疫分析法和酶抑制法两种检测方法。免疫分析法的原理是利用抗体与抗原的特异性反应,即将适量的抗体加入到水中,使抗体与水中的重金属元素发生化学反应,进而测定水中重金属的含量。该方法具有高灵敏度、高选择性、不会产生二次污染的优点。酶抑制法是通过改变酶活性中心的结构与性质,引起酶活力下降,进而使底物与酶系统中的显色剂颜色、pH和电导率等随之变化,从而進行定量分析的技术。此技术由于具有方便、快速、经济的优点,非常适合水质重金属的现场检测,但是灵敏度和准确性不够好,只能做定性分析。
1.5色谱分析法
色谱分析法利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进行洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动,最终达到分离的效果。根据物质的分离机制,色谱分析法又可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别,而不同类别色谱分析法的作用也不同。色谱分析法与蒸馏、化学沉淀、电泳技术等原理十分相似,是利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。色谱分析法在土壤重金属检测中有着较高的应用价值,其分离效能高、检测性能准确,被广泛应用于石油化工、环境能源、环境生命等领域。
1.6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。
2.重金属污染现象的解决措施
2.1优化环境监测方法
为更好地控制环境监测二次污染问题,减少重金属污染物的排放,最关键的便是避免化学试剂的大量使用。但若局限于常规环境监测方法,对于化学试剂很难弃之不用,所以重金属污染难以从根源上控制,这正是环境监测的矛盾所在,严重违背环保工作的初衷。所以,应当积极改进和优化环境监测方法,以SO2有害物质的测定为例,常规监测方法会带来超标的问题,而通过对化学试剂进行更换,如甲醛试剂,便能够较好的解决环境监测中的重金属元素残留问题。
2.2测试仪器的选择
重金属测定常用的仪器有电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、原子吸收分光光度仪等,根据监测目标元素、质量管理目标、仪器的检出限、灵敏度等选择相应的测试仪器。比如砷、汞除了可以选择ICP、ICP-MS外,还可以选择原子荧光光度仪,或测汞仪。现在X射线荧光光谱仪,因其不需要对土壤样品进行前处理,测定简单高效也逐渐应用于土壤重金素元素的测定。
2.3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。
3.结语
综上所述,重金属污染是危害最大的环境污染问题之一,对人体健康有着极大的危害性,因此,为提高环境监测书评,准确测定环境中重金属元素是非常重要的。工作人员还需要结合实际情况选择正确的检测技术,确保得到准确、有效的检测结果。
参考文献
[1]陈昌盛.污染土壤分析样品的采集与制备[J].城市建设理论研究(电子版),2018(4):157.
[2]柳春莉.环境监测中重金属污染现状及对策研究[J].资源节约与环保,2019,(11):30.
[3]钟礼汉.土壤重金属检测方法的应用及发展趋势研究[J].化工管理,2019(35):58-59.