环境中重金属离子检测研究进展

环境中重金属离子检测研究进展

发表时间：2018-07-17T14:40:53.443Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第7期作者：周慧选

[导读] 如今，随着我国工业的迅猛发展，重金属的污染日益严重，且重金属在自然条件下难于降解为无害物，可通过食物链富集进入人体周慧选

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摘要：如今，随着我国工业的迅猛发展，重金属的污染日益严重，且重金属在自然条件下难于降解为无害物，可通过食物链富集进入人体，从而对人体健康造成危害。重金属废水来源很广，如何科学实用有效地处理重金属离子废水已经成为国内外科研工作者研究的热点之一。因此本文主要就环境中重金属离子检测研究进展进行探讨分析，并提出一定的个人观点，以供参考。

关键词：环境；重金属离子；检测；研究进展

1 重金属的污染

重金属的存在会与人体内的蛋白质、酶进行反应，使其失去活性，也能够在器官内聚集，超过特定浓度后产生中毒现象，对人体产生极大的危害，比如日本的汞污染和镉污染，都是重金属污染的典型事故。其来源主要是由于其在开采、运输、炼制、加工过程中产生的，能源资源如煤炭和石油的开采、炼制和使用中，也会有重金属物质的存在和污染。这些重金属物质进入大气、水、土壤之中，然后随着生物作用，不断富集。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。因此，重金属污染会对人体健康产生极大的危害。

对人体和环境产生较严重污染的重金属

2环境中重金属离子检测的必要性

随着我国工业化进程的不断加快，重金属的使用范围日益扩大，在加速经济发展的同时，也带来了诸多的环境污染问题。1953年，于日本熊本县水俣湾附近渔村发现的水俣病震惊世界，其原因为甲基汞为主的有机汞中毒，是慢性汞中毒的一种类型。骨痛病发病的主要原因是镉中毒造成肾损害，进而导致骨软症。严重的重金属离子污染问题已经引起越来越多环保人士的关注。如何分离检测和回收环境中的重金属离子更是值得研究的内容。对于重金属离子的检测与处理是立在必行的一项工作，也是推动检测发展，维护生活环境和人体健康的首要任务。

3 环境中重金属离子的检测方法

3.1 固相萃取法

（1）采用固体吸附剂将液体样品中的金属离子吸附，不仅与样品的基体和干扰化合物相分离，而且具有富集的作用，之后采用洗脱液进行洗脱，达到分离和富集环境中重金属离子的目的。

（2）固相萃取表现出非常显著的优点，可同时完成样品富集与净化，大大提高检测灵敏度.

（3）比液液萃取更快，更节省溶剂，可自动化批量处理。

（4）重现性好，常用于固相萃取的填料包括C18，硅胶、活性炭、膨润土、多壁碳纳米管等。

3.2 光谱法

（1）AAS检测方法是根据被测原子对其原子共振辐射的吸收强度进行含量的测定。火焰原子吸收法能够达到ppb级，石墨炉原子吸收法能够达到ug/L的级别。其分析速度快，仪器的操作和使用简单方便，应用较为广泛，能够检测的物质多达70多个。但是AAS在实际使用中，不能够同时测定多种元素，需要不断技术升级。

（2）分子光谱法利用假如显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区域有吸收的化合物进行检测。生成的化合物一般是螯合物，较为稳定。显色反应的选择性和灵敏想较高。

（3）电感耦合等离子原子发射光谱法技术可以测试氩以外的所有已知的物质，检出限度达到0.01～10mg/L。其利用等离子体的形成，样品经过雾化系统雾化以后，以气溶胶的形式进入等离子轴向通道，经过蒸发、原子化、电离、激发产生元素的特征谱线，鉴别物质的存在与否以及含量的多少。

3.3 QCM检测法

（1）QCM金电极完成MBA表面修饰后，加入0.1 mmol・L-1 的NaOH溶液，持续10 min 后除去，以使电极表面的MBA去质子化。

（2）加入0.1 mmol・L-1 KNO3 溶液，启动QCM检测平台，开始记录频率，基线稳定后分别加入各种金属离子M2+标准溶液，频率再次稳定后加入MBA-GNPs，继续采集芯片频率，以试液实时频率（f）与起始时刻（t=0 时）的频率（f0）的差值（Δf）作为传感器响应频率（Δf=f -f0）。

（3）Δf 对时间（t）的响应曲线作为该试液的传感器响应结果，进行试液中金属离子的定性定量分析。利用此法可以测出除了Co2+和Hg2+的检测线性范围较窄和重现性较差以外，其他金属离子都有较宽的线性检测范围、较高的灵敏度和重现性，该方法检出限达到了纳摩尔级（ppb级），为重金属离子提供了一种高灵敏度的定量检测方法。

4 重金属的检测技术进展

随着相关机构多年来对重金属的分光光度法研究和应用推广，许多检测新方法被设计出来。最近研制出来的汞、铅、镉、砷等重金属和其它有害元素的富集装置，就能非常有效快速的分离和富集上述的很多元素，例如在 200ml溶液中可将1～2g被测元素富集分离出来，在结合使用高效灵敏的新型显色剂的情况下，实现了比较快速准确的光度测定，如饮用水中重金属和其它有害元素（＜ 10 g/l）的光度测定，可在 0.5h 内完成，从而使得分光光度法的灵敏度、时效性和选择性都有的很大程度的提高，完全可以和其它仪器分析方法一较高下。而对于检测仪器本身来说，具有越来越好的检出限和稳定性，使用愈来愈容易，获得信息越来越快、越来越丰富才是其未来的发展趋势。快速检测重金属污染技术的发展，在很大程度上依赖于样品的制备技术和前处理技术，也更依赖于对先进仪器的使用。在实际工作中，往往要求能够较快地得到检测结果，因此发展研究快速检测技术会是以后的一个重要发展方向。

结束语重金属离子的检测对促进社会经济发展和维护社会稳定都具有极其重要的意义，还关系到每一个人的身体健康和生命安全。因此，应进一步健全重金属离子检测体系，提高检验检测和排查有毒有害物质的能力，并对之中存在的有害因素与监测数据分析机制进行进一步的完善。只有这样，我们的生活品质才会更提升，人民的健康才能得到有效的保障。

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