水体中重金属离子的检测方法探讨

[摘 要]经济的发展使得重金属在各个领域具有极其重要的作用，包括工业、农业、医药等等，但是随着重金属的比重增大，其带来的环境污染问题也日益加剧。本文针对目前几种常用的重金属离子，采取了相应的检测方法，以达到水体中重金属离子检测的需要。

[关键词]水体；重金属离子；检测方法

中图分类号：O657.3；X832 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0004-01

前言

国民经济的提高使人们对环境的要求也逐渐提高，更加重视水体污染情况，比如汞、镉、铅、铬、镍、砷等一些具有较强生物毒性的重金属元素。如果重金属元素未经处理就排放到水体中去，不能及时地被生物有效降解，就会在食物链的生物放大作用下，最后通过某些渠道进入人体。重金属会和人体中的蛋白质、酶等发生化学作用，使其失去活性，也可以积聚在人体器官中，引发慢性中毒。所以我们要加强水体中重金属离子的监督及检测，保护环境，维护健康。

1. 我国的重金属污染现状

目前我国的现代化建设进程正在加快，环境状况也日趋恶化，其中重金属污染是不可忽视的恶劣污染源头之一，直接或间接危害到了人类正常的生活和发展。如表1，列举了几种重金属的污染情况。

2.水体中常用的重金属离子检测方法

2.1 络合滴定法

络合滴定法基于络合反应，是一种容量分析方法。它的滴定剂以氨羧络合剂为主。常用的氨羧络合剂有：氨三乙酸、乙二胺四乙酸等。采取亚氨基二乙酸螯合树脂 Chelex-100 作为络合剂，借助络合滴定法检测水体中重金属锰、镉、镍、铜的含量。Chelex-100可以吸附复合矩阵中的金属离子，与其发生化学反应，且吸附剂体积越大，离子吸附量越大。举例说明 EDTA 减量滴定法检测汞含量：pH值确定在5-6之间，指示剂选用的是二甲酚橙，在第一份试液中用EDTA溶液滴定水体中金属离子总量；在等同的后一份试液中，加入硫脲隐藏，然后用EDTA滴定其它金属离子；汞量就是两者之差。

2.2 化学发光法

化学发光法类属于分子发光光谱法，基于待测物浓度与检测体系的化学发光强度在某种条件下呈线性关系，借助仪器分析化学发光强度，最终确定待测物含量。常用的化学发光试剂有：鲁米诺类、吖啶酯类、1，2-二氧环乙烷类等等。鲁米诺与各种氧化剂包括过氧化氢、氧气、次氯酸盐等发生化学反应伴随发光现象。及 可以催化鲁米诺与过氧化氢的反应，因此可以此种方法同时测定及的含量。鉴于与的动力学特征存在差异，可利用偏最小二乘法计算不同时间段的发光强度，并采取正交试验优化双组分体系。用、催化碘酸钠与鲁米诺的发光体系，其光谱重叠较为突出，不能采取常规办法，可借助蚂蚁算法处理数据，提高了的回收率。

2.3 电化学分析法

2.3.1 极谱法

单扫描与脉冲极谱法拥有很多优势，比如简便、快速、无需指示剂等等，普遍应用在工业废水及环境水样的检测中。采用汞电极可以较好地测定铬含量。采用微分脉冲极谱法可以准确测定，若溶液中存在亚硒酸钠，会影响结果，pH值为8.5时，可借助荧光镓缓冲溶液排除硒的干扰。示波极谱法借助于阴极射线示波器，观测并保存极谱曲线。利用示波极谱法测定水体中的铬含量。采用交流示波极谱法测定水体中的汞含量。

2.3.2 溶出伏安法

溶出伏安法是一种结合电解富集与溶出测定的方法，此方法具有的优势是：结合了先进的富集及测量技术，灵敏度高，抗干扰能力强。将丁二酮肟和8-羟基喹啉相互配合，并采用阴极溶出伏安法能够同步检测出水体中铜、镍、钴、锌、铅、镉的含量。采用铋膜修饰碳糊电极可以检定铅及镉的含量。借助修饰二巯丁二酸的 DMSA-Fe3O4纳米磁性微球，并利用Pb2 +与DMSA的络合作用，将铅离子富集，再依靠阳极溶出技术测定铅含量，此法还可用于测定水体中的镉、铅、铜、银含量。电化学分析法中采用多壁纳米管，比如电位溶出法可同时检定水体中铅、锌、镉的含量。

2.4 原子光谱法

2.4.1 原子发射光谱法

原子发射光谱法是一种通过分析原子或离子在特定条件下受激发射的特征光谱的方法。基于电感耦合等离子体的原子发射光谱法是借助高频感应电流产生的高温加热、电离反应气体，检测元素的特征谱线，最后定量分析谱线强度与元素含量的比例关系。借助基于电感耦合等离子体的原子发射光谱法能够同步检测出水体中的铅、砷、镉、铬含量。采用涂有癸酸的纳米粒子作为固体吸附剂，可以测定镉、钴、铬、镍、铅、锌的含量。

2.4.2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法的基本原理是：基态原子在符合条件的辐射下，被激发至高能态，并以光辐射的方式发射出特征波长的荧光。该法的优势有：线性动态范围宽、灵敏度高、光谱干扰少等等。氢化物发生的原子荧光光谱法因其独特优势广泛应用在砷、锑、铋、锡、锗、铅含量的测定。利用无分散带色彩的原子荧光光谱法可测定水体中的砷、硒、锡、汞含量。先用盐酸消解水样，然后以硼氢化钠溶液作为还原剂，采用氢化物发生的原子荧光光谱法可以测定水体中的和含量。为提高检测过程的灵敏性及稳定性，采取将聚丙烯腈改性的石墨电极设计成阳极的电化学低温蒸气发生系统，应用原子荧光光谱法测定水体中的含量。

2.4.3 原子吸收光谱法

本文介绍的是石墨炉原子吸收光谱法，它通过高温石墨管使水样蒸发完全，充分原子化，再检测吸光度。基体改进技术是在石墨炉或试样中添加某种化学物质，使基体形成的易挥发物能够在原子化之前被清除，减免灰化过程中的损耗。使用硝酸-过氧化氢混合液的消化样品，并以钯盐为基体改进剂，可测定水体中铅、铬的含量。若用铑-柠檬酸作为基体改进剂，可测定砷含量。采用累积进样-GFAAS 可测定水体中镉含量。

总结

国家经济以及人民生活水平的提高，使人民加大了对环境安全问题的关注度。重金属在给人们的生产生活带来极大便利的同时，也带来了很大的威胁，严重破坏了环境质量，尤其是在对水体的污染，很大程度上危害到了人们的健康问题。我们要对其进行严格的监督与检测，使其能够得到有效处理，消除一切可能的隐患。目前常用的重金属离子检测方法有：络合滴定法、电化学分析法、原子光谱法等等。今后，要继续加大科研力度，努力设计更先进的分离手段及分析技术，造福人类。

参考文献

[1] 余萍，丁连明，孙娜.冶金分析[J].科学与工程，2010，30（1）：65-68.

[2] 付海曦，刘威，张春辉，李艳. 水体中重金属离子的检测方法研究进展[J].理化检验-化学分册，2012，48（2）：501-503.

[3] 王华建，黎艳红，丰伟悦等.几种重金属离子的检测及应用的新方法研究[J]. 分析化学，2009，37（3）： 433-436.