水中重金属检测方法的研究进展

关明铭

摘 要：随着国家科技实力的进步，水环境中重金属的检测效率和质量得到了明显的提高。相关科研团队不仅对环境中重金属的检测方法进行了深入的研究与探讨，还将很多先进的检测技术应用到实际工作中，为水环境质量提升以及检测工作的开展提供可诸多便利条件。但是也有一些重金属检测方法在实际应用中存在难度，需要相关检测团队能对检测方法的应用原理进行进一步的探讨。本篇文章就水中重金属检测方法方面的内容进行简单的论述，希望能对相关人士的研究有所帮助。

关键词：重金属；检测；水环境

水环境重金属检测工作是国家发展中重要的内容，它不仅对水污染的防控和管理有着重要的作用，还与人们的生命健康有着密切的联系。在近几年的发展中，很多科研团队逐渐提高了对水环境重金属检测方法的研究与重视。一方面是由于传统的检测方法已经不能满足现阶段水环境重金属检测的需要，如果不能对相应的检测方法进行创新与完善，那么就会在很大程度上影响重金属检测效率和质量。另一方面是检测方法的应用效果会受到某些因素的影响，需要相关检测团队制定科學的控制方案，提高检测方法的应用价值。

一、重金属危害与检测方法概述

重金属是指原子密度大于5 g/cm3的金属元素，在自然界的85种金属元素中占有45种。其主要来源于重金属的开采、加工，印刷产品的使用以及汽车废弃物的排放，随着雨水作用汇集在江河中或者渗人地下在土壤中，进而由植物吸收并富集。人类主要通过摄人污染的水或者食物而导致重金属在体内聚集而引发各种疾病。其中通过水的摄人对人的影响最为直接。因此环境中水的重金属检测显得尤为重要。

目前传统方法如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法和电感耦合等离子体法的准确度和精确度均能够达到要求且技术成熟，但是所需检测耗时，同时样品还需经特殊处理减少信号干扰，所需要的大型实验设备限制了其仅仅在科研单位的使用。而近些年发展的快速检测方法的确改善了检测条件，耗时短，处理样品简单，但检测的重复性相对于传统方法，有待提高。

二、水中重金属检测方法分析

1、电化学法

电化学法是水环境重金属检测方法中的一种，也是检测团队经常使用的方法，要想有效的提高电化学法的应用效果，那么检测团队就要对其应用原则和注意事项等进行全面的了解和掌握，主要应注意以下几个方面：

第一，在应用电化学法之前，相关工作人员需要先对检测工作中涉及到的仪器设备进行检查，确保设备的安全与稳定性，为电化学检测的开展奠定良好的基础。第二，使用电化学法的时候，水环境中的待测元素会受到电极之间的影响而出现电沉积现象。当待测元素沉积到一定程度的时候，检测人员会通过反向电压，在对电极表面附有的重金属进行溶解。这个时候，重金属离子的浓度会与电流的大小呈一定的比例，检测人员会对比例来对水环境中的重金属进行进一步的判断与研究。

2、原子荧光光谱法

原子荧光光谱法也是水环境重金属的检测方法，这种检测方法主要以荧光强度的大小为判断依据，是一种专业性很强的检测技术。当相关检测团队应用这种方法进行水环境重金属检测的时候，检测人员会检测原子进行辐射能的激发，使其发出荧光。这种方法不仅具有较强的灵敏性，还对多元素检测工作的开展有着重要的意义和影响。但是在实际检测过程中，这种方法还是会受到某种因素的影响而出现问题。比如原子荧光效果会受到散射光以及不稳定因素的影响而出现猝灭现象，这对检测工作的开展有着严重的阻碍，需要相关检测团队对其进行有效的控制。

利用分子筛层析有效分离不同状态的汞，紫外光辐射氧化，在酸性条件下被氯化亚锡还原成原子化用于荧光检测。该分离方法高效，解决了传统高效液相色谱法流动相和固定相之间传质慢以及反压不断上升的问题，符合并提高了环境检测的要求并提高了检测效率。

3、酶抑制法

重金属离子和酶活中心的活性部位结合，占据部分活性位点，引发酶活力的降低，从而影响酶和底物的反应。反应变化和重金属的含量具有相关性，可达到良好的检测效果，检测限比光谱法和电化学法偏低，但其能够达到国家标准检测要求。目前已有过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶、脉酶、磷酸酯酶用于重金属的检测，但是酶的种类仍需要开发。

利用Cu2+对醇氧化酶活性的抑制作用，结合甲醇被醇氧化酶催化产生的过氧化氢能够碲化镉量子点荧光信号降低，实现Cu2+的检测。检测限为0.176 μg/L。在实际应用中比较该法和ICP法对废水、农业灌溉用水、湖水中的铜的检测，回收率均在93. 3%一103.6%，相对标准偏差均<5%。因此该法可作为环境水样中Cu的一种快速检测的可靠方法。

4、核酸适配体检测法

核酸适配体检测重金属具有较好的检测稳定性、检测成本低、适配体序列自行设计的广泛应用性。利用修饰有荧光基团的适配体与Ag+发生特异性的结合，生成C-Ag-C的双链结构，避免了石墨烯对单链DNA上荧光基团的猝灭作用，提高了荧光信号噪比，对Ag+的检测限可达2. 5 μg/L。

将富含G碱基和T碱基的DNA序列固定在纳米金表面上，检测体液中Pb2+和Hg2+。该法较好的固定游离在水溶液中的DNA，从而有效的降低DNA的降解，并且在较宽的波长范围里纳米金颗粒具有较优的荧光猝灭效率。结果表明，即使在DNA酶存在的条件下，能够同时检测水溶液中的Pb2+、Hg2+。

5、原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是基于气态的原子外层电子对紫外光和可见光进行吸收为基础的分析方法。因此样品需要原子化，即通过原子化器提供合适的能量将试样中的被测元素转变为处于基态的原子。根据原子化器的作用不同将原子吸收光谱法分为火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、冷原子吸收光谱法和电热原子吸收光谱法。而原子吸收光谱法的技术和分析方法成熟，几乎涵盖了所有元素分析的领域。

但是多种元素必须用相应的光源进行原子激发，而环境中的水含有大量不同种类的离子，分析物离子含量往往较低。给检测带来一定的困难。因此样品需要预处理，提高灵敏度和准确度，例如溶剂萃取、浊点萃取、固相萃取、电沉积、协同沉淀、膜过滤方法。固相萃取操作方便，且相比较液液萃取，有机试剂用量大为减少。纳米颗粒突出的原子基团易和金属离子鳌合，利用材料的磁性，分离和浓缩比其他的固相萃取方法简单、方便、快捷。但是这种裸露的纳米材料没有特异性，易受干扰离子的影响。所以需要改性，即对其表面进行修饰。

6、电感耦合等离子体法

电感耦合等离子体法测定水中的重金属主要包括电感耦合等离子体质谱法法和电感耦合等离子发射光谱法。前者是利用电感耦合等离子体使样品原子化，待测金属元素进入质谱，通过测定荷质比进行定性和定量分析；后者是利用高频电流产生的高温将反应气加热并电离，利用元素发出的特征谱线进行测定。

三、结束语

如今，很多水环境重金属检测团队在实际工作中，都能有效的掌握相应检测方法的应用原理和技巧。对于检测过程中存在的难点问题，相关工作人员也能对其进行及时的分析与处理，并制定合理的优化方案，有效的控制检测方法的应用效果。但是部分重金属检测团队在工作中，会受到外界环境因素以及人为因素的影响而出现各种各样的问题。这个时候就会严重影响水环境重金属检测的准确性，影响检测技术的应用价值。所以在日后的工作中，重金属检测团队除了要对水环境的特点进行全面的分析和了解，同时还要提高检测方法及技术的研究，掌握便捷的检测方式，这样才能进一步提高重金属检测的水平。

参考文献：

[1]孙迎迎. 水中重金属镉的检测方法研究进展[J]. 大科技， 2016（11）.

[2]杨烨. 水中重金属检测方法研究进展[J]. 化工管理， 2016（35）：72-73.

[3]曹丹， 徐波. 水中重金属监测方法研究进展[J]. 工程技术：全文版， 2017（2）：00306-00306.