环境监测中的重金属元素分析方法

研究与开发化 工 设 计 通 讯Research and DevelopmentChemical Engineering Design Communications·130· 第45卷第9期2019年9月

重金属存在难分解、毒性强等特征，极易经过食物链的富集性能影响人体健康。重金属是工业生产的关键原料，很多工厂为了经济效益，将没有处置的重金属原料排进空气、水体和土壤内，既引起了巨大的环境污染，还威胁着周围居民的人身健康。需要通过强化环境监测，定性与定量研究重金属的类型、含量。1 重金属对人体造成的威胁重金属元素来源很广，如工业制造排出的废气、污水，车辆尾气，农药化肥等，均可能引起重金属问题。重金属元素的差异，对人身造成的危害也有明显差别，比如长时间使用被汞污染的水体，将引起肝中毒、脑神经受损；铅中毒将导致儿童智力发育不全，年迈人痴呆；镉中毒将引起心脑血管病患、肾功能下降等。因为重金属难以被降解，所以如果损伤身体的每个器官，将难以找出高效的、可逆的医治办法。特别是针对郊区、乡镇的工厂，因为监管方面存在疏漏，加之企业管理人员环保意识不高，重金属污染情况持续严重，所以，加强重金属元素环境监测是十分关键的。2 重金属研究过程2.1 选取分析办法重金属元素基本存在于空气、土壤以及水体内，因此环境监测方面的重金属污染研究主要是对于空气、土壤、水体，分别采样研究气体、土壤以及水质，结合样本内金属元素含量与元素之间的作用选取分析办法。通常情况下，获得广泛使用的方法是光分析法，一般电化学分析，能够采用仪器工具监测样本内的重金属元素，而光分析法基本是依靠紫外线分光性，经过原子光谱吸附和荧光反应，识别重金属元素的布局情况，电化学法是根据生物分析法来进行环境监测工作。为保证监测的精准性和简便性，分析办法的筛选应结合样本内重金属浓度与分析指标来筛选。2.2 样本配备环境污染尤其是水源、土壤污染情况非常明显，重视重金属污染的判定，应当搜集具备一定代表性的样本。样本配备包含对污染固体以及水源的采样。例如，垃圾焚烧成分、含铅汽油、车轮焚烧残留成分、工厂周围的废水与家庭废气电池均是能够收集的样本[1]。结合污染源性质，采取适当的取样设备，开展不同深度的样本配备。在收集以前，应当研究监测污染物的pH值、重金属离子浓度。金属污染体样本的配备是预处理样本，直接影响设备的分析结论、监测结论的精准性。在环境监测方面，重金属浓度很低，若配备样本时未注意标准操作，配备样本混进其他成本，加大了研究结论的干扰项。样本配备还应当收集具备代表性的物质，配备过程应当谨慎处理。2.3 不同样本的预处理2.3.1 液体样本的处置预处置液体时，实际上是处置吸附于液体表层的杂物和有机成分，旨在减小对研究结论的干扰，降低监测偏差。在预处置液体样本以前，采用洗涤液清理预装样本的容器，再在弱酸性的液体内搁置15min，用清水清理干净后装入液体样本。处置方法选择化学过滤法，采用孔径是0.45μm的滤纸来过滤，将pH值降至1~2[2]。如果选择硝酸液体，添加硝酸其液体的质量比是1∶500，重金属物质能够迅速溶解进溶液内。存储后使用氯化酸消解办法展开实验。选择碱性液体避免样本挥发。消解时，借助电热板来加热。消解法用于重金属监测测试中，具备简便、高效等特征。2.3.2 固体样本的处置

固体入样法属于固体预处理方面最直接的方法之一，在监测土壤时十分常用。固体入样法是对固体悬浮液采样，即把固体作为液体样本，稀释之后再仔细研究。对于高标准的固体样本，也能够采取特殊的预处理方法。特殊的固体样本预处理，涉及酸降解入样法、固体悬浮物法、碱熔法等[3]。 这几种方法一般以酸解法为主，酸解法不能满足需求时，采取高温碱熔法。开展高温消解时，选择高压微波升温，令消解方法更为高效。一般电热板法存在较大的局限性，例如，因为电热板加热周期很长，极易导致元素损失和挥发。高压密实加热，可以降低样本内元素的损耗以及挥发性。2.3.3 空气样本的处置

在化工和煤矿厂聚集地方，周边空气内重金属离子浓度很高，方便取样与分析。借助中流量取样器，收集固定污染物排气筒内的颗粒成分，由此研究其包含的重金属浓度。在收集时注意防止降雨环境，在风向一定、温度合适的状态下开始收集。因为空气取样的难度较大，取样者应当学习相关监测技术标准，准确操作仪器设施。取样后，把样本滤膜通过锡箔纸放好，置于干燥箱中保存，方便后期实验室的研究测试。气体样本的预处置可借鉴固体样本处理方法。2.4 污染程度研究

水质与土壤的污染遭到金属污染事实上是重金属浓度超标，超标愈多，污染就会越严重。具体监测过程，重金属元（下转第132页）

摘　要：随着国民经济的日益增长，人们的生活质量日益提升，重金属污染问题也不断严重。科技的发展使国内监测技术进一步发展与规范，重金属元素研究方法表现出多样化特点。值得注意的是，在处理重金属污染过程，监测者既要把握准确的重金属元素研究方法，还应当结合具体状况、重金属污染大小等因素，科学选用重金属分析办法。关键词：环境监测；重金属元素；研究办法中图分类号：X830 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2019）09–0130–02

Heavy Metal Element Analysis in Environmental Monitoring

Xie Wen-qiAbstract：With the growing national economy, people’s quality of life is increasing, and the problem of heavy metal pollution is also growing. The development of science and technology has further developed and standardized domestic monitoring technologies, and the research methods of heavy metal elements have shown diverse characteristics. It is worth noting that in the process of dealing with heavy metal pollution, the monitor must not only grasp the accurate research methods of heavy metal elements, but also scientifically select the heavy metal analysis method based on factors such as specific conditions and heavy metal pollution.Key words：environmental monitoring；heavy metal elements；the research method

环境监测中的重金属元素分析方法谢文琪（南部县环境监测站，四川南部 637300）

收稿日期：2019–08–12作者简介： 谢文琪（1989—），女，四川阆中人，环境工程师，主要研究方向为重金属研究。研究与开发化 工 设 计 通 讯Research and DevelopmentChemical Engineering Design Communications·132· 第45卷第9期2019年9月

析方式的选择性不高。2 做好总氮、总磷监测工作的相关措施2.1 大力提升在线监测技术的水平当前阶段，因为我国在线监测技术水平较低，水污染现象比较明显，因此就需要提升在线监测技术水平。相关人员可以适当的借鉴国外技术，不过不是照搬照抄，因为我国和国外的水质是不同的，因此，需要按照我国水体情况来制定出与之相符的总磷总氮在线监测技术，以此提升我国总磷总氮监测水平。总氮在线监测的方式是将K2S208溶液和NaOH溶液添加到水样中，处于85℃下的紫外线进行照射，水体内的氮化合物被分解成了硝酸根，将受到消解之后的水样冷却到相应温度以后，分取部分试样，合理的进行调整，计算出最终的总氮浓度值。总磷在线监测方式为紫外催化-过硫酸钾氧化分光光度法。2.2 总氮监测的解决对策要想解决T-N低出NH3-N的现象时，应当在水样消解30min以后进行放气处理，保持水样管的均匀性，使得气相内NH3气被热的K2S208消解转换成硝酸根。解决K2S308空白值的实质性问题是先确定实验用水是否是氨水，获取水之后马上密封起来，每瓶盖中的K2S308做六个试剂空白，统计检验之后取均值作为空白值进行扣除。假设K2S308空白比较高的话，可以经过提纯之后进行使用，把K2S2O8溶于50~60℃的无氨水内，在无氨的洁净除自然冷却到室温之后，放置于4℃的冰箱内，使用玻璃纱漏斗将结晶滤出然后烘干。在含氧化合物高出0.005%的情况下，就需要将上次结晶步骤重复实施一次。2.3 总磷在线监测期间存在问题的解决对策要想解决总磷监测期间波长选择不合理的现象，就需要结合不相同的水样来选择不一样的波长。当对低含量磷进行测定的过程中，采取710nm，测定高浓度磷的过程中，为了优化水样稀释的操作流程，或者是防止引入稀释误差现象，可以选取680~750nm波长进行测量，以确保测定结果的准确性。此外，显色不充分的解决措施表现为：对试液的温度进行合理的控制，一旦显色水样温度远远低出15℃的情况下，显色比较慢并且不具备完全性，一般情况下，处于20℃以上是最佳的，最好将标准系列和水样在20~30℃中的水浴显色15min。在配置钼酸铵溶液的过程中，禁止将其缓慢放置于硫酸溶液内，这样一来，会使得显色不具备充分性。2.4 结论

在日常生活中，离不开水源，不过，伴随着科技工业的不断发展，水源质量逐渐降低，因此，加大对水资源的保护力度是很有必要的。总磷总氮超出标准产生的水体富营养化现象严重威胁到了水环境，所以，还需要控制好水中的总磷总氮含量，使用以往传统的监测方式是无法确定水源质量是否合格的，并且总磷总氮的含量也会超出标准，这就需要应用总磷总氮在线检测的方式。从该项方式应用情况来看，还有着一系列的不足之处，基于此，应当对总磷总氮在线监测技术进行有效的改进和创新，将其的优势发挥到最高。3 结语

主要从多个方面详细探究了总磷总氮在线监测环节存在的相关问题，比如总磷总氮在线监测技术不具备先进性、监测成本比较高等现象，因此，应加大在线自动监测技术和系统的研究力度，在监测过程中应当遵循规范性的要求和水样情况进行工作。参考文献[1] 李军，陈程.总氮总磷在线自动监测仪的现状与问题[J].环境科学