摘 要：重金属检测是研究水环境污染程度的重要指标之一，本文详细分析了电感耦合等离子体法、生物化学方法、原子吸收光谱法等水环境中的重金属检测的常用技术。在实际的水环境中重金属的监测，必须依照需求的测试结果，有针对性的选择满足需求的仪器和方法，具体问题具体分析，为生产实际提供监测服务。
关键词：水环境 重金属 监测方法
1、水环境中重金属污染情况
我国地大物博，水资源比较丰富，河流和湖泊也很多。但是近几年，随着经济的发展，工业化的程度进一步加大，人们在发展经济、振兴工业的同时忽略了保护水资源环境。水污染对很多地区的河流和湖泊都产生了不同程度的影响，其中水环境中的重金属的污染尤为严重，重金属污染恢复的难度非常大，对我国的水环境造成了严重的危害。《2015年中国环境状况公报》指出：“我国的26个重点监测湖泊巢湖、滇池、达贵湖、太湖、洪泽湖、白洋淀、南四湖、镜泊湖、玄武湖、东湖、松花湖、嚼山水库、鄱阳湖、洞庭湖、博斯腾湖、于桥水库、大伙房水库、董铺水库、大明湖、昆明湖、西湖、密云水库、门楼水库、丹江口水库和千岛湖中W类、V类和劣V类水质达到77%”。我国的七大水系中长江的总体水质最好，但是在监测长江水样的各个指标中，不论是沉淀物和悬浮物，Pb、Cu、N i、Zn、Cr、Co、VA s、和Ti等重金属的含量都存在严重超标的现象。其他水系的重金属污染也比较严重。
工业的大规模发展，导致了土壤、大气、水环境中含有大量的重金属。金属冶炼、矿山开采、施用农药化肥、化工生产废水和生活垃圾等各种人为因素的污染，还有地质风化、侵蚀等自然因素的污染都会导致重金属以各种形式进入到水体中。重金属在环境中代谢速度非常慢、重金属的毒性非常大、重金属被生物富集后非常容易产生生物放大的效应，水环境的重金属污染已经严重威胁到居民的健康和水生生物的生存问题。随着水环境中的重金属污染问题严重，重金属的分析技术得到了迅速的发展，很多方法都已经应用在重金属含量检测的实际工作中，检测的准确性和灵敏度也得到很大的提高。目前常用的重金属分析方法有电感藕合等离子体法、原子吸收光谱法、溶出伏安法、原子荧光光谱法、免疫分析法、生物酶抑制法和生物化学传感器法等。文章描述近几年水环境中的重金属检测方法。
2、水环境中重金属监测技术
2.1 电感耦合等离子体法
电感耦合等离子法在监测水环境中重金属中的具体方法主要包括ICP-MS和ICP-AES方法。ICP-MS法的主要原理是通过电感耦合等离子体法来气化样品，使得被测的重金属元素渗入质谱，并且对荷质比进行定量检测分析。ICP-AES法运用高频感应电流的高温对反应气相进行加热及电离等操作，并依据元素的不同特征谱线进行在线监测。ICP-MS法最初在发达国家环境监测中得到了广泛的使用，后来我国也加大力度开发和使用该项技术。ICP-MS法打破了以往其他监测方法的限制和缺陷，慢慢变成通用度最高的标准监测方法。同时，监测设备轻便便于携带，也给基层的操作人带来了诸多便利，这逐步解决了野外监测工作人员监测困难的问题，因此ICP-MS法在水环境重金属元素的监测领域中运用非常广泛。
2.2生物化学方法
（1）生化传感器
生物传感器的原理是将生物识别物质和待测的物质互相关联，通过信号转换器转化为可输出的光、电等多种不同的信号，包含酶传感器、免疫传感器、微生物传感器等。生物化学传感器法近几年在水环境监测中的应用越来越广泛。
采用碱性磷酸酶电导传感器来监测水环境中的重金属离子，电导监测是采用交叉金电极产生10mV的小振幅电压，输出信号从前置放大器传播到锁相的放大器。磷酸对硝基苯酯产生催化的作用，催化作用可以显著改变电导率，发生反应的时间都<1 min。可以改良单溶胶膜技术，将其制作成光纤传感器，溶胶内部聚乙烯醇，来改善尿素酶的催化作用，上述方法可以检测水环境中的铜、汞、银等元素，检出限达微克/升级别。
（2）免疫分析法
免疫分析法是比较先进的监测重金属的方法。该方法具有费用低、方便、易于操作、节省时间等优点，非常适合进行现场快速监测。重金属离子的免疫分析法具有多克隆抗体免疫监测、单克隆抗体免疫监测。依据福所和钥孔血蓝蛋白整合成螯合剂，采用单克隆抗体免疫法来监测水环境的镉含量，和其他离子的反差率很小。
（3）酶抑制法
通过产生酶活性的物质和重金属的离子互相结合，使酶物质的结构和性质发生巨大的转变，进而引起酶活性降低，使得底物中的酶的电导率、PH、吸光度和显色剂色彩发生明显的变化，监测上述变化可以确定重金属离子在水中的具体含量为多少。相比其他的监测手段，该方法的优点是便利、快速、成本低廉等，非常适合重金属监测的现场操作。
2.3原子吸收光谱法
原子吸收光谱法的原理是依据蒸汽相中的被测元素的基态原子对该原子产生的共振辐射的吸收能力强弱来检测试样中该元素含量的一种监测方法。依据不同的样品形态和不同的待测元素，可选择石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法、冷光源原子吸收光谱法和电热原子吸收光谱法。水环境的重金属的含量级别属于超痕量和痕量级别，因此对中金属元素进行富集作用才能进行原子吸收分析工作。Zeng等专家采用空纤维膜萃取技术富集和分离水中的铅元素，運用含有小型的钨丝的ETAAS法测定水中含有的痕量的铅，其回收率达96%-109%。Mousavi[1]等专家运用流动注射CVAAS法来监测废水中汞的含量，其检出限是3 ng/L，与标准偏差比较低40%，这种方法可以防止钠、钾、铅、铜、镍、铁和锰离子对监测离子的干扰作用，常用于检测废水中的汞含量。Candir等[2]专家运用非鳌合物浊点萃取的FAAS法监测水样中的铅、铬、镍、铜等重金属元素，同时采用非离子型表面活性剂富集了水中的重金属离子，原子吸收光谱法不仅在水质重金属内广泛应用，也可以在药物中和食品中检测重金属中使用。这种方法的优点有精准度高、容易操作、回收率非常高、多金属同时进行富集等，经过富集作用，能监测出检出限和相对的标准偏差是0.2μg/L和6.2%的铬元素，铅和镍的相对的标准偏差和检出限分别是7.2%和1.3μg/L，其回收率约为82%-102%之间。
3、结论
研究先进的多金属监测技术是检测水环境中重金属含量和保护水环境的重要前提和保障。我国逐步研究出很多精准度高、检测速度快、灵敏度非常好、操作简单方便的重金属检测的仪器和方法。本文重点描述了多种重金属监测的具体方法各方法都有一定的适用范围和优缺点，在实际的重金属监测的操作过程中可以依据自己需要进行选择合适的检测方法。比如ICP-MS法和AAS法的优点都是灵敏度非常高，可以将水环境中的所有重金属都进行在线监测，但是缺点也比较明显，在现场监测前必须进行样品的前期处理，检测的过程也非常复杂，在线监测和现场监测的难度会很大，上述方法的相关仪器和设备的维护使用的精度要求和对适合安装的周边环境的要求也非常高。文中讲述的生物化学的一些监测方法具有仪器轻便，便于携带的优点，非常适合现场监测的要求，但是生物化学的检测方法仪器的灵敏度低、测试的准确度不高，能检测有限的几种金属。
参考文献
[1]王建伟，朱金伟，杨子恒，岳立. 原子荧光光谱法在水环境重金属在线监测中的应用[J]. 分析仪器，2017，（02）：74-77.
[2]蔡巍. 水环境重金属检测微传感器及自动分析仪器的研究[D].浙江大学，2012.
