论文部分内容阅读
[摘 要]近些年来,在科学技术和社会经济蓬勃发展的推动下,我国工业化水平也在持续提升,但同时也带来了严重的环境污染,其中重金属对自然生态水环境的污染最严重,因此受到了环保部门和监测单位的重点关注。本文将就是环境重金属污染监测技术进行深入的探索分析。
[关键词]水环境;重金属污染;监测技术
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0068-01
前言
水资源是人类生存和社会生产发展中不可缺少的资源类型,近些年来,我国水资源紧缺的现象变得越来越严重,于是我国在水资源保护方面加大了投入力度。重金属污染是一种具有扩散性水资源污染现象,一直以来都是我国水污染治理的重点内容。重金属污染监测能够污染治理提供了详实可靠的依据,因此探究水环境重金属污染监测技术具有十分重要的积极意义。
1. 现阶段我国水环境重金属污染状况分析
水资源是自然生态系统的重要组成部分,一些自然水系不仅是城市饮用水的重要来源,同时也在自然生态系统稳定循环和农业生产方面发挥着十分重要的作用[1]。进入新世纪以来,随着我国城市化进程的推进,我国工业产业发展迅速,为我国经济发展提供了巨大的助力,但却为水环境造成了严重的负面影响。现阶段,我国自然水系的污染程度正呈现出缓慢增加的趋势,其中重金属污染的危害最大。重金屬对水体生物的生存会产生较大的影响,加之治理难度较高,因此若是不加控制,将会对我国水环境造成不可逆的危害。
近些年来,我国工业化水平提高的同时,土地资源、大气环境以及水环境都出现了不同程度的重金属污染。导致重金属污染的原因主要包括两个方面,其一是金属冶炼、矿山开采等人类生产行为造成的污染,其二是地质风化、侵蚀等自然因素造成的污染。一般情况下,水环境具有自我清洁的作用,但是重金属污染物在水体中很难自行降解代谢衰减,同时一些重金属具有剧毒性,一旦出现过量累计的情况,将会引发严重的后果,不容乐观的是,我国的水环境重金属污染已经对水体生物的生存以及人们的健康生活产生了影响,因此必须加快推进水环境重金属污染的控制治理。随着我国对水环境重金属污染治理重视程度的提高,相关领域的技术研究也取得了不俗的突破,如许多先进的重金属技术已经在重金属含量检测工作实践中得到了应用,促进了检测工作效率和精确度的提高。当前阶段,在我国应用较为普遍的几种重金属分析方法包括的原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、生物酶抑制法、免疫分析法、生物化学传感器法等[2]。
2. 水环境重金属污染检测技术分析
2.1生物化学方法
其一,生物化学传感器法。通过生物传感器能够在生物识别物质和待测的物质之间建立一定的关联,之后通过信号转换器转化为可输出的光、电等多种类型的信号,比较常见的生物传感器包括免疫传感器、酶传感器以及微生物传感器等。随着生物化学传感器技术水平的提高,生物化学传感器法在水环境监测工作也受到了广泛的欢迎。以碱性磷酸酶电导传感器为例,使用该仪器进行水环境重金属污染监测的过程中,主要针对的是各种重金属离子,具体是采用交叉金电极产生的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。在此过程中,磷酸可以对硝基苯酯产生催化作用,使电导率产生波动。此外,在单溶胶膜技术可以通过一定的改进制作光纤传感器,可以用于水环境中铜、汞、银子都重金属元素的检测,检出限可以精确到微克每升。
其二,免疫分析法。这种方法一种先进度较高的水环境重金属监测方法,不仅工作效率高、操作简单方便,且成本投入低,因此在现场快速监测中得到了广泛的应用。在具体应用中,免疫分析法可以分多克隆抗体免疫检测以及单克隆抗体免疫监测两种形式。其中采用单克隆抗体免疫法对水环境中镉含量进行检测时,能够将与其他离子反差率的控制在极小的范围内。由此可见,利用免疫分析法对水环境重金属污染进行监测,可以大幅度的提升重金属元素检测的效率和精确度。
其三,酶抑制法。这种方法是利用具备酶活性的物质能够和重金属离子相互结合使酶物质产生结构、性质巨大转变的原理,达到检测目的。酶物质和重金属离子结合最后,酶活性会出现大幅度的降低,这是底物中酶的电导率、酸碱度、吸光度等均会发生显著的变化,依据这些变化就可以对水环境中重金属离子的含量进行判断。相较于其它监测方法,酶抑制法具有成本低、操作简单、效率高等多项优势,广泛应用现场监测中。
2.2原子吸收光谱法
在蒸汽相下,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会随着被测元素含量的变化而变化,原子吸收光谱法就是基于此原理对水环境中重金属元素的含量进行检测。在实际应用中,根据样品形态和待测元素的不同,可以将原子吸收光谱法分为石墨炉原子吸收光谱法、冷光源原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法等多种方法。这种方法的优势在于操作简单、回收率高、精确度高以及多金属同时富集等,常用于铬元素、铅元素、镍元素等重金属元素的检测。此外,原子吸收光谱法还可以应用于药物和食品中重金属含量的检测。
2.3电感耦合等离子体法
在水环境重金属污染监测工作中,电感耦合等离子体法的应用主要包括两种形式,分别是ICP-AES和ICP-MS。其中,ICP-AES法主要是通过高频感应电流产生的高温对反应气相进行加热和电离,之后结合元素的不同特征谱线完成在线监测[3]。相对而言,我国对ICP-MS法的重视程度更高,这方面的研究和应用也更多。ICP-MS法的应用原理是利用电感耦合等离子体对样品进行气化,促进被测重金属元素深入到质谱中,在此基础上对其荷质比进行定量检测。
结语
综上所述,为了缓解改善我国水环境重金属污染技术,我国对重金属元素监测技术方法的开发研究持续深入,很多操作简便、检测效率较高的检测方法和仪器已经广泛应用于水环境监测工作中,为我国环保工作的有效开展奠定了坚实的基础。
参考文献:
[1]徐继刚,王雷,肖海洋,高明,李静. 我国水环境重金属污染现状及检测技术进展[J]. 环境科学导刊,2010,29(05):104-108.
[2]姚远,李云祯,赵希锦,彭道平. 地表河流水环境重金属污染风险评价[J]. 水资源与水工程学报,2013,24(05):120-123.
[3]宋威. 我国水环境重金属污染现状及应对策略[J]. 资源节约与环保,2015(09):67.
[关键词]水环境;重金属污染;监测技术
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0068-01
前言
水资源是人类生存和社会生产发展中不可缺少的资源类型,近些年来,我国水资源紧缺的现象变得越来越严重,于是我国在水资源保护方面加大了投入力度。重金属污染是一种具有扩散性水资源污染现象,一直以来都是我国水污染治理的重点内容。重金属污染监测能够污染治理提供了详实可靠的依据,因此探究水环境重金属污染监测技术具有十分重要的积极意义。
1. 现阶段我国水环境重金属污染状况分析
水资源是自然生态系统的重要组成部分,一些自然水系不仅是城市饮用水的重要来源,同时也在自然生态系统稳定循环和农业生产方面发挥着十分重要的作用[1]。进入新世纪以来,随着我国城市化进程的推进,我国工业产业发展迅速,为我国经济发展提供了巨大的助力,但却为水环境造成了严重的负面影响。现阶段,我国自然水系的污染程度正呈现出缓慢增加的趋势,其中重金属污染的危害最大。重金屬对水体生物的生存会产生较大的影响,加之治理难度较高,因此若是不加控制,将会对我国水环境造成不可逆的危害。
近些年来,我国工业化水平提高的同时,土地资源、大气环境以及水环境都出现了不同程度的重金属污染。导致重金属污染的原因主要包括两个方面,其一是金属冶炼、矿山开采等人类生产行为造成的污染,其二是地质风化、侵蚀等自然因素造成的污染。一般情况下,水环境具有自我清洁的作用,但是重金属污染物在水体中很难自行降解代谢衰减,同时一些重金属具有剧毒性,一旦出现过量累计的情况,将会引发严重的后果,不容乐观的是,我国的水环境重金属污染已经对水体生物的生存以及人们的健康生活产生了影响,因此必须加快推进水环境重金属污染的控制治理。随着我国对水环境重金属污染治理重视程度的提高,相关领域的技术研究也取得了不俗的突破,如许多先进的重金属技术已经在重金属含量检测工作实践中得到了应用,促进了检测工作效率和精确度的提高。当前阶段,在我国应用较为普遍的几种重金属分析方法包括的原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、生物酶抑制法、免疫分析法、生物化学传感器法等[2]。
2. 水环境重金属污染检测技术分析
2.1生物化学方法
其一,生物化学传感器法。通过生物传感器能够在生物识别物质和待测的物质之间建立一定的关联,之后通过信号转换器转化为可输出的光、电等多种类型的信号,比较常见的生物传感器包括免疫传感器、酶传感器以及微生物传感器等。随着生物化学传感器技术水平的提高,生物化学传感器法在水环境监测工作也受到了广泛的欢迎。以碱性磷酸酶电导传感器为例,使用该仪器进行水环境重金属污染监测的过程中,主要针对的是各种重金属离子,具体是采用交叉金电极产生的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。在此过程中,磷酸可以对硝基苯酯产生催化作用,使电导率产生波动。此外,在单溶胶膜技术可以通过一定的改进制作光纤传感器,可以用于水环境中铜、汞、银子都重金属元素的检测,检出限可以精确到微克每升。
其二,免疫分析法。这种方法一种先进度较高的水环境重金属监测方法,不仅工作效率高、操作简单方便,且成本投入低,因此在现场快速监测中得到了广泛的应用。在具体应用中,免疫分析法可以分多克隆抗体免疫检测以及单克隆抗体免疫监测两种形式。其中采用单克隆抗体免疫法对水环境中镉含量进行检测时,能够将与其他离子反差率的控制在极小的范围内。由此可见,利用免疫分析法对水环境重金属污染进行监测,可以大幅度的提升重金属元素检测的效率和精确度。
其三,酶抑制法。这种方法是利用具备酶活性的物质能够和重金属离子相互结合使酶物质产生结构、性质巨大转变的原理,达到检测目的。酶物质和重金属离子结合最后,酶活性会出现大幅度的降低,这是底物中酶的电导率、酸碱度、吸光度等均会发生显著的变化,依据这些变化就可以对水环境中重金属离子的含量进行判断。相较于其它监测方法,酶抑制法具有成本低、操作简单、效率高等多项优势,广泛应用现场监测中。
2.2原子吸收光谱法
在蒸汽相下,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会随着被测元素含量的变化而变化,原子吸收光谱法就是基于此原理对水环境中重金属元素的含量进行检测。在实际应用中,根据样品形态和待测元素的不同,可以将原子吸收光谱法分为石墨炉原子吸收光谱法、冷光源原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法等多种方法。这种方法的优势在于操作简单、回收率高、精确度高以及多金属同时富集等,常用于铬元素、铅元素、镍元素等重金属元素的检测。此外,原子吸收光谱法还可以应用于药物和食品中重金属含量的检测。
2.3电感耦合等离子体法
在水环境重金属污染监测工作中,电感耦合等离子体法的应用主要包括两种形式,分别是ICP-AES和ICP-MS。其中,ICP-AES法主要是通过高频感应电流产生的高温对反应气相进行加热和电离,之后结合元素的不同特征谱线完成在线监测[3]。相对而言,我国对ICP-MS法的重视程度更高,这方面的研究和应用也更多。ICP-MS法的应用原理是利用电感耦合等离子体对样品进行气化,促进被测重金属元素深入到质谱中,在此基础上对其荷质比进行定量检测。
结语
综上所述,为了缓解改善我国水环境重金属污染技术,我国对重金属元素监测技术方法的开发研究持续深入,很多操作简便、检测效率较高的检测方法和仪器已经广泛应用于水环境监测工作中,为我国环保工作的有效开展奠定了坚实的基础。
参考文献:
[1]徐继刚,王雷,肖海洋,高明,李静. 我国水环境重金属污染现状及检测技术进展[J]. 环境科学导刊,2010,29(05):104-108.
[2]姚远,李云祯,赵希锦,彭道平. 地表河流水环境重金属污染风险评价[J]. 水资源与水工程学报,2013,24(05):120-123.
[3]宋威. 我国水环境重金属污染现状及应对策略[J]. 资源节约与环保,2015(09):67.