摘要：水质分析与人们的生活息息相关，当饮用水或自来水中含有大量的重金属元素时会对人体健康造成较大的伤害，必须对水质中的重金属进行测定、以保证水质的安全、洁净。本文对电化学法、原子吸收光谱法、生物化学法等重金属测定的方法进行了对比研究，对于合理选择检测方法具有一定指导意义。
关键词：水质分析；重金属检测
前言
随着现代工业的发展，环境污染越来越严重，而重金属污染是环境污染的一个重要方面。由于对金属矿藏开采与利用规模的扩大，释放到环境中的重金属越来越多，对人类健康产生严重威胁，因此，分析监测水体等介质中的重金属含量对于保护环境、提高人们的生存质量具有重要意义。由于人们对重金属污染日益关注，使得检测重金属的需要更加迫切。过去，这些检测都在实验室进行，需要耗时的采样、运输和存储步骤。但是在很多情况下需要现场检测。在工业过程控制中，重金属的快速测量也是必要的。所以目前国际上水环境重金属检测的发展方向是现场、快速、实时、在线、连续和自动化测量。传感器的微型化、集成化和分析仪器的便携化、自动化为重金属的现场快速检测提供了条件。
1 城市用水中重金属检测的重要性
饮水和自来水输送到用户之前都要先对其进行一定的过滤和消毒等处理使水质达到健康的标准。但是通过实际的调查发现在对水质进行处理的过程中，重金属是一个难题油于不同的重金属对人体产生的伤害不同，如果水中含有重金属离子通常都会有多种重金属元素同时存在，如果人使用了这样的水会对人体的不同部位同时造成伤害。如重金属铝就会对胃蛋白酶产生影响船等重金属可以造成人体的贫血等，由此可以看出水质中重金属的存在，严重影响了人的健康必须对其进行处理。
目前处理水质中重金属的方法较少通常都是根据实际的重金属情况，选择一些针对性的化合物，与重金属离子进行反应，最后生成沉淀从水中分离出来。因此在实际的水质处理之前，必须清楚水质中重金属的种类和含量，这就需要重金属的测定方法，通过前面的分析可以看出，水质检验中重金属的测定，对于水质的净化处理以及人体的健康都具有非常重要的意义。
2 重金属检测方法
水质重金属分析仪应用于地表水、工业制程水和工业废水等水质中多种重金属在线分析。现在市面上的水质重金属分析仪的主要测量原理包括光学法、电化学法和生物化学法。光学法测量的是原子外层或内层电子能级改变的产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度，有较强的选择性，分析范围广，灵敏度高，但受限仪器大型，适用于实验室。电化学法是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律，建立电学量与被测物之间的计量关系，具有仪器简单、灵敏度高、易于微型化等优点，适合用于在线、实时检测水环境。生物化学法是利用生物大分子对待测物的特异性识别能力，当待测物与分子识别元件结合后，产生的复合物、光、热等信号转变为电信号或光信号等来进行定量分析，有强的特异性识别能力，反应迅速、分析成本低，受限于传感器的稳定性和一致性，还没有得到广泛商业化应用。
2.1 电化学法
从某种意义上来说，对水质中重金属的处理必然要通过一定的化学反应，重金属排入到河流中，也是经过化工厂的废水等途径，因此也可以利用现代化学手段对水质中的重金属进行测定，电化学就是其中一种。由于不同金属元素的电化学性质具有较大差异，因此可以对水质中的重金属离子进行电化学性质的测定，然后与已知的重金属电化学性质进行对比，从而确定水质中的重金属元素。在实际的测定过程中，要想使用电化学法对水质进行检验必须在化学池内进行，首先要对水质进行取样，然后将样品放入到化学池内在设置好了各项参数后，就可以进行实际的测定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电化学法是目前水质检验中一种常用的方法，由于需要的设备简单脸验周期比较短，因此很多检验人员都喜欢用这种方法对水中的重金属进行测定。经过了多年的改进和完善庵化学法对铜、镍等重金属元素测定具有非常好的效果。
2.2 原子吸收光谱法
随着物理学科的发展，光、电等领域有了很大的进步其中光谱法在很多领域得到了很好的应用。原子吸收光谱法是近几年才出现的一种水质检验方法，由于对水质校验的效果比较好，已经成为现在环保部门的主要检验方法。地表水中含有的重金属元素中，铅和汞元素对人体的伤害最大，如果这两种元素的含量较高，这样的水质无法直接使用必须经过必要的净化处理。而这种方法对铅和汞元素测定的效率很高，在实际的测定过程中，可以利用APDC和MIBK对水质中的铅进行鳌合萃取，利用光谱法和萃取技术就能够完成水质中铅的检验工作。通常情况下这种方法很少单独使用，经常配合其他的技术进行水质的检验加根据汞元素的特点，利用滤膜技术获取水质中的汞然后使用这种方法就可以测定水中的汞含量
2.3 荧光分析法
在进行物理实验的过程中，人们发现物质在受到光的照射后，内部会发生一系列物理变化，如电子的运动的激烈性增加，如果光照达到一定的强度，会使电子转化成激发态。由于激发态的电子非常不稳定，失去了光照的外部干扰后，很快会变回稳定状态，在这个转变的过程中物质会射出一定波长的光，这就是所谓的荧光。不同物质的构成和元素价态不同发射出的荧光波长、频率也不同因此对发射出的荧光进行分析，就能够确定物质的组成元素。现在能够发射荧光的物质有很多，而且随着科技的进步，能够发射荧光的物质数量也在增加。荧光分析法在实际的水质检验中使用的比较少，主要是测定的精确度较低，现在的水质检验中，不但要能够测定重金属的种类，对于具体的含量、浓度等池要进行精确的测定，而荧光分析法显然无法测得精确的数据，只能根据实际的荧光效果，知道水质中重金属的种类和大概浓度
2.4 生物化学法
传统的化学和物理学科经过了多年的发展，目前自身的理论比较完善，可以进步的空间有限，因此人们开始重视生物等新兴的学科。生物化学水质检验法就是将生物和化学进行结合的一种技术，作为一种新兴的水质检验法虽然理论上比较完善，但是实际的应用还比较少
还处于研究的阶段但是很多人相信，生物化学法的高效性、准确性、绿色性等特点，使得这种方法必然会成为将来水质检验的主要方法。现在的生物化学法中，主要利用酶等特殊的性质使其与重金属发生一定的反应从而改变酶的活性酶活性的改变可以使得、电导率等发生变化通过测量这些变化就可以测定水质中的重金属。此外还可以利用生物中抗原和抗体的特性与重金属进行结合，但是在结合之前必须对重金属离子进行一定络合处理，考虑到抗原与抗体具有很强的针对性加果选择的络合物不能够与抗原和抗体进行反应那么就无法测定水质中的重金属，因此这种方法还存在一定的局限性肩待人们对其进行改进。
3 结束语
重金属检测为水环境监控提供重要的参考依据，基于光谱学检测原理的重金属分析仪技术相当成熟，常用于在实验室分析溶液中的重金属含量，受限于仪器本身体积庞大，无法满足现场、在线检测的需求，从而基于电化学方法成为了现在发展势头强劲的发展方向，在市场份额比重加大，其商业化产品的种类数量大幅增加，应用的场景也越来越广泛。基于生物化学法商业化的重金属分析仪还处于起始阶段，具有较大发展潜力
参考文献：
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[3]徐继刚，王雷等.我国水环境重金属污染现状及检侧技术进展[J].环境科学导刊，2010.
论文作者:简悦
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：重金属论文; 水质论文; 生物化学论文; 荧光论文; 元素论文; 电化学论文; 学法论文; 《基层建设》2020年第1期论文;