2020-12-31
近年來(lái)，隨著水十條、土十條的陸續(xù)推出，越來(lái)越多的民眾對(duì)于我國(guó)水質(zhì)和土壤污染情況日益關(guān)注。然而，水質(zhì)和土壤污染的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀，其帶來(lái)的危害也是嚴(yán)重而深遠(yuǎn)的。今天，小編整理了相關(guān)資料，同各位分享水環(huán)境重金屬污染的來(lái)源及危害，其中的主要重金屬又需要如何檢測(cè)。
隨著全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)水的需求量迅速增長(zhǎng)。近年來(lái)，人類對(duì)淡水的消耗量逐步增加。由此產(chǎn)生大量的廢水未加處理，不能循環(huán)使用，造成水環(huán)境污染，嚴(yán)重影響水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和水資源的利用，嚴(yán)重者可導(dǎo)致出現(xiàn)水資源危機(jī)。由各種渠道進(jìn)入水環(huán)境的重金屬，其含量超過(guò)一定限量，便造成水環(huán)境污染。水環(huán)境重金屬污染不但造成重大經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重危害著包括人類在內(nèi)的各種生命體的健康與生存。近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)以及經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各類水環(huán)境中重金屬污染日趨加劇已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。目前我國(guó)絕大多數(shù)城市都不同程度地存在著突出的水質(zhì)污染問(wèn)題，對(duì)我國(guó)各大湖泊的調(diào)查結(jié)果表明，近年各種重金屬污染呈上升趨勢(shì)。從我國(guó)七大水系的調(diào)研結(jié)果可以看出，長(zhǎng)江水系污染僅次于Hg、COD、 BOD16.7%的斷面總Cd含量超標(biāo)；淮河干流總Cd含量超標(biāo)率為16.7%；海灤河總Cd含量平均超標(biāo)率為16.7耀83.9%；大遼河水系污染較輕。在對(duì)所統(tǒng)計(jì)的26個(gè)國(guó)控湖泊、水庫(kù)的監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn) 了不同程度的Cd污染問(wèn)題，污染程度仍次于Hg污染。
由于工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)處理直接排入土地、河流，形成水污染。用這些水來(lái)灌溉農(nóng)作物，也會(huì)形成土壤污染。據(jù)資料顯示，中國(guó)受污染的耕地約有1.5億畝，占18億畝耕地的8.3%，土壤環(huán)境質(zhì)量總體不容樂(lè)觀。而相比水污染，由此帶來(lái)的土壤重金屬污染更具危害性。首先，水污染一般都比較直觀，通過(guò)感官就能察覺(jué)。而土壤污染往往要通過(guò)土壤樣品分析、農(nóng)作物檢測(cè)，甚至人畜健康的影響研究才能確定。土壤污染從產(chǎn)生到發(fā)現(xiàn)危害通常時(shí)間較長(zhǎng)。其次，與水體相比，污染物更難在土壤中遷移、擴(kuò)散和稀釋。因此，污染物容易在土壤中不斷累積。另外，土壤污染具有難可逆性。由于重金屬難以降解，導(dǎo)致重金屬對(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可完全逆轉(zhuǎn)的過(guò)程。后，土壤污染治理具有艱巨性。土壤污染一旦發(fā)生，僅僅依靠切斷污染源的方法則很難恢復(fù)?？傮w來(lái)說(shuō)，治理土壤污染的成本高、周期長(zhǎng)、難度大。
重金屬對(duì)我國(guó)水環(huán)境及土壤的破壞已經(jīng)引起了國(guó)家的的高度重視，2011年2月， 國(guó)務(wù)院制訂了《重金屬污染綜合防治規(guī)劃》，這成為中國(guó)個(gè)“十二五”國(guó)家規(guī)劃，也是首個(gè)針對(duì)“重金屬污染綜合防治”
的五年規(guī)劃，這也預(yù)示著我國(guó)重金屬的檢測(cè)和治理工作將走向一個(gè)新的階段。如今，十三五規(guī)劃中，重金屬的污染綜合防治規(guī)劃仍然是重中之重。隨著水十條、土十條的陸續(xù)出臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)、土壤中重金屬污染的研究和監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。
我國(guó)作為飲用水水源的地表水主要為河流、湖泊及水庫(kù)。有關(guān)部門對(duì)這幾類水體的監(jiān)測(cè)情況分析認(rèn)為，主要的重金屬污染為汞。地表水飲用水源的鎘污染僅次于汞，鉻和鉛污染也比較普遍，其它重金屬如鎳、鉈、鈹、銅在中國(guó)各類地表水飲用水體中的超標(biāo)現(xiàn)象也很嚴(yán)重。首先汞污染的來(lái)源主要是以汞為原料的工業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的含汞廢水和廢渣。另外煤及石油燃燒時(shí)所釋放的汞，含汞農(nóng)藥的廣泛使用也會(huì)造成對(duì)水質(zhì)、土壤的污染。汞的危害往往是嚴(yán)重的，金屬汞常常以蒸汽態(tài)污染大氣，可通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體，職業(yè)性大量吸入汞蒸汽可引起慢性汞中毒，其主要表現(xiàn)體力減退，頭暈、頭痛、失眠、多夢(mèng)、記憶力減退等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。其次鎘污染的來(lái)源主要是有色金屬的開(kāi)采所排放出的廢氣、廢水和廢渣及煤和石油燃燒所產(chǎn)生的煙氣。餐飲具和食品包裝也存在鎘污染，比如在上釉的陶瓷上儲(chǔ)存酸性食物，可引起鎘污染，被污染的河水灌溉稻田而被水稻吸收等。人長(zhǎng)期食用含鎘的食物會(huì)引起痛痛病
（即骨癌?。?。病癥表現(xiàn)為腰、手、腳等關(guān)節(jié)疼痛。病癥持續(xù)幾年后，患者全身各部位會(huì)發(fā)生神經(jīng)痛、骨痛現(xiàn)象，行動(dòng)困難，甚至呼吸都會(huì)帶來(lái)難以忍受的痛苦。
重金屬在水體中不能被微生物降解，只能以不同的價(jià)態(tài)在水、底質(zhì)和生物之間遷移轉(zhuǎn)化，發(fā)生分散和富集作用。當(dāng)在水體中積累到一定的限度就會(huì)對(duì)水體------水生植物------水生動(dòng)物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害。重金屬進(jìn)入水生生態(tài)系統(tǒng)后分布于水生生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)組分中，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)各組分產(chǎn)生影響（即生態(tài)效應(yīng)）。當(dāng)生物體內(nèi)重金屬積累到一定數(shù)量后，就會(huì)出現(xiàn)受害癥狀，生理受阻、發(fā)育停滯，甚至死亡，并使整個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受損、崩潰。魚(yú)類和貝類富集重金屬后被人類所食用，或者重金屬被稻谷、小麥等農(nóng)作物所吸收并被人類食用，重金屬就會(huì)進(jìn)入人體。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及酶等發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用， 使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中累積，使人產(chǎn)生重金屬中毒，影響人類健康，輕則發(fā)生怪?。ㄋ畟R病、骨痛病等），重者就會(huì)死亡。
針對(duì)水質(zhì)及土壤主要重金屬污染物汞、鎘等元素的檢測(cè)，可按照GB/T 5750相應(yīng)檢測(cè)方法，其中常用的方法是原子熒光光譜法（AFS）、原子吸收分光光度法（AAS）、電感耦合等離子-質(zhì)譜法（ICP-MS）等。其中ICP-MS常應(yīng)用于微量分析，可多元素測(cè)定，測(cè)定下限低，但是價(jià)格貴，運(yùn)行成本高，不適用于批量測(cè)試，并且對(duì)于某些樣品中Cd元素的測(cè)試存在背景干擾。其次，AAS分析速度慢，線性范圍窄，基體干擾嚴(yán)重。相比較前兩者，原子熒光光譜儀（AFS）是具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分析儀器，具有分析靈敏度高、線性范圍寬、儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于維護(hù)、光譜干擾及化學(xué)干擾少等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于Hg、Cd、Pb等元素的特征譜線均處于原子熒光佳的檢測(cè)波長(zhǎng)范圍，在采用了高效的蒸氣發(fā)生進(jìn)樣技術(shù)后，具有其他分析手段無(wú)可比擬的檢出能力，可以獲得與電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)相當(dāng)?shù)臋z出限和靈敏度。是檢測(cè)水質(zhì)樣品中汞、鎘、砷等元素有效的分析儀器之一。
此外，對(duì)于作為水環(huán)境及土壤主要重金屬污染物汞，除了總量測(cè)試以外，還需要對(duì)于其不同價(jià)態(tài)形態(tài)做檢測(cè)。因?yàn)楣馁x存形態(tài)不同，其毒性亦不同。例如水中汞的形態(tài)可以分為溶解態(tài)、顆粒（吸附）態(tài)以及有機(jī)態(tài)。其中溶解態(tài)Hg2+具有較高的化學(xué)活性，是排入天然水體污染物的主要存在形式。水體中汞很容易發(fā)生烷基化反應(yīng)，從而生成各種烷基汞化合物，有極大的脂溶性，通過(guò)食物鏈的富集給人類造成危害。另外，各種形態(tài)的氣態(tài)汞吸附在大氣氣溶膠顆粒上，形成顆粒汞，易被干濕沉降，重新回到水環(huán)境中，成為水環(huán)境中汞重要來(lái)源之一。只有全面檢測(cè)汞元素的不同形態(tài)及價(jià)態(tài)才能夠更好的掌握水環(huán)境污染狀況，從而有效得到污染治理。目前2016年3月21日已經(jīng)實(shí)施的新食品標(biāo)準(zhǔn)中液相色譜原子熒光聯(lián)用儀作為檢測(cè)甲基汞的法，該聯(lián)用方法同樣適用于水質(zhì)樣品汞的形態(tài)分析。綜上所述，目前原子熒光光譜儀是檢測(cè)水質(zhì)及土壤中汞、鎘等重金屬的有效分析儀器。
北京金索坤技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司是市面上一家只專注原子熒光光譜儀的研發(fā)、生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。三十多年的潛心研究使得公司對(duì)于重金屬鎘、汞的檢測(cè)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。下面是小編為大家準(zhǔn)備的應(yīng)用原子熒法檢測(cè)鎘、汞的分析測(cè)試條件。（實(shí)驗(yàn)所用儀器均以SK-樂(lè)析為例）
Hg的推薦分析條件
基本物理參數(shù)：
(1)汞的原子熒光光譜
汞的原子熒光光譜都采用253.65（nm）共振熒光線；汞的另一共振線為184.9（nm），由于大氣對(duì)此波長(zhǎng)吸收較大，因而一般的儀器不能應(yīng)用。
(2)汞的物理性質(zhì)
金屬汞在常溫下是液態(tài),其沸點(diǎn)為365.58℃,冰點(diǎn)為-38.87℃,在常溫下汞蒸氣中的汞是呈原子狀態(tài)存在，即使在零度以下，汞仍然能夠蒸發(fā)。
因?yàn)楣词乖诘蜏叵乱灿邢喈?dāng)高的原子蒸氣壓，故汞極易原子化。
Hg2+在酸性溶液中極易被 KBH4 或 SnCl2 等還原劑還原成汞蒸氣；以及汞的化合物也能在加熱條件下分解釋放出汞蒸氣，從而使之可以方便地從樣品基質(zhì)中分離出來(lái)。
標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制：
稱取0.1080g氧化汞(HgO)溶解于20mL1：1HCl(v/v)溶液中，加入10.00mLHNO3，1.0g重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶解，移入1000mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，此溶液Hg濃度為100μg/mL。
標(biāo)準(zhǔn)系列配制：
吸取1.00mL濃度為100μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的移入100mL容量瓶中，加入10mL0.5%重鉻酸鉀溶液，用1% HNO3 (v/v)稀釋至1000mL，搖勻，此溶液Hg濃度為1.0μg/mL。吸取1.00mL濃度為1.0μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液的移入100mL容量瓶中，加入10mL0.5%重鉻酸鉀溶液，用1% HNO3 (v/v)稀釋至100mL，搖勻，此溶液Hg濃度為10.0ng/mL。用此溶液配制下表的標(biāo)準(zhǔn)系列：
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標(biāo)準(zhǔn)號(hào) |
加入0.10μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)體積(mL) |
加入HCl體積 （mL） |
加入混合液 體積(mL) |
終體積 (mL) |
標(biāo)準(zhǔn)濃度 ng/mL |
|
1 |
0.00 |
10.00 |
1.0 |
100 |
0.0 |
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2 |
1.00 |
10.00 |
1.0 |
100 |
0.1 |
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3 |
2.00 |
10.00 |
1.0 |
100 |
0.2 |
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4 |
5.00 |
10.00 |
1.0 |
100 |
0.5 |
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5 |
10.00 |
10.00 |
1.0 |
100 |
1.0 |
注:混合液為5%重鉻酸鉀溶
還原劑的配制：
稱取1.0gKOH溶于200mL蒸餾水中，溶解后加入2.0gKBH4繼續(xù)溶解，若有沉淀過(guò)濾后使用。
測(cè)定條件：
光源：空芯陰極燈，燈電流20mA
負(fù)高壓：-300~-350V
010-5637-0668
