王 芳

（西华师范大学 化学化工学院，陕西汉中 23000）

在城市化发展进程越来越快的当今社会，环境污染愈发严重，尤其是大量工业废水、生活污水的排放急剧降低了水资源的质量，污染问题早已成为亟待解决的重大问题。重金属在水质中大多以离子形式存在，其特点多种多样，隐蔽性强、来源广、生态效应复杂。目前，重金属的主要来源是人为污染，包括金属加工、农药施肥、生活垃圾排放、工业废水等，再加上地质侵蚀和风化等自然因素的影响，也会促使重金属进入到人体。一旦人体直接饮用，就会造成贫血等健康问题，因此这就需要测定并处理水质中的重金属。但是就目前实际情况来看，测定技术上仍然存在诸多明显的不足和缺陷，重金属降解并没有达到规定标准，而重金属的总量和类别需要认真掌握。所以说，测定方法的正确使用是非常有意义的。

1 测定重金属的重要性

在日常生活中，饮用水和自来水的来源都是大自然中的优质资源，首先需要将这些水输送到家家户户，过滤和消毒是必不可少的环节，只有这样才能使水的质量得到高度保障，但是在可靠资源研究中显示：在处理水中的杂质过程中，金属的存在给水质的处理加大了难度，因为重金属本身的结构复杂，类型多样，所以对不同的机体产生的危害不同。如果水质中的重金属含量较多，那么就说明重金属在这一水质中是可以长期存在的。应尽量避免直接使用水资源，可能造成人体的机能损伤，并伴随多种并发症的产生，如果水质中含铝，饮用后会与体内胃蛋白酶发生反应；如果是铅，则会造成贫血问题，可以看出各类重金属的不同，对身体受损是一定的。

目前，能够精准测定高质量水质的方法很少，大部分都是以重金属为主要参照物，应正确选择较为合适的化学物质。将化学物质投到水中，使其与重金属离子发生反应，最后产生沉淀静置水中，这样就能成功地将金属离子从水中分离出来。因此，在处理水质之前，应该掌握各种重金属离子的化学性质和物理性质，并正确测定它们的实际含量，只有这样才能够夯实工作基础，所以重金属的测定分析是十分重要的，可为人类健康提供保障，其存在的意义是不容小觑的。

2 重金属的测定方法

在水质中检测重金属的方法有很多，每种方法都有它的独到之处，要切入实际，科学合理地选择相对应的配套使用。例如测定水质中的汞能够采用冷原子吸收法、双硫腙分光光度法；对于铬来说，采用直接火焰原子吸收分光光度法、比色法、硫酸亚铁铵滴定法较为合适；对于铅来说，采用原子吸收分光光度法、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法、示波极谱法是最恰当的；对于铜来说，可以采用二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法、新亚铜灵萃取分光光度法。不同重金属元素采用不同的测定方法，有利于最大限度地提高测定的准确性。本文对目前应用最多的五种测定方法进行了阐述，希望能够为水质检验部门提供参考。

2.1 电化学法

从实际意义上来讲，完全处理水质中含有的重金属离子，一系列的化学反应是重中之重。排放到河流中的水之所以会含有重金属，就是因为其来源于化工厂的废水等，所以可以采取国内外先进的化学手段测定水质中的重金属离子，电化学法就是基于这种原理的处理方法。不同金属元素所具有的电化学性质差异较为明显，因此可以利用电化学法对水质中含有的重金属离子进行测定，然后与已知的重金属元素的电化学性质进行一一对照，从而可以进一步确定出水质中含有的重金属元素。在实际的测定过程中，要想高效应用电化学法对水质进行检验，必须在化学池内进行检验的全过程。对水质进行取样后放入到化学池内，调整设置好各项参数后。开始测定。电化学法由于测定设备简单，检验测定周期较短，所以大多数检验人员使用这种方法进行测定较多，同时经过不断地改进和完善，电化学法对铜、镍等重金属元素检验都具有非常良好的效果。

2.2 原子吸收光谱法

近年来，随着物理学科的快速发展与进步，我国在光、电等领域也取得了众多的突破，光谱法就在很多领域中都表现出了较好的应用效果。原子吸收光谱法是最近几年经过研发而开始应用的一种水质检验方法。该方法检验水质的效果极佳，因此已经成为水质检验部门最常选择的检验方法之一。在众多重金属元素中，铅和汞元素对人体极易造成较大的伤害。如果水质中这两种元素含量过高，就必须经过净化处理才能投入使用。而原子吸收光谱法测定这两种元素的效率极高，在实际测定过程中，利用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵和甲基异丁酮萃取水质中含有的铅，利用滤膜技术可以获取水质中含有的汞，进而测定出铅、汞的实际含量。大多数情况下，原子吸收光谱法很少单独使用，通常会同其他技术配合使用，检验水质中的重金属元素。

2.3 荧光分析法

在进行物理实验的过程中发现，许多物质经过光照射后，其内部都会明显发生一些物理变化，如电子的运动强度显著增加，再加上光照达到一定强度后，电子就会转化为激发态。但是由于激发态下的电子不稳定，一旦失去高强度的光照干扰，就会马上恢复到原来的稳定状态。状态转变的过程中，物质会发射一定波长的光，这种光其实就是荧光。因为物质不同所构成的元素价态也会完全不同，实际发射出的荧光波长、荧光频率也不同，所以若能准确分析发射出的荧光，就能在此基础上确定出物质的组成成分。现在能够发射出荧光的物质种类极多，再加上科学技术的进步与发展，能够发射荧光的物质种类也在增加。荧光分析法在水质检验的重金属测定中使用较少，究其原因，主要是由于该方法测定的精确度低。水质检验不仅要求准确测定重金属的种类，更要求精确测定出重金属的实际含量和浓度，而荧光分析法无法获得精确的数据，只是根据实际发出的荧光效果，对水质中重金属的种类和浓度有个大概的测定范围。

2.4 分光光度法

分光光度法是一种基于光学原理对重金属展开测定的分析方法，其主要原理是：一旦电子处于跃迁状态时，就会吸收一定的光谱进而产生可见光。不同物质内部的电子在跃迁时也会存在明显的不同，所吸收的光谱也不同。分光光度法不仅能够准确检验出水质中所含重金属的种类，还能够进一步测定出水质中重金属的含量。然而当前分光光度法的实际应用效果并不是很理想，因为该方法在具体应用过程中必须结合荧光分析法共同测定，这两种测定方法能够互相弥补自身存在的缺陷，才有利于提升水质检验的效率，促使重金属测定更加精确。虽然分光光度法还不够成熟，但是相信未来随着高新科学技术的研发与进步，其应用效果将会显著提升。

2.5 生物化学法

经过多年的研究与探索，传统的化学物理学科虽然理论逐渐趋于完善，但是能上升的进步空间毕竟有限，所以必须注重探索生物等新兴学科。而生物化学法就是结合生物学科和化学学科的一种技术。生物化学法作为一种新兴的水质测定方法，即使理论储备已经相对完善，但是实际应用还比较少，目前仍然处于摸索研发的阶段，生物化学法具有高效、准确、绿色等诸多特点，在未来这种方法必然会成为水质检验的主要方法之一。现在的生物化学法，主要是通过利用酶等一些特殊的化学物质，使其与重金属产生化学反应，进而改变了酶的活性，随之pH、电导率等也会发生明显的变化，通过仔细观察这些变化，就可以准确测定出水质中的重金属元素。另外，还可以利用生物体内抗原和抗体具有的特性，首先对重金属离子进行络合处理，充分与重金属结合，同时鉴于抗原和抗体本身具有较强的针对性，如果选择的络合物不能够与抗原抗体产生反应，就无法准确测定出水质中含有的重金属，因此生物化学法应用目前还存在很大的局限性，仍然需要不断实验和改进。

3 结束语

水资源一直是我国赖以生存的基础保障，而地球表面由于富有大量的水资源，因而成为最适合人类生存的星球，若水质遭遇严重污染就会极大地威胁到人类的生存。近年来，全球高度关注环保工作，而水质检验是环保的重要方面，在水质检验中开展重金属测定更是与人类生存与发展有着紧密的联系，重金属的科学准确测定对于保护水资源和保证人类身体健康具有十分现实的意义。水质检验中的重金属测定方法多种多样，对重金属测定的价值具有显著的意义。在实际测定过程中，要严格遵循不同地理位置水质的实际情况，每一种测定方法都有其自身特点，所以要选择一种最科学、高效的方式进行测定，或者可以有针对性地选择两种最合适的方法结合使用，从而可以最大限度地提高金属测定的准确性。