＊鲁雅清

（长沙华时捷环保科技发展股份有限公司 湖南 410006）

引言

在中国经济飞速发展的同时，人们的生命健康因重金属含量超标而受到影响的报道开始不断涌现，引起了社会的广泛关注，影响恶劣。不可否认的是，这种忽略环境保护的经济发展方式过于粗放，已经造成了很多地区水质重金属含量超标的问题，以汞、铬、铅等的重金属污染尤甚，这也为我国的后续发展事业敲响了警钟，对现有的水质重金属在线检测技术进行分析，明确其在水源地中的应用情况，做出针对性的调整，成为当务之急，而这也是本文研究的意义所在。本文将对重金属污染的风险现状、常见的在线重金属检测技术进行分析，明确重金属在线检测技术在水源地中的应用情况，分析其在应用中存在的问题，寻找合适的解决方法，以期为我国的水质重金属检测事业提供一定的助力。

1.重金属污染风险的现状分析

重金属指的是相对密度超过4的这些金属，以及原子序列数位于21～83这个范围内的金属，具有极强的生物毒性，能够在很大程度上抑制微生物的正常生长，使蛋白质凝固的速度加快。在实际生活中，这样的重金属多见于企业排放的污水中，如陶瓷生产企业排放的污水中、金属冶炼企业排放的污水中、电池制造企业排放的污水中都含有大量的重金属，而且这些含有大量重金属的污水即使经过了污水处理的多重工序，其中的重金属也并不能得到有效的消除。因而，将这样的污水排放到环境中，随着时间的推移，不论是土壤亦或是正常的水流，都会受到污染，最终给人们的生命健康带来严重的危害，而且诸如铅、汞等的重金属给人们造成的伤害会更为严重。

经济和科技的快速发展离不开对能源的开发与采集，随着我国发展进入新征程，我国的各大生产企业都加大了对能源的开采，能源开采数量逐年增加，由此带来了巨大的污染物排放量，水质重金属污染问题日益严重。越来越多水质重金属污染致使人们生命健康受到威胁的，我国广大人民群众已经逐渐意识到水质重金属污染的危害程度，国家有关部门也逐步确立了相关规划，以期可以尽快总结出解决水质重金属污染的方法。

现阶段，我国已经明确规定，在日常生产的过程中，不论是生产企业还是相关的检查部门，都应该定期的对水体进行重金属含量的检测，通过推进水质重金属的在线检测，实现对水质重金属含量的系统化、科学化、动态化的检测，逐步确立集合污染处理、污染预警、提前预防于一体的综合化的水质污染应急机制，全力保障水资源安全，防止人民大众的生命健康受到威胁[1]。

2.重金属在线检测技术发展概述

水质重金属监测工作是一种以重金属检测技术为主，加以信息通信手段、工业计算机技术、数据收集记录技术、自动化技术等诸多技术辅助的系统化工作。截至目前，我国在水质重金属检测工作开展方面，采用的重金属检测技术有原子吸收光谱技术、原子荧光分析法等，本文将针对最为常用的光电比色在线检测技术和基于阳极溶出的在线检测技术进行分析。

(1)基于光电比色的在线监测技术

在一些特殊显示器的作用下，重金属的离子能够产生某些络合反应或者是化学反应，从而发生颜色上的变化，至此，人们可以通过不同的颜色显示来判断水质中的重金属情况。例如，重金属离子在显示器的作用下发生络合反应，那么溶液的吸光度和金属离子的浓度会呈现出一定的线性关系，工作人员则可以通过测量溶液的吸光度，完成对水中重金属含量的测定，现阶段我国的该项技术已经基本成熟，是一种较为规范的分析测量方法，于广大水质测量实验室中得到了广泛的应用。

总体而言，虽然基于光电比色的重金属监测技术在操作便捷性上具有很强的优势，但是在实际应用的过程中却有很大的局限性，具体包含以下几个方面。其一，在对水体进行测量的时候，取样水体的浑浊度、颜色等会对测量的结果造成影响。其二，通常情况下，这项技术在应用的时候，是以光学测量为基础的，所以，光源的波动情况也会对测量的结果产生直接的影响，灵敏度难以保证，多被应用在工业废水的重金属检测工作中，尚不具备应用于地表水重金属含量检测工作中的“实力”；其三，在重金属检测数量上具有很大的局限性，每次检测都只能测量水体中的某一种重金属含量的情况；其四，显色的实际情况受到水体pH值和环境温度等的影响，所以应用这种检测方法的时候，在水体pH值和一些环境因素方面具有一定的局限性。

(2)基于阳极溶出的在线检测技术

这是一种电化学原理的检测技术，检测的全过程需要用到诸如对电极、参比电极和工作电极等三个电极，于对电极和工作电极而言，两者可以构建出一个保证电化学反应进行的电流回路，而参比电极则在化学反应过程中，扮演着稳定参考的角色。于重金属测量工作而言，应用这种测量方法需要涉及到两个主要的过程，其一，用工作电极对待检测的重金属离子进行吸附，通过电能的作用，将其还原成金属离子，整个过程称为“富集过程”；其二，溶出过程，即在工作电极和扫描电压的共同作用下，让工作表面的重金属失去电子，逐渐游离至溶液中。

该项检测技术具有以下几方面的优势。其一，具有极强的灵敏度，可以通过对富集时间进行延长的方法，借助搅拌功能，实现提升富集效率的目的；其二，区别于上一种检测方法，该项检测技术可以一次性实现对多种重金属含量的检测，可拓展性较强；其三，水的浑浊情况、颜色等不会干扰测量的结果，而且电解环境具有较强的酸碱缓冲力；其四，该项技术对温度具有较强的耐受力，水温情况不会导致测量结果的偏差[2]。

3.重金属在线监测设备在水源地的应用

（1）水源地水体重金属在线检测的要求。水中含有的重金属都具有较强的毒性，而且经过污水处理工序以后，仍不能有效消除，很容易在人们的体内富集，久而久之给人们的生命健康带来极大的危害。所以，在日常工作的过程中，不论是对日常的饮用水，还是对水源地的水质，都需要做好对重金属含量的明确控制，在确保其含量情况符合标准要求时，才能供给人们进行生产生活方面的使用。而相较于日常饮用水，水源地的重金属含量相对较低，所以对水源地展开重金属含量的检测工作，灵活度会更高。但是，通常情况下，重金属泄露是水源地中重金属的最主要来源，不可避免地就需要工作人员在对水体进行检测的时候，考虑到多种不同类型的重金属类型，从这个角度来看，在进行重金属检测的时候，需要对其检测技术的灵活性赋予更高的要求和更加优质的拓展性。需要注意地是，基于水源地的重要性，所以工作人员在进行水体重金属含量测量的时候，需要尽量避免对毒性化学试剂的使用。至此，综合多方面的考虑和诸多要求的限制，在后续进行水源地重金属在线检测的时候，可将阳极溶出在线监测技术作为应用的首选。

（2）阳极溶出伏安法在线重金属监测技术在水源地的应用。重金属具有较强的付体性和生物毒性，基本上以饮水的途径进入到人体内，以躯体毒物质和基因毒物质对人类的生命健康造成威胁。而对比这两种类型的毒性物质，基因毒物质对人造成的危害会更为严重，毒物质基本为汞、铜、铅等毒性较强的重金属。因此，在对水体进行健康风险检测的时候，工作人员要确保所使用的检测设备和检测技术，能完成对铜、铅、镍等重金属的高效监测，保证测量具有良好的灵敏程度、精准度和稳定状态。

在实际进行检测的时候，工作人员需要对重金属检测设备进行有关技术指标和技术参数的考核工作，为测量结果的准确性奠定良好的基础。例如，工作人员需要保证精密度的误差范围不超过5%，精准度需要控制在85%～115%范围之内。在获得不同重金属元素的测量结果以后，工作人员还需要对这些测量结果进行和实验室设备间的对比。在这个检测过程中，工作人员需要将两次测量的间隔控制在4h，在每次开始测量之前做好标准确定，保证测量结果科学性和准确性。在这种远程的在线检测作用下，工作人员可以实现对水样中重金属含量的实时性监察，并且可以随时地启动水样测量工作和质控测量工作，进一步保证质控的质量与效率[3]。

4.重金属在线监测设备在应用中存在的问题

首先，存在严重的规范不健全问题。现阶段，我国在水体重金属检测设备方面出台的规范和规定等，并不充分，产品认证工作落实得不到位，缺乏统一的运行标准。

其次，存在二次污染。正如前文所说，比色法重金属检测方面是通过观察重金属在显示器上的颜色情况，实现对重金属含量的判断的，在这个过程中，需要用到部分显色剂。但是现阶段有少部分比色法重金属在线监测设备使用的显色剂含有毒性，而且工作人员为了排除显色剂本身所含毒性的干扰，会在使用具有毒性的显色剂时，加入同样具有毒性的掩蔽剂加以“掩盖”，基于此在进行重金属检测的过程中，会形成很多毒性极强的中间毒性物质，导致出现二次污染。另外，在使用电化学设备进行重金属含量检测的时候，工作人员有时会把汞溶液作为电镀液进行使用，有时又会把液态汞作为工作电极，不论是哪一种情况都很容易造成对水资源的二次污染，甚至于给维护人员的生命健康带来潜在的威胁。

最后，设备质量参差不齐。基于水体中所含重金属种类比较多的这个现实因素，以及重金属分析方法仍不成熟的现实情况，所以，现阶段不论是对重金属检测设备生产公司的技术实力，还是在技术研发方面的投入力度，都有着较为严格的要求，总体而言不论是国内还是国外，重金属在线检测设备的整体情况呈现出参差不齐的现状，难以有效保证水质重金属含量检测工作的质量[4]。

5.重金属在线监测设备的应用建议和解决对策

（1）明确职责划分。水体重金属含量检测是一个系统的、复杂的、庞大的工作内容，除了需要花费大量的时间、精力外，还会涉及到多个不同的单位与部门。基于此，在对水体重金属检测工作进行系统地梳理后，可以明确大体作用分工，将其分为几个大模块。每一个模块的工作内容是什么、需要什么样的工作人员负责，在做好第一阶段的划分工作以后，环保监管部门需要分别为每一个模块的工作内容制定出基本的管理制度，随后，让每一个模块下的管理人员依次按照同样的方法，对工作进行划分，逐级向下传递，完成对工作基本规章制度的确立。另外，可以将统一协调、分级管理的这种工作模式有效地落实下去，让责任细分涉及到人员招聘、人员分配、资金去向、联网验收等的多个方面，确保水质重金属检测工作能够得到良好的制度支持[5]。

（2）建立在线监测设备的监控平台。于重金属的在线检测工作而言，其监控平台的建设是影响重金属检测工作是否能够稳定开展的关键性因素和决定性因素，是重要的保障，工作人员在进行重金属在线检测设备建设工作的过程中，需要同步或提前的做好对监控平台建设工作目标、资金、设备等多项内容的相关安排，以保证能够在设备建成并正式运营后，可以及时地建立起和监控平台的网络连接。

（3）做好设备选型。设备的适宜性情况影响着水质重金属检测的质量，工作人员在进行设备选型的时候，需要提前做好对检测水质的调查工作，明确各种设备的优势、劣势，立足实际情况完成设备选型工作，需要注意的是，在设备选型的时候，需要把环保性作为考虑的重点内容之一，选择安全性强、环保、可靠的设备用于后续的重金属检测工作。此外，在确定好设备型号以后，工作人员需要尽可能地保证设备在建设和运行上的统一，在联系设备供应商的时候，需要进行科学、系统的多方对比工作，保障所选择的供应商具有良好的诚信、能够提供优质的设备，确保选择的企业是具备从器件到后期维护运营条件的企业[6]。

（4）构建持续高效的重金属在线监测运营系统。一个良好的运营系统是保证工作科学、顺利进行的关键，水质重金属检测工作意义重大、影响深远，是关乎人们生命健康和社会科学健康发展的重要工作，因此，有关的环保监管部门需要在落实和推进重金属检测工作的时候，提高对国家相关法律法规的重视程度，认真遵循相关要求，鼓励并督促企业做好对重金属在线检测设备的建设工作，让企业尽自己所能，保证在线监测设备的正常运行。如果重金属在线检测设备是环保部门自行建立的，那么责任部门应该做好运行资金和维护资金的申请工作，确定运营责任方、明确运营的管理制度以及考核的相关机制，为其建立一个规范化的、科学可行的数据信息监管控制、现场协调检查、运营调度的长效机制，实现对设备运行质量和数据质量的切实保障[7]。

6.结语

水质中的重金属含量超标会对人们的生命健康造成严重的影响，制约社会的健康、长久发展，为了在推进中国社会经济快速发展的同时，保障人们的生活质量、保障生态健康，势必需要认真落实好对水质重金属含量的检测工作，及时发现问题，尽早解决问题。现阶段我国在水质重金属检测工作方面有所突破，已经确立了几种较为成熟的检测技术。但是因为我国在水质重金属检测方面起步较晚，所以所使用的检测技术或多或少都存在一定的问题，比如二次污染。在后续开展重金属检测工作的时候，相关的环保监管部门需要做好对规章制度的建立工作，做好设备选型和责任划分，为检测工作构建出一个科学、系统的在线监测平台和在线监测运行系统，将重金属监测工作落实到实处。