環(huán)境水質(zhì)分析是指采用水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)對(duì)自然界的水資源進(jìn)行檢測(cè)，獲取水解水體的組分及各類(lèi)成分的占比。由于水屬于溶劑，它在自然界循環(huán)的過(guò)程中會(huì)不斷地溶進(jìn)許多其他物質(zhì)，這些物質(zhì)都會(huì)造成水質(zhì)污染，它們或溶解于水體之中、或懸浮在水面之上。

受化工業(yè)發(fā)展影響，一些污水在排出的時(shí)候攜帶有不同程度的鐵離子、鋅離子、銅離子、鈣離子、鎂離子等金屬物質(zhì)，這些金屬物質(zhì)摻雜在環(huán)境水體中，一旦參與到水體循環(huán)的整個(gè)過(guò)程就會(huì)給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

水質(zhì)中重金屬檢測(cè)的方法

1、原子光譜法

原子光譜法是目前痕量元素分析的重要方法，它包括原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法。

它的優(yōu)點(diǎn)是檢出限低，靈敏度高。原子吸收光譜法的特點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度高、分析速度快、測(cè)定高濃度元素時(shí)干擾小、信號(hào)穩(wěn)定等。原子吸收光譜法的不足之處是測(cè)定某元素需用該元素的光源，多元素同時(shí)測(cè)定尚有困難，對(duì)于復(fù)雜試樣的測(cè)定干擾比較嚴(yán)重，有一些元素的測(cè)定靈敏度還不足。

火焰原子吸收光譜法測(cè)定鉛的靈敏度較低，直接用于測(cè)定試樣中微量鉛，提高靈敏度是關(guān)鍵。為了提高火焰原子吸收光譜法的靈敏度，常采用分離富集技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。有研究者通過(guò)加入增敏劑吐溫來(lái)簡(jiǎn)化前處理，消除Fe、Ca、Al 等元素的干擾，降低檢出限。通過(guò)微波消解，可以簡(jiǎn)化前處理工作，降低檢出限。火焰原子吸收分光光度法操作較簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快，但檢出限較高，只能適用于鉛含量較高的樣品的分析。

石墨爐原子吸收分光光度計(jì)價(jià)格較高，分析速度慢，但檢出限低，可以分析水、食品、塑料制品等中的痕量鉛。石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鉛具有很高的靈敏度。對(duì)不同種樣品中鉛的測(cè)定都適用，但由于樣品中鉛含量太低，鉛低溫易揮發(fā)，對(duì)實(shí)際樣品的分析，基體干擾往往比較嚴(yán)重。由于基體效應(yīng)，在用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鉛時(shí)應(yīng)進(jìn)行分離富集對(duì)樣品進(jìn)行處理。用浮動(dòng)型有機(jī)微萃取分離富集樣品中的鉛，用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鉛，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 5.4%，檢出限為0.9 ngL-1，且該方法可應(yīng)用于自來(lái)水，井水，河水和海水的測(cè)定。

2、紫外 -可見(jiàn)分光光度法

分光光度法是通過(guò)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的吸收度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法，紫外 - 可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行定量檢測(cè)的基本原理是比爾 - 朗伯定律(A=εbc)。紫外- 可見(jiàn)分光光度法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，是一種相對(duì)比較廉價(jià)的檢測(cè)方法，水樣中大部分離子均可用紫外 - 可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行測(cè)定且檢出限可達(dá)到很低。

3、質(zhì)譜法

質(zhì)譜法是將待測(cè)物質(zhì)的分子轉(zhuǎn)變成帶電粒子，利用穩(wěn)定的磁場(chǎng)(或交變電場(chǎng))使帶電粒子按照質(zhì)荷比的大小順序分離開(kāi)來(lái)，并形成可以檢測(cè)的譜圖。在重金屬檢測(cè)中一般使用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，將電感藕合等離子體與質(zhì)譜聯(lián)用，利用電感藕合等離子體使樣品汽化，將待測(cè)金屬分離出來(lái)，從而進(jìn)人質(zhì)譜進(jìn)行測(cè)定。

ICP-MS可通過(guò)離子荷質(zhì)比進(jìn)行無(wú)機(jī)元素的定性、 定量分析，可與高效液相色譜、氣相色譜、毛細(xì)管電泳等進(jìn)樣或分離技術(shù)聯(lián)用，具有比原子吸收法更低的檢測(cè)限，是痕量元素分析領(lǐng)域中先進(jìn)的方法，具有靈敏度高，精密度好，檢出限非常低(可以達(dá) ppt 或 ppq 級(jí))等優(yōu)點(diǎn)，分析曲線的線性范圍更寬，干擾少等優(yōu)點(diǎn)，可用于除汞以外的絕大多數(shù)重金屬的測(cè)定。但其價(jià)格昂貴，易受污染，推廣應(yīng)用受到限制。

4、電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法是一種根據(jù)物質(zhì)在溶液中的電化學(xué)性質(zhì)及其變化來(lái)確定其組成與濃度的方法。電化學(xué)分析法檢測(cè)重金屬主要包括伏安法、極譜法和離子選擇性電極法等。電化學(xué)分析的測(cè)量信號(hào)是電導(dǎo)、電位、電流、電量等電信號(hào)，所以電化學(xué)分析的儀器裝置較為簡(jiǎn)單，易于自動(dòng)化和連續(xù)分析，是一種公認(rèn)的快速、靈敏、準(zhǔn)確的微量和痕量分析方法。

它的檢測(cè)限低10-12，而且儀器簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。伏安法和極譜法雖然有很低的檢測(cè)下限， 但是其檢測(cè)條件苛刻， 儀器操作難，所以實(shí)際檢測(cè)中運(yùn)用并不多。以極譜法為例，試樣經(jīng)消解后，鉛以離子形態(tài)存在。

在酸性介質(zhì)中，Pb2+與 I-形成的 [PbI4]2-絡(luò)合離子具有電活性， 在滴汞電極上產(chǎn)生還原電流。峰電流與鉛含量呈線性關(guān)系，以標(biāo)準(zhǔn)系列比較定容。用示波極譜儀在峰電位 -470 mV 處記錄鉛的峰電流。用標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算試樣中鉛的含量。極譜法的檢出限為0.085mg/kg 。極譜法設(shè)備較廉價(jià)，檢測(cè)速度快，操作簡(jiǎn)單，但檢出限偏高，重現(xiàn)性較差。而離子選擇性電極法是通過(guò)測(cè)量電極電位來(lái)測(cè)定離子活度的一類(lèi)電化學(xué)方法，其所需儀器設(shè)備便攜價(jià)廉，分析操作簡(jiǎn)單單快速，測(cè)量線性范圍廣，選擇性和靈敏度較高，因此可現(xiàn)場(chǎng)分析。仍處于發(fā)展階段，運(yùn)用不夠成熟，有待完善。

5、基于QCM技術(shù)的檢測(cè)方法

石英晶體微天平是一種基于壓電效應(yīng)的高靈敏質(zhì)量傳感器 (靈敏度可達(dá) ng 級(jí))，裝置簡(jiǎn)單，使用方便，已廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)傳感檢測(cè)，金納米粒子較大的團(tuán)簇質(zhì)量為以石英晶體微天平為代表的質(zhì)量敏感型傳感器提供了高靈敏度的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前基于石英晶體微天平的納米金探針檢測(cè)重金屬已有一定的研究，此方法不僅具有靈敏度高、選擇性好的特點(diǎn)，而且方法簡(jiǎn)單、快速、成本低、便于現(xiàn)場(chǎng)分析因而便于普及。已有報(bào)道通過(guò)在石英晶體微天平表面形成納米復(fù)合物引起質(zhì)量變化來(lái)檢測(cè)溶液中的痕量重金屬離子。其做法是先讓金屬離子在羧基修飾的QCM表面進(jìn)行絡(luò)合吸附，然后加入羧基修飾的金納米粒子，使之與QCM表面吸附的重金屬離子結(jié)合，在QCM表面形成一層三明治結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合物， 引起QCM諧振頻率明顯下降， 從而實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。該方法大大提高了QCM檢測(cè)重金屬離子的靈敏度，且具有重現(xiàn)性好、傳感器易再生等特點(diǎn)。

6、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 (ICP)在鉛的特征譜線處有吸收，在一定濃度范圍內(nèi)，其吸收值與鉛含量成正比，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法確定試樣中鉛含量。ICP法的檢出限可達(dá) 0.1～1 μg/g。ICP 分析速度快，可以同時(shí)快速分析多種元素，檢出限低，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍寬，可達(dá) 4～6個(gè)數(shù)量級(jí)，樣品消耗少。

通過(guò)和其它檢測(cè)方法聯(lián)用，檢出限可達(dá)更低的數(shù)量級(jí)，重復(fù)性更好。因此ICP被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、地質(zhì)冶金等眾多領(lǐng)域。但是ICP 設(shè)備昂貴，制樣復(fù)雜，儀器消耗大量的氬氣，不能普遍推廣。展望在工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代，對(duì)環(huán)境的保護(hù)顯得尤為重要。為了對(duì)重金屬離子的污染程度進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)及治理，需要對(duì)水體中的重金屬離子含量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)分析。