摘要： 在109種化學(xué)元素中，金屬就有83種，重金屬是指比重大于4或5的金屬，約有45種，如銅、鋅、鉛、鎘、鐵、錳、鉀、鈉、鈣、鎂、鉻、汞、砷、鎳等。由重金屬造成的環(huán)境污染稱為重金屬污染，重金屬污染主要指鉛、鎘、鉻、汞、鉈以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬。

關(guān)鍵字： 重金屬 檢測(cè)

1    重金屬的污染

重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過(guò)自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。目前我國(guó)由于在重金屬的開采、冶煉、加工過(guò)程中，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進(jìn)入大氣、水、土壤，引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃�，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。

水體中的金屬元素按其對(duì)人體健康的影響可分為三類：一是人體健康必須的常量元素如：鈉、鉀、鈣、鎂和微量元素如：鐵、錳、銅、鋅、鎳、鈷、硒、釩、鉬、硅、錫，他們的缺乏或過(guò)量都于人體健康不利。二是對(duì)人體健康有害的金屬元素如：鉛、鎘、汞、砷、鉻、鈹、鉈、鋇等。三是在人體中確有存在，但生理功能尚不明的元素如：鋰、硼、鋁、鈦、鋯等。

    水體中金屬有利或有害不僅取決于金屬的種類、理化性質(zhì)，而且還取決于金屬的濃度及存在的價(jià)態(tài)和形態(tài)，即使有益的金屬元素濃度超過(guò)某一數(shù)值也會(huì)有劇烈的毒性，使動(dòng)植物中毒，甚至死亡。金屬有機(jī)化合物(如有機(jī)汞、有機(jī)鉛、有機(jī)砷、有機(jī)錫等)比相應(yīng)的金屬有機(jī)化合物毒性要強(qiáng)得多；可溶態(tài)的金屬又比顆粒態(tài)金屬的毒性要大；六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性要大等等。

    重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(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富集，如果超過(guò)人體所能耐受的限度，會(huì)造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對(duì)人體會(huì)造成很大的危害，例如，日本發(fā)生的水俁病(汞污染)和骨痛病(鎘污染，等公害病，都是由重金屬污染引起的。

    重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而底泥往往是重金屬的儲(chǔ)存庫(kù)和最后的歸宿。當(dāng)環(huán)境變化時(shí)，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，可以直接威脅高等生物包括人類，有關(guān)專家指出，重金屬對(duì)土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，已受污染土壤沒有治理價(jià)值，只能調(diào)整種植品種來(lái)加以回避。因此，底泥重金屬污染問(wèn)題日益受到人們的重視。

    目前我國(guó)重金屬污染主要從地表水（飲用水源水、湖水、河水）、地下水、還有大氣降水、以及底質(zhì)（江、河、湖、海等水體底部的表層沉積物質(zhì)）中來(lái)掌握重金屬的污染情況。我國(guó)重金屬污染主要是在河水中和底泥中，其污染大多是工業(yè)廢水的排放造成的，對(duì)于工業(yè)企業(yè)的污染，國(guó)家環(huán)保局也有一系列的管理措施，但是落實(shí)是關(guān)鍵，要建立嚴(yán)格的監(jiān)督管理機(jī)制。對(duì)于水體和土壤中的重金屬污染，現(xiàn)在還沒有很好的辦法，因?yàn)榇嬖谟谒屯寥乐械闹亟饘俸茈y降解，并且還具有富集性，所以重金屬的污染是不可逆轉(zhuǎn)的�，F(xiàn)階段對(duì)我們?nèi)祟惡铜h(huán)境造成危害的重金屬有以下五種元素：

    ⑴鉛：是可在人體和動(dòng)物組織中積蓄的有毒金屬。主要來(lái)源于各種油漆、涂料、蓄電池、冶煉、五金、機(jī)械、電鍍、化妝品、染發(fā)劑、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自來(lái)水管等。它是通過(guò)皮膚、消化道、呼吸道進(jìn)入體內(nèi)與多種器官親和，主要毒性效應(yīng)是貧血癥、神經(jīng)機(jī)能失調(diào)和腎損傷，易受害的人群有兒童、老人、免疫低下人群。鉛對(duì)水生生物的安全濃度為0.16mg/L，用含鉛0.1～4.4mg/L的水灌溉水稻和小麥時(shí)，作物中鉛含量明顯增加。

    ⑵鎘：不是人體的必要元素。鎘的毒性很大，可在人體內(nèi)積蓄，主要積蓄在腎臟，引起泌尿系統(tǒng)的功能變化；鎘主要來(lái)源有電鍍、采礦、冶煉、燃料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的廢水；廢舊電池中鎘含量較高、也存在于水果和蔬菜中，尤其是蘑菇，在奶制品和谷物中也有少量存在，鎘能夠取代骨中鈣，使骨骼嚴(yán)重軟化，骨頭寸斷，會(huì)引起胃臟功能失調(diào)，干擾人體和生物體內(nèi)鋅的酶系統(tǒng)，導(dǎo)致高血壓癥上升。易受害的人群是礦業(yè)工作者、免疫力低下人群。水中含鎘0.1mg/L時(shí)，可輕度抑制地面水的自凈作用，鎘對(duì)白鰱魚的安全濃度為0.014mg/L,用含鎘0.04Mg/L的水進(jìn)行灌溉時(shí)，土壤和稻米受到明顯污染，農(nóng)灌水中含鎘0.007mg/L時(shí)，即可造成污染。

    ⑶汞：汞及其化合物屬于劇毒物質(zhì)，可在人體內(nèi)蓄積。主要來(lái)源于儀表廠、食鹽電解、貴金屬冶煉、化妝品、照明用燈、齒科材料、燃煤、水生生物等。血液中的金屬汞進(jìn)入腦組織后，逐漸在腦組織中積累，達(dá)到一定的量時(shí)就會(huì)對(duì)腦組織造成損害，另外一部分汞離子轉(zhuǎn)移到腎臟。進(jìn)入水體的無(wú)機(jī)汞離子可轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿蟮挠袡C(jī)汞，由食物鏈進(jìn)入人體，引起全身中毒作用；易受害的人群有女性，尤其是準(zhǔn)媽媽、嗜好海鮮人士；天然水中含汞極少，一般不超過(guò)0.1μg/L。

    ⑷砷：是人體的非必需元素，元素砷的毒性極低，而砷的化合物均有劇毒，三價(jià)砷化合物比其它砷化合物毒性更強(qiáng)。砷通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚接觸進(jìn)入人體，如攝入量超過(guò)排泄量，砷就會(huì)在人體的肝、腎、肺、子宮、胎盤、骨骼、肌肉等部位蓄積，與細(xì)胞中的酶系統(tǒng)結(jié)合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，特別是在毛發(fā)、指甲中蓄積，從而引起慢性砷中毒，潛伏期可達(dá)幾年甚至幾十年，慢性中毒有消化系統(tǒng)癥狀、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和皮膚病變等。砷還有致癌作用，能引起皮膚癌，在一般情況下，土壤、水、空氣、植物和人體都含有微量的砷，對(duì)人體不會(huì)構(gòu)成危害。主要來(lái)源于采礦、冶金、化化學(xué)制藥、玻璃工業(yè)中的脫色劑、各種殺蟲劑、殺鼠劑、砷酸鹽藥物、化肥、硬質(zhì)合金、皮革、農(nóng)藥等；危害的人群有農(nóng)民、家庭主婦、特殊職業(yè)工人群體。地面水中含砷量因水源和地理?xiàng)l件不同而有很大差異，淡水為0.2～230μm/L，平均為0.5μm/L，海水為3.7μm/L。

    ⑸鉻：主要來(lái)源于劣質(zhì)化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍍鉻部分，工業(yè)顏料以及鞣革、橡膠和陶瓷原料等；如誤食飲用，可致腹部不適及腹瀉等中毒癥狀，引起過(guò)敏性皮炎或濕疹，呼吸進(jìn)入，對(duì)呼吸道有刺激和腐蝕作用，引起咽炎、支氣管炎等。水污染嚴(yán)重地區(qū)居民，經(jīng)常接觸或過(guò)量攝入者，易得鼻炎、結(jié)核病、腹瀉、支氣管炎、皮炎等。

    從以上可以看出重金屬的污染主要來(lái)源工業(yè)污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工業(yè)污染大多通過(guò)廢渣、廢水、廢氣排入環(huán)境，在人和動(dòng)物、植物中富集，從而對(duì)環(huán)境和人的健康造成很大的危害，工業(yè)污染的治理可以通過(guò)一些技術(shù)方法、管理措施來(lái)降低它的污染，最終達(dá)到國(guó)家的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；交通污染主要是汽車尾氣的排放，國(guó)家制定了一系列的管理辦法，例如：使用乙醇汽油、安裝汽車尾氣凈化器等；生活污染主要是一些生活垃圾的污染，廢舊電池、破碎的照明燈、沒有用完的化妝品、上彩釉的碗碟等，對(duì)于重金屬的污染只要我們從其來(lái)源加以控制，就多多少少可以減少重金屬污染。以上大多是人為造成的污染，只有通過(guò)人類自身行為改變這一狀況，首先，從思想上重視了解重金屬對(duì)人類及環(huán)境造成的危害，提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)，只有保護(hù)好生存環(huán)境，才能保護(hù)人類自己；從行為上，要從個(gè)人做起，配合國(guó)家法律、法規(guī)的環(huán)境保護(hù)的規(guī)定，企業(yè)要加強(qiáng)管理，并且做好監(jiān)督管理機(jī)制，使措施落到實(shí)處，不能只以人為本，還要考慮動(dòng)植物及環(huán)境所能承受的壓力，這樣，人類才有立足之地。總之，只要以保護(hù)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，重金屬污染問(wèn)題就能降到最低點(diǎn)。

2    重金屬的檢測(cè)方法

    對(duì)于環(huán)境中的重金屬的檢測(cè)而言，可分為水體中重金屬檢測(cè)和土壤中重金屬檢測(cè)。

2.1   水體中重金屬檢測(cè)
    水體中金屬檢測(cè)分為：可過(guò)濾金屬、不可過(guò)濾（懸浮態(tài)）的金屬和金屬總量。

    可過(guò)濾金屬：目前國(guó)內(nèi)外把能通過(guò)孔徑0.45μm濾膜的部分，稱為“溶解的”金屬，它不僅包括金屬簡(jiǎn)單的水合離子、無(wú)機(jī)和有機(jī)絡(luò)合物，還包括能通過(guò)0.45μm濾膜的膠體離子，因此用“可過(guò)濾金屬”比用“溶解的金屬”更為確切。要測(cè)可過(guò)濾金屬，宜在現(xiàn)場(chǎng)采樣后立即（或盡快）用0.45μm濾膜抽濾,并將濾紙酸化至PH＜2,保存于聚乙烯瓶中,不能先酸化后過(guò)濾,因?yàn)樗峄?就改變了水體中原有的化學(xué)平衡,使顆粒物、懸浮物上的金屬有部分轉(zhuǎn)入溶液中,所得“可過(guò)濾金屬”不能代表原水體中的真實(shí)情況,其測(cè)定值是偏高的。

    不可過(guò)濾（懸浮態(tài)）的金屬：指在用0.45μm微孔濾膜過(guò)濾時(shí)不能通過(guò)濾膜的部分將濾膜和懸浮物經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)消解，然后測(cè)定得到的金屬含量。

    金屬含量：金屬總量系指存在于水體中的無(wú)機(jī)結(jié)合態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)、可過(guò)濾態(tài)和懸浮態(tài)的總和。為此，要取酸化后并混合均勻的水樣，經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)消解作用，測(cè)得金屬的總量，它也可以是可過(guò)濾金屬和懸浮態(tài)金屬之和。

2.1.1   過(guò)濾和酸化

    要分別測(cè)定可過(guò)濾金屬和不可過(guò)濾金屬，應(yīng)在取樣后，加酸酸化前，盡快用0.45μm微孔濾膜抽濾，濾液收集在含有用硝酸酸化的聚乙烯瓶（或桶）中，用酸酸化至PH≤2。酸化水樣所用的酸，可根據(jù)待測(cè)物的性質(zhì)和所加酸的基體對(duì)以后測(cè)定方法的影響來(lái)決定。例如用火焰原子吸收法測(cè)定，可用硝酸、鹽酸酸化，因?yàn)檫@兩種介質(zhì)對(duì)火焰原子吸收測(cè)定影響均很小。一般不用硫酸酸化，因?yàn)榱蛩釙?huì)在火焰中產(chǎn)生分子吸收，或使待測(cè)金屬原子化受到抑制。對(duì)于環(huán)境中水樣以及工業(yè)廢水中重金屬測(cè)定用酸酸化，最好選用優(yōu)級(jí)酸，以免引起玷污，影響測(cè)定結(jié)果。
2.1.2   樣品的消解

    水樣消解的目的是將樣品中對(duì)測(cè)定有干擾的有機(jī)物和懸浮顆粒物分解掉，使待測(cè)金屬以離子形式進(jìn)入溶液中。加入的酸和氧化劑要和以后的測(cè)定方法不產(chǎn)生矛盾，即加入的試劑不干擾測(cè)定，也不導(dǎo)致待測(cè)金屬的嚴(yán)重玷污和損失。對(duì)于環(huán)境水體中重金屬的消解一般采用硝酸消解法和硝酸-高氯酸消解法。

2.1.3   重金屬檢測(cè)方法選擇

    對(duì)于不同的重金屬，有不同的檢測(cè)方法，對(duì)于預(yù)處理后的水樣，下面列出幾種重金屬的檢測(cè)方法（見表1）。

每一種重金屬都有它的適用范圍，可以根據(jù)需要來(lái)選擇重金屬的檢測(cè)方法，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)要求，原子吸收法是比較好的選擇；因?yàn)榇朔y(cè)定速度快、干擾少、靈敏度高又準(zhǔn)確、適合環(huán)境水樣及廢水水樣品的分析。對(duì)于汞、砷的檢測(cè)方法，目前最好的方法是原子熒光法，但是不是很經(jīng)濟(jì)，如果有條件的話，原子熒光法快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單。

    用儀器進(jìn)行分析的試驗(yàn)，首先將樣品中的干擾消除，然后掌握各個(gè)重金屬分析方法的儀器試驗(yàn)條件，例如：氣體流量、通帶寬度、波長(zhǎng)、火焰高度等。

  表1   重金屬的檢測(cè)方法一覽表   mg/L

2.2    土壤重金屬檢測(cè)

    土壤重金屬檢測(cè)方法，首先將土樣進(jìn)行風(fēng)干、篩分后，再將土樣消解，定容；最后等同水樣的檢測(cè)方法。土樣中重金屬檢測(cè)關(guān)鍵是否消解完全，一般用硝酸-氫氟酸-高氯酸進(jìn)行土樣消解，最后是灰白色，即是小姐完全。

3  結(jié)論

    重金屬污染具有富集性，對(duì)人類、動(dòng)植物以及環(huán)境有一定影響，具有潛在的危險(xiǎn)性，是一種不容忽視的問(wèn)題。對(duì)于重金屬造成的污染，以回收利用為主，在生活中，我們也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，例如：少用一些染法劑、少食一些膨化食品、廢舊電池集中收購(gòu)、家庭少用含汞的日光燈等。對(duì)于重金屬污染主要來(lái)源于工業(yè)污染，首先要從思想上重視，從行為上要符合國(guó)家法律、法規(guī)，工業(yè)，企業(yè)要達(dá)標(biāo)排放，管理要嚴(yán)格，關(guān)鍵是國(guó)家沒有一個(gè)健全的管理監(jiān)督機(jī)制，有待完善。重金屬檢測(cè)方法大多是儀器分析，主要是樣品中干擾的去除，其次是各個(gè)項(xiàng)目中的試驗(yàn)條件及參數(shù)的設(shè)定，最后說(shuō)明一下，重金屬中鉛、鎘最好用原子吸收法，因?yàn)榇朔ê?jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、干擾少。汞、砷用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)

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