重金屬的水質(zhì)檢測(cè)      
       重金屬的一種定義是密度大于5 g/cm3 的金屬，大多數(shù)金屬都是重金屬。主要是指對(duì)生物有明顯毒性的重金屬元素，如汞、鎘、鉛、鉻、鋅、銅、鈷、鎳、錫、鋇等。有時(shí)也會(huì)將一些有明顯毒性的輕金屬元素及非金屬元素列入：如砷、鈹、鋰與鋁。盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動(dòng)所需要的微量元素，但是大部分重金屬如汞、鉛、鎘等并非生命活動(dòng)所必須，而且所有重金屬超過一定濃度都對(duì)人體有毒。
重金屬污染主要是指：由于采礦、冶煉、制造產(chǎn)品、排放廢水廢氣、處置固體廢物、利用污水進(jìn)行灌溉和使用重金屬制品的過程中，重金屬或者其化合物給自然環(huán)境或者人體帶來的損害。

       所謂水質(zhì)指標(biāo)是用以評(píng)價(jià)一般淡水水域、海水水域特性的重要參數(shù)?？梢愿鶕?jù)這些參數(shù)對(duì)水質(zhì)的類型進(jìn)行分類，對(duì)水體質(zhì)量進(jìn)行判斷和綜合評(píng)價(jià)。水質(zhì)指標(biāo)已形成比較完整的指標(biāo)體系。

      重金屬的水質(zhì)檢測(cè)尤為重要。

      許多水質(zhì)指標(biāo)是表示水中某一種或一類物質(zhì)的含量，常直接用其濃度表示，有些水質(zhì)指標(biāo)則是利用某一類物質(zhì)的共同特性來間接反映其含量。例如水中有機(jī)物質(zhì)具有易被氧化的共同特性，可用其耗氧量作為有機(jī)物含量的綜合性指標(biāo)；還有一些水質(zhì)指標(biāo)是同測(cè)定方法直接聯(lián)系的，例如混濁度，色度等用人為規(guī)定的并配制某種人工標(biāo)準(zhǔn)溶液作為衡量的尺度。水質(zhì)指標(biāo)按其性質(zhì)不同，可分為物理的，生物的和化學(xué)的指標(biāo)。

   （一）水質(zhì)的物理指標(biāo)

    水體環(huán)境的物理指標(biāo)項(xiàng) 目頗多，包括 水溫、滲透壓、混濁度（透明度）、色度、懸浮固體、蒸發(fā)殘?jiān)约捌渌泄僦笜?biāo)如味覺、嗅覺屬性等等。

     1． 溫度 溫度是*常用的物理 指標(biāo) 之一。由于水的許多物理特性、水中進(jìn)行的化學(xué)過程和生物過程 都同 溫度有關(guān)，所以它經(jīng) 常是必須加以測(cè)定的。天然水的溫度因水源的不同而異.地表水的溫度與季節(jié)氣候條件有關(guān)，其變化范圍大約在0.1--30℃;地下水的溫度則比較穩(wěn)定，一般變化于8--12℃左右，而海水的溫度變化范圍為-2--30℃。

     2． 嗅與味 被污染的水體往 往具有不正 常 的氣味，用鼻聞到的稱為嗅，口嘗到的稱為味。有時(shí)嗅與味 不能截然分開。常常根據(jù)水的氣味，可以推測(cè)水中所含雜質(zhì)和有害成分。

     3．顏色與色度 天然水經(jīng)常表現(xiàn)出各種顏色。湖沼水常有黃褐色、或黃綠色， 這往往是由腐殖質(zhì)造成的。水 中懸浮泥沙和不溶解 的礦物質(zhì)也長帶有顏色，例如粘土使水呈黃色；鐵的氧化物使水呈黃褐色； 硫化氫氧化析出的硫使水呈藍(lán)色等等。各種水藻如球藻、硅藻等的繁殖使水 呈黃綠色、褐色等。根據(jù)水的顏色，可以推測(cè)水中雜質(zhì)的數(shù)量和種類。色 度是對(duì)天然的或處理之后的各種用水進(jìn)行水色測(cè)定時(shí)所規(guī)定的指標(biāo)。目前世 界各國統(tǒng)一用氯化鉑酸鉀（K2PtCl6）和 氯 化鈷（CoCl2.6H2O）配制的混合溶液作為色度的標(biāo)準(zhǔn)。

     4．混濁度與透明度 水中若含有懸浮及膠體狀態(tài)的物質(zhì)，常會(huì)發(fā)生混濁現(xiàn)象。地表水的混濁是由泥沙、粘土、有機(jī)物造成的。地下水一般比較清澈透明，但若水中含有Fe2+鹽，與空氣接觸后就可能產(chǎn)生Fe(OH)3,使水呈棕黃色混濁狀態(tài)；海洋在近岸和河口區(qū)由于陸地徑流攜帶大量泥沙、粘土、有機(jī)物造成的。不同河流因流經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)土壤條件不同，混濁程度可能有很大的差別。地下水一般比較清澈透明，但若水中含有Fe2+鹽，與空氣接觸后就可能產(chǎn)生Fe(OH)3,使水呈棕黃色混濁狀態(tài)；海洋在近岸和河口區(qū)由于陸地徑流攜帶大量泥沙和其它有機(jī)物，水質(zhì)比較混濁而遠(yuǎn)岸海區(qū)水區(qū)水質(zhì)透明。
    
     5． 固體含量 天然水體中所含物質(zhì)大部分屬于固體物質(zhì)，經(jīng)常有必要測(cè)定其含量作為直接的水質(zhì)指標(biāo)。各種固體含量可以分為以下幾類：（1）總固體。即水樣在一定溫度下蒸發(fā)干燥后殘存的固體物質(zhì)總量，也稱蒸發(fā)殘留物；（2）懸浮性固體。
   （二）水質(zhì)化學(xué)指標(biāo)

    利用化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)的反應(yīng)及物理化學(xué)的原理測(cè)定的水質(zhì)指標(biāo)，總稱為化學(xué)指標(biāo)。由于化學(xué)組成的復(fù)雜性，通常選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)特性進(jìn)行檢查或作定性、定量的分析。根據(jù)不同的分析方法可以把化學(xué)指標(biāo)歸納如下：

     1．中和的方法 包括水體的堿度、酸度等；

     2．生成螯合物的方法 如Ca2+ Mg2+及硬度等；

     3．加熱和氧化劑分解法 將含生物體在內(nèi)的有機(jī)化合物的含量以加熱分解時(shí)產(chǎn)生CO2的量[總有機(jī)碳（TOC）；微粒有機(jī)碳（POC）]、分解時(shí)消耗的氧量[總耗氧量（TOD）]或消耗氧化的量[化學(xué)耗氧量（COD）]來表示的指標(biāo)；

     4．生物化學(xué)反應(yīng)的方法論 以生物化學(xué)耗氧量（BOD）為代表，是測(cè)定微生物分解有機(jī)物時(shí)所需消耗的氧量，包括測(cè)定微生物在呼吸過程中產(chǎn)生的CO2的量以及利用脫氫酶等酶活性法來測(cè)定有效生物量等指標(biāo)；

     5．氧化還原反應(yīng)及沉淀法。*典型為溶解氧含量及氯離子含量等指標(biāo)。

     6．電化學(xué)法。有水的電導(dǎo)率，氯化-還原電位（pE）以及包括pH在內(nèi)的離子選擇電極的各種指標(biāo)，如F-、NH4+以及許多金屬離子；

     7．微量成分。以儀器分析為主要檢測(cè)手段。包括分光光度法，原子吸收光譜法，氣相、液相色譜法，中子活化分析法以及等離子發(fā)射光譜法等。指標(biāo)項(xiàng)目眾多，如生物營養(yǎng)元素、各種化學(xué)形態(tài)的重金屬離子及非金屬微量元素、微量有機(jī)物、水已的污染物（如有機(jī)農(nóng)藥、油類）以及放射性元素等等。 總之，系統(tǒng)了解各類水質(zhì)指標(biāo)的含義具有重要意義。因?yàn)閷?duì)于任何水生生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境都是通過對(duì)一系列的、經(jīng)過嚴(yán)格選擇的、具有典型意義代表性的指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查或監(jiān)測(cè)分析結(jié)果，而加以綜合評(píng)價(jià)的。必須強(qiáng)調(diào)，水質(zhì)的生物學(xué)指標(biāo)的調(diào)查分析結(jié)果對(duì)于科學(xué)評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量越來越大越顯示其重要性。

  二、 我國當(dāng)前沿用的重金屬的水質(zhì)檢測(cè)主要水質(zhì)理化指標(biāo)及測(cè)試系統(tǒng)

    （一） 主要理化指標(biāo) 當(dāng)前許多國家都頒布了各自不同的水質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了為數(shù)繁多的指標(biāo)項(xiàng)目。我國于1973年頒布了《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定了工業(yè)廢水中有14項(xiàng)有害物質(zhì)的*高排放濃度。1976年頒發(fā)《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，其中感官性指標(biāo)有4項(xiàng)（色、混濁度、嗅與味、肉眼可見物）；化學(xué)指標(biāo)有8項(xiàng)（Ph、總硬度、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚、陰離子合成洗滌劑）；毒理學(xué)指標(biāo)有8項(xiàng)（氰化物、砷、硒、汞、鎬、六價(jià)鉻、鉛）；**學(xué)指標(biāo)有3項(xiàng)（**總數(shù)、大腸菌群、游離余氯）。1983年發(fā)布《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定出20種監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中包括pH、水溫、色、嗅、溶解氧，生化需氧量，揮發(fā)性酚類、氮化物、砷、總汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、銅、石油類、大腸菌群等。我國先行的《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB3097-82）》規(guī)定的理化指標(biāo)包括物理感官指標(biāo)，化學(xué)感官指標(biāo)和微生物指標(biāo)計(jì)25項(xiàng)；《漁業(yè)水域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB11607-89）》包括感官和化學(xué)指標(biāo)34項(xiàng)。

     水環(huán)境調(diào)查或監(jiān)測(cè)分析項(xiàng)目在理化指標(biāo)方面多根據(jù)各類水體目前和將來的用途而加以選擇和確定的。在養(yǎng)殖生產(chǎn)和有關(guān)部門水生生物科學(xué)研究中，為了充分利用和改良或控制水的理化條件，常常必須對(duì)10多項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行分析，包括溫度、含鹽量（鹽度）、溶解氧、pH、堿度、硬度、硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨氮、總氮、磷酸鹽、總磷、硅酸鹽、化學(xué)耗氧量等等；對(duì)水環(huán)境的污染物質(zhì)的調(diào)查中常按基礎(chǔ)調(diào)查、檢測(cè)性調(diào)查、專題性調(diào)查及應(yīng)急性調(diào)查等多種不同類型的用途而選擇不同的指標(biāo)項(xiàng)目。淡水水體和海水水體常常也有所差異。

     從國外報(bào)道各種類型的水質(zhì)調(diào)查或監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)來看，由于國情的不同，其側(cè)重點(diǎn)各異。而且調(diào)查或監(jiān)測(cè)指標(biāo)的選擇和確定問題本身也還有一個(gè)逐步深入和不斷發(fā)展的過程，例如對(duì)污染指標(biāo)隨著新的化學(xué)物質(zhì)的品種的增加、分析技術(shù)的發(fā)展，以及在流行病學(xué)研究中對(duì)致癌、致畸及致突變的生理生化過程的深入研究，監(jiān)測(cè)或調(diào)查項(xiàng)目會(huì)不斷的加以改變，方法也會(huì)逐步發(fā)展和完善。

     （二） 測(cè)試系統(tǒng) 對(duì)水質(zhì)理化指標(biāo)進(jìn)行的測(cè)試實(shí)驗(yàn)可采用現(xiàn)場測(cè)試、船上測(cè)試和陸上實(shí)驗(yàn)室測(cè)試三種方式。采用不同方式測(cè)試所得結(jié)果的確切程度是不同的，特別是深層水樣的 采集和儲(chǔ)存，其溫度、壓力產(chǎn)生變化，都將使化學(xué)平衡點(diǎn)產(chǎn)生變化。例如[HCO3-]/[CO32-]等離子成分的濃度比值以及溶解氣體的含量等都回發(fā)生變化。；儲(chǔ)存的水樣，即使排除了容器污染和通過容器表面散失的可能性，水質(zhì)也會(huì)因?yàn)閼腋∥锏哪鄢两狄约吧锾岬拇x過程、死亡分解過程等的影響而發(fā)生改變。

     目前，可采用現(xiàn)場測(cè)試的項(xiàng)目越來越多，遙控遙感技術(shù)的發(fā)展使許多水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目的測(cè)試可以字響當(dāng)大的范圍進(jìn)行同步觀測(cè)。但借助儀器的探頭作高深度水域（特別是海洋）的現(xiàn)場測(cè)試常常遇到很多困難。加在現(xiàn)場測(cè)試儀器尚未能普及的情況下，水質(zhì)理化指標(biāo)測(cè)試工作常常必須先采樣后在船上實(shí)驗(yàn)室或陸上實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

     隨著自動(dòng)化分析技術(shù)的發(fā)展，水質(zhì)指標(biāo)的調(diào)查、監(jiān)測(cè)分析已經(jīng)逐步使用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由采樣裝置，水質(zhì)連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器，數(shù)據(jù)傳輸、記錄及處理幾部分組成，其特點(diǎn)是自動(dòng)化、儀器化和連續(xù)性。目前已采用自動(dòng)化試系統(tǒng)的有：水溫、Ph、電導(dǎo)率、氧化還原電位、混濁度、懸浮物、溶解氧、COD、TOC、TOD、某些金屬離子、氰化物等等。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可避免人工采樣所得數(shù)據(jù)的不**性，大大縮短采樣分析到獲得結(jié)果之間的時(shí)間。但自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)也有局限性，不能對(duì)大部分指標(biāo)逐一單項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定，因?yàn)樗|(zhì)化學(xué)組成（尤其是污染物）復(fù)雜，組分價(jià)態(tài)、形態(tài)多變，干擾嚴(yán)重，需要一系列的化學(xué)預(yù)處理操作和各種高靈敏度的檢測(cè)方法。因此，發(fā)展規(guī)律連續(xù)自動(dòng)測(cè)試技術(shù)并和實(shí)驗(yàn)室（船上和陸上）采樣分析技術(shù)相結(jié)合，是完善水質(zhì)理化指標(biāo)的一系列切實(shí)可行的途徑

   對(duì)于電化學(xué)溶出分析技術(shù)而言，重金屬的水質(zhì)檢測(cè)在水環(huán)境——特別是地表水、飲用水源地等水環(huán)境中的含量不高（基本在μg/L數(shù)量級(jí)），即便是市政以及工業(yè)企業(yè)污水排放口，也僅僅在幾十到幾百μg/L數(shù)量級(jí)，因此檢測(cè)限低的電化學(xué)溶出分析技術(shù)在重金屬監(jiān)測(cè)中將發(fā)揮更大的作用。隨著我國重金屬污染問題越來越受到重視，重金屬監(jiān)測(cè)會(huì)得到更大程度的關(guān)注。目前的兩種重金屬監(jiān)測(cè)方法，比色法較為傳統(tǒng)，設(shè)備成本比電化學(xué)分析儀成本低，在一些特殊的場合，特別是待分析重金屬成分濃度較高時(shí)，可以考慮該類型分析儀。
在中低濃度的重金屬監(jiān)測(cè)中，如地表水、飲用水、水處理設(shè)施排放口重金屬監(jiān)測(cè)，基于電化學(xué)溶出分析技術(shù)的重金屬分析儀能夠?qū)?mu;g/L數(shù)量級(jí)的重金屬進(jìn)行精準(zhǔn)定量分析，無疑是優(yōu)選。

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