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水质重金属的检测技术及方法
发布时间:2022-05-05 09:00:15 点击次数:2805

水质重金属的检测技术及方法

 佳谱仪器 佳谱仪器JPSPEC 

水是生命之源、是生态系统得以维系的基础、是倒逼我国高质量发展的一大关键,其重要性不言而喻,解决水污染问题成为用好水的关键。


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在水环境中有一种重金属污染,是需要重点解决的水污染问题之一。水环境污染中的重金属包括铜、铅、锌、汞、铬、镉、砷、铊等生物毒性显著的重金属元素,具有持久的潜在危害性,难以通过生态系统中的生物净化使其有害性降低或解除。同时,重金属具有富集性,即使浓度很小,也能够在藻类和沉积物中积累,通过食物链不断浓缩和传递,对生物链的高级生物和人体健康构成潜在威胁。当水体中环境因子(pH、氧化还原电位和物理扰动等)发生变化时,沉积物中重金属的形态将发生转化并释放造成二次污染

 

近10多年来,随着中国工业化的不断加速,涉及重金属排放的行业越来越多,包括矿山开采、金属冶炼、化工、印染、皮革、农药、饲料等,再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出,使重金属污染事件出现高发态势,已成为当前面临的突出环境问题之一。广西的龙江、广东的北江和湖南的湘江等都曾发生过严重的重金属污染事件,给河流水质和生物群落结构造成很大的破坏,严重影响群众健康。

 

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水质重金属检测标准及方法目前国内重金属检测的现行标准方法包括原子吸收分光光度法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等。这些方法具有较好的精密度和准确度,但是由于仪器体积和质量都比较大,只能在实验室中进行测试,而且分析时间长,程序繁杂,需要对样品进行预处理。

 

近年来涉及重金属的突发环境污染事件频发,在应急监测时往往需要现场采样,现场分析,短时间内快速报送数据,且野外条件恶劣,无法满足实验室条件的配备。标准的实验室分析方法受到这些条件的限制,无法在现场应急场合下发挥较好的作用。

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伏安法(Voltammetry)是一种电化学分析方法,由Jaroslav Heyrovsky创立并在1959年被授予诺贝尔奖。阳极溶出伏安法(ASV)具有仪器便于携带、测试速度快、操作简便、成本低廉等特点,有效填补了实验室方法在应急监测和水质在线监测预警中的空白。阳极溶出伏安法是一项被广泛认可和应用的重金属现场快速分析方法,相关的方法标准包括US EPA Method 7472,7063,7198,1001,ASTM Method D3557-95,D3559-95,AOAC Method 982.23,974.13,979.17,986.15,NIOSH Method 7701,DIN 38 406等。

 

佳谱仪器便携式水质重金属快速检测仪阳极溶出伏安法重金属检测技术的先行者,结合国家标准方法---光度比色法,可应用于现场应急检测(如水环境污染事故应急监测),也可应用于实验室的重金属检测和分析,目前的主要客户群体是环保局、水务局、监测站、自来水公司和疾控中心等,可应用于地表水、地下水、海水、工业废水和饮用水或其他环境水体的监测。 


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主要技术参数:


         项目

主要技术参数

测量参数

铜、镉、铅、锌、砷、汞、铊、锰、锑、镍等十余种重金属参数(可拓展测量更多参数)

检测范围

溶出伏安法:0.1μg/L~几十mg/L

比色法:0.01mg/L~5mg/L(已开发铜、铬、镍、铅、锌、铁、钴、锰等)

注:不同元素检测范围略有差异

重复性

RSD≤2%(以Cd 50μg/L计)

示值误差

±10%

检出限

≤0.5μg/L


仪器特点



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应用案例


应用案例:地表水现场实际测试

水样基体:取某河道岸边实际水样若干

测试方法:取实际水样作为基体,分别添加一定量的铅、镉、汞、六价铬标准液(每种金属离子配制浓度为50ug/L),用仪器ASV(阳极溶出,对应测量铅、镉、汞)模块和比色模块(对应测量六价铬)分别测量,对实际水样进行加标回收率测试。


序号

测试项目

YSHM-200M加标50ug/L测量结果

加标

加标

回收值

加标回收率(%

1

0.02

50.3

50.2

100.4

2

0.05

49.6

49.5

99.0

3

69.6

122.5

52.9

105.8

4

0.17

48.9

48.7

97.4

5

六价铬

0.03

49.8

49.7

99.4

对以上加标样(100ug/L)分别用等离子体质谱法测定铅、镉,火焰原子吸收法测锌,原子荧光法测定汞,分光光度计法测定六价铬,测定结果如下:


序号

测试项目

YSHM-200M仪器

实验室仪器

回收值

加标回收率%

回收值

加标回收率(%

1

101.3

101.3

101.5

101.5

2

98.8

98.8

99.2

99.2

3

100.5

100.5

98.8

98.8

4

96.9

96.9

104.0

104.0

5

六价铬

98.5

98.5

102.8

102.8

结论:便携式水质重金属分析仪具备体积小巧、携带方便、前处理简单、检出限低、检测精度高,且检测速度快的特点,测试结果与实验室仪器方法具有很好的相关性,可很方便地便携用于户外现场环境应急监测。

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近年来,我国政府和环保部门高度重视重金属污染的监测和防治工作,并出台了一系列的推动政策。生态环境部在2020年6月发布的《生态环境监测规划纲要(2020-2035年)》中指出,“十四五”期间,根据水环境管理需要,进一步拓展自动监测指标和覆盖范围,国家层面逐步建立国控断面9+N自动监测能力,其中N就包括了重金属指标。同时,为了加强生态环境应急监测能力,保障生态环境安全,各级生态环境部门正在加快应急监测能力的建设,便携式重金属分析仪就是完善应急监测设备中重要的一项。


在测试方法标准方面,中国环境监测总站已经开始了一系列环境现场快速监测方法标准的制定,其中就包括了《水质 锌、镉、铅、铜的测定 现场快速监测阳极溶出伏安法》,这一标准的制定将填补以往重金属测试标准中现场快速监测方法的空白,并为伏安法在应急监测中的应用提供规范性的技术指导。我们预计在未来“十四五”期间的的水质重金属监测市场中,对以阳极溶出伏安法为代表的现场快速测试产品的需求将会有较大的提升,便携和在线快速分析仪将和传统的实验室仪器相互补充,在各自具有优势的领域发挥作用。水质重金属监测是一个充满了机遇和挑战的市场,佳谱仪器将继续在这一产品线加大研发投入,进一步提升产品的检测能力、易用性和精确度,带给用户最佳的使用体验。






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