環(huán)境水質(zhì)分析是指利用水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)對(duì)天然水資源進(jìn)行檢測(cè)，得到水解水的成分及各成分的比例。由于水是一種溶劑，它在自然循環(huán)過(guò)程中會(huì)不斷溶解許多其他物質(zhì)，而這些物質(zhì)就會(huì)造成水體污染。它們要么溶解在水體中，要么懸浮在水面上。受化學(xué)工業(yè)發(fā)展的影響，一些污水在排放時(shí)不同程度地?cái)y帶有鐵離子、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。水循環(huán)的全過(guò)程會(huì)給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重危害。
水中重金屬的檢測(cè)方法
01 原子光譜
??原子光譜法是微量元素分析的重要方法，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。其優(yōu)點(diǎn)是檢出限低、靈敏度高。原子吸收光譜法的特點(diǎn)是測(cè)定高濃度元素時(shí)檢測(cè)靈敏度高、分析速度快、干擾小、信號(hào)穩(wěn)定。原子吸收光譜法的缺點(diǎn)是對(duì)某一種元素的測(cè)定需要該元素的光源，同時(shí)測(cè)定多種元素仍有困難。復(fù)雜樣品測(cè)定中干擾比較嚴(yán)重，部分元素的測(cè)定靈敏度不夠。
??火焰原子吸收光譜法測(cè)定鉛的靈敏度較低，直接用于樣品中痕量鉛的測(cè)定是提高靈敏度的關(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)添加敏化劑簡(jiǎn)化了前處理，消除了Fe、Ca、Al等元素的干擾，降低了檢出限。微波消解可簡(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比較簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快，但檢出限高，因此只能應(yīng)用于含鉛量高的樣品分析。
      石墨爐原子吸收分光光度計(jì)價(jià)格昂貴，分析速度慢，但檢出限低，可分析水、食品、塑料制品等中的痕量鉛。石墨爐原子吸收分光光度法對(duì)鉛的測(cè)定靈敏度高。適用于不同樣品中鉛的測(cè)定，但由于樣品中鉛含量過(guò)低，鉛在低溫下易揮發(fā)，在實(shí)際樣品分析中基體干擾往往比較嚴(yán)重。由于基體效應(yīng)，采用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鉛時(shí)，需對(duì)樣品進(jìn)行分離富集處理。采用漂浮有機(jī)物微萃取分離富集富集樣品中的鉛，采用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鉛含量，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.4%，檢出限為0.9ngL-1，可應(yīng)用該方法自來(lái)水、井水、河水和海水的測(cè)定。
02 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)或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸光度，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。定量檢測(cè)方法的基本原理是比爾-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)便宜的檢測(cè)方法。水樣中的大部分離子可以用紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)定，檢測(cè)限可以達(dá)到很低。
03 質(zhì)譜分析
??質(zhì)譜是將待測(cè)物質(zhì)的分子轉(zhuǎn)化為帶電粒子，利用穩(wěn)定的磁場(chǎng)（或交變電場(chǎng)）將帶電粒子按質(zhì)荷比的順序分離，形成可檢測(cè)的譜圖。等離子質(zhì)譜法（ICP-MS）一般用于重金屬的檢測(cè)，將電感耦合等離子體與質(zhì)譜相結(jié)合，利用電感耦合等離子體使樣品氣化，分離出待測(cè)金屬，然后進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行測(cè)定。ICP-MS通過(guò)離子荷質(zhì)比對(duì)無(wú)機(jī)元素進(jìn)行定性和定量分析，可與高效液相色譜、氣相色譜、毛細(xì)管電泳等取樣或分離技術(shù)聯(lián)用，具有較低的檢出限高于原子吸收法。是微量元素分析領(lǐng)域的先進(jìn)方法。具有靈敏度高、精密度好、檢出限極低（可達(dá)ppt或ppq級(jí)）、分析曲線(xiàn)線(xiàn)性范圍寬、干擾小等優(yōu)點(diǎn)?？捎糜诔酝獾拇蠖鄶?shù)重金屬的測(cè)定。但其價(jià)格昂貴，易污染，推廣應(yīng)用受到限制。
04 電化學(xué)分析法
??電化學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)和在溶液中的變化來(lái)確定物質(zhì)的組成和濃度的方法。檢測(cè)重金屬的電化學(xué)分析方法主要有伏安法、極譜法和離子選擇電極法。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)，因此電化學(xué)分析的儀器儀表比較簡(jiǎn)單，易于自動(dòng)化和連續(xù)分析，是一種快速、靈敏、準(zhǔn)確的微量和痕量分析方法。
??其檢出限低10-12，儀器簡(jiǎn)單廉價(jià)。伏安法和極譜法雖然檢出限很低，但其檢測(cè)條件苛刻，儀器操作難度大，在實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)用并不廣泛。以極譜法為例，樣品消解后，鉛以離子形式存在。
在酸性介質(zhì)中，Pb2+和I-形成的2-絡(luò)離子具有電活性，在滴汞電極上產(chǎn)生還原電流。峰值電流與鉛含量呈線(xiàn)性關(guān)系，定容與標(biāo)準(zhǔn)系列比較。用示波器極譜儀記錄峰值電位-470mV處鉛的峰值電流。樣品中的鉛含量采用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法計(jì)算。極譜法檢出限為0.085mg/kg。極譜設(shè)備相對(duì)便宜，檢測(cè)速度快，操作簡(jiǎn)單，但檢出限較高，重現(xiàn)性較差。離子選擇電極法是一種通過(guò)測(cè)量電極電位來(lái)測(cè)量離子活度的電化學(xué)方法。所需設(shè)備輕便便宜，分析操作簡(jiǎn)單快速，測(cè)量線(xiàn)性范圍寬，選擇性和靈敏度高。因此可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析。尚處于開(kāi)發(fā)階段，應(yīng)用還不夠成熟，有待完善。
05 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)的高靈敏度質(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)用于生化傳感和檢測(cè)，金納米粒子的大團(tuán)簇質(zhì)量提供了高靈敏度。以石英晶體微天平為代表的質(zhì)量敏感傳感器的靈敏度物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，已有一些基于石英晶體微天平的納米金探針檢測(cè)重金屬的研究。該方法不僅具有靈敏度高、選擇性好等特點(diǎn)，而且簡(jiǎn)單、快速、成本低廉，便于現(xiàn)場(chǎng)分析，易于推廣。據(jù)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。其方法是讓金屬離子絡(luò)合吸附在修飾的QCM表面，然后加入修飾的納米金與吸附在QCM表面的重金屬離子結(jié)合形成一層夾層-QCM表面的結(jié)構(gòu)化納米復(fù)合材料。使QCM的諧振頻率明顯下降，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，具有重現(xiàn)性好、傳感器易再生等特點(diǎn)。
06 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(xiàn)處有吸收。在一定濃度范圍內(nèi)，吸收值與鉛含量成正比。樣品中的鉛含量。ICP法的檢出限可達(dá)0.1-1μg/g。ICP分析速度快，可同時(shí)快速分析多種元素，檢出限低，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)線(xiàn)性范圍寬，可達(dá)4～6個(gè)數(shù)量級(jí)，進(jìn)樣量小。
??通過(guò)與其他檢測(cè)方法相結(jié)合，檢出限可以達(dá)到更低的數(shù)量級(jí)，重復(fù)性更好。因此ICP在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、地質(zhì)冶金等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但I(xiàn)CP設(shè)備價(jià)格昂貴，制樣復(fù)雜，儀器消耗大量氬氣，不能廣泛應(yīng)用。展望工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代時(shí)代，環(huán)境保護(hù)顯得尤為重要。為科學(xué)評(píng)價(jià)和控制重金屬離子污染程度，需要對(duì)水中重金屬離子含量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分析。