基于重金屬元素的分析方法在環(huán)境檢測中的應用

一、重金屬基本概述

重金屬污染是指重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。例如，日本的水俁病是由汞污染引起的。危害程度取決于環(huán)境、食物和生物中重金屬的濃度和化學形式。重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染上，有些是在大氣和固體廢棄物中。

重金屬z初指比重大于5的金屬(密度大于4.5g/cm3的金屬)，包括金、銀、銅、鐵、鉛等。重金屬污染不同于其他有機化合物。許多有機化合物本身可以通過物理、化學或生物的方式凈化，以消除或消除降低的危害。然而，重金屬含量豐富，在環(huán)境中難以降解。目前，由于我國重金屬的開采、冶煉和加工，鉛、汞、鎘和鈷等重金屬進入大氣、水和土壤，造成嚴重的環(huán)境污染。例如，廢水中排放的重金屬，即使?jié)舛群艿?，也會在藻類和沉積物中積累，被魚類和貝類的表面吸附，產(chǎn)生食物鏈濃度，從而造成公共危害。

二、重金屬的種類及來源及危害

1.重金屬污染的源頭

根據(jù)研究，重金屬污染源主要集中在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市。在工業(yè)上，它主要來自采礦、冶煉、加工和運輸?shù)戎饕a(chǎn)環(huán)節(jié)，由此造成的重金屬污染非常嚴重。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，污水主要來自農(nóng)田灌溉的重金屬，對土壤造成非常嚴重的污染，也會影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。城市重金屬污染源主要來自未能及時處理污泥的污水處理廠或含鉛汽油的使用等。

2.水體中的重金屬污染

（1）水體中鉛污染主要來源及危害

在水污染中，鉛污染是一種嚴重的污染物，主要是由于人為采礦和冶煉造成的鉛排放，這會污染水體。汽車廢氣和燃煤廢氣中含有一定濃度的鉛，給空氣帶來污染。空氣中的鉛會在降水中污染陸地和水域，進而威脅人類健康。在各種無量綱元素中，人體不需要鉛。鉛污染周期很長，不可降解，會阻礙血細胞的分裂，影響人體的智力發(fā)育。當人體內(nèi)出現(xiàn)過量的鉛積累時，會出現(xiàn)頭痛、失眠、疲勞、惡心、腹瀉等癥狀。鉛會隨血液流入腦組織，對大腦皮層造成損傷，導致腦血管腫脹，形成彌漫性腦損傷，對大腦發(fā)育造成巨大損害。

（2）鎘污染的主要來源及危害

鎘廣泛用于電池、染料或塑料穩(wěn)定劑。它比其他重金屬更容易被作物吸收。大量鎘通過廢氣、廢水和廢渣排放到環(huán)境中，造成污染。污染源主要是鉛鋅礦，以及有色金屬冶煉、電鍍和以鎘化合物為原料的工廠。

鎘及其化合物可以通過呼吸道和消化道進入人體。長期接觸一定劑量的鎘主要導致腎臟損傷，這表現(xiàn)在尿液中含有大量低分子量蛋白質(zhì)。由于腎小管功能受損，導致鈣、磷和維生素D代謝紊亂，進而導致骨質(zhì)疏松和骨軟化。重癥患者易發(fā)生病理性骨折，影響患者的勞動能力和生活質(zhì)量。相關流行病學研究還表明，慢性鎘中毒患者可能遭受神經(jīng)、免疫和生殖系統(tǒng)損害，以及腫瘤發(fā)病率高。

（3）汞污染的主要來源及危害

汞主要通過采礦、冶煉、冶金、制堿、制氯、塑料、電池、電子等工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢水污染水。此外，施用含汞農(nóng)藥肥料、城市垃圾、廢物焚燒等也會造成汞污染。進入自然環(huán)境。排放到大氣和土壤中的污染源z終通過降雨和降雪等自然水循環(huán)過程污染水體。金屬汞和無機汞損害人的肝臟和腎臟。有機汞毒性很強，會損害人類大腦。汞和汞化合物可以通過以下方式被人體吸收

3.土壤中的重金屬污染

（1）農(nóng)藥、化肥和塑料膜使用

每種肥料和農(nóng)藥中重金屬的種類和含量是不同的。例如，過磷酸鈣富含鋅、銅、鎘、鉛等重金屬元素，其含量高于鉀肥、氮肥和復合肥。在農(nóng)作物生產(chǎn)過程中，不當使用農(nóng)藥、農(nóng)藥或含鉛、汞、砷等肥料。會對土壤造成重金屬污染。然而，農(nóng)用塑料薄膜使用含鎘和鉛的熱穩(wěn)定劑。這意味著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過度使用農(nóng)用塑料薄膜也會對土壤產(chǎn)生重金屬污染。

（2）大氣中重金屬沉降

我們的工農(nóng)業(yè)活動、交通等。都會形成富含重金屬的有害懸浮物，從而增加大氣中的污染物。據(jù)統(tǒng)計，工礦企業(yè)附近和道路兩側空氣污染物中鉛、鎘、鉻、鋅、銅等重金屬元素含量相對較高。它們大多通過自然沉降和大氣沉降進入土壤，從而造成土壤重金屬污染。這種污染經(jīng)常表明離城市越遠，污染越低。就城市本身而言，人口越密集，工業(yè)越發(fā)達，土地利用程度越高，機動車越多，重金屬污染就越嚴重。

（3）污水灌溉

污水灌溉是指對生活、商業(yè)和工業(yè)活動產(chǎn)生的污水進行一定程度的處理后，對農(nóng)田、森林或草地的灌溉。由于缺乏水資源，我國約有1.4×104平方公里的土地被污水灌溉，土壤重金屬污染面積超過總污染面積的60%。近年來，隨著城市化和工業(yè)化進程的加快，工業(yè)廢水不斷增加，這些廢水中往往含有較多的重金屬元素。重金屬離子一旦未經(jīng)適當凈化就從工作區(qū)排出，就會通過河流進入土壤，進一步產(chǎn)生或加重土壤中的重金屬污染。

三、重金屬污染治理的方法

1.如何治理水體重金屬污染

隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷進行，水資源和環(huán)境的污染越來越嚴重。為了改善人們的生活環(huán)境，必須保護水生態(tài)和水資源，有效控制水污染，特別是水體中的重金屬污染。應加強努力更新控制方法和手段。目前，科學技術的進步導致了水體重金屬污染處理的創(chuàng)新，不僅包括法律處理、物理和化學處理，還包括生物處理。無論是化學處理方法還是物理化學處理方法，污染都是通過處理過程中的化學反應轉移的，不可避免地會對環(huán)境造成二次污染。生物處理的原理是利用生物體的新陳代謝吸收和回收水污染中的重金屬，使水中的中間濃度保持在降低，水環(huán)境得以緩慢改善和修復。與常用相比，本發(fā)明具有微生物修復和植物修復兩種模式，具有成本低、易操作、可控、效果好等特點。生物處理法在處理水體重金屬污染時不會形成二次污染，對環(huán)境的污染為降低，因此得到了越來越廣泛的推廣。

2.如何治理土壤中的重金屬污染

以下方法主要用于重金屬污染土壤的防治:

(1)生物處理方法:生物(動物、植物、微生物等)的一些習性。)用于適應、抑制和改善重金屬污染。(2)化學處理方法:在污染土壤中添加改良劑，增加土壤有機質(zhì)、待交換陽離子顆粒和粘土顆粒的含量，改變酸堿度、電導率等物理性質(zhì)，從而引起土壤中重金屬的氧化、沉淀、吸附、還原和抑制，提高降低重金屬的生物利用度。(3)農(nóng)業(yè)管理方法:即根據(jù)當?shù)厍闆r改變一些農(nóng)業(yè)管理制度，以減少重金屬的危害，并在受污染的土壤上種植不進入食物鏈的植物。(4)天然礦物發(fā):這是一種控制重金屬污染的新方法，即鐵、錳、鋁等天然礦物對重金屬的吸附和解吸、固定和釋放

結語