關于海水中重金屬監測方法研究及治理技術探索

張臨

摘要：監測原理、研究現狀進行分析，進一步探究測定與治理海水中重金屬的有效技術與方法。

關鍵詞：海水;重金屬監測;方法;治理技術

中圖分類號：X830.2 ? ?文獻標識碼：A

重金屬在天然海水中含量很低，基本不會危害到海洋生物的正常生存。但是伴隨重工業發展以及大量含有重金屬的污染物被排放到大海中，就導致海水中的重金屬含量不斷提高，當這些重金屬被浮游生物以及海洋植物吸收后，就會進入到生物鏈中，最終危害到人類自身的健康。所以在海洋事業的發展中，仍需采取有力的方法監測與治理海洋中的重金屬污染物。

1.針對海水中重金屬的常見監測方法

1.1 原子熒光法

原子熒光法現階段在海洋重金屬監測中已經得到了非常廣泛的應用，原子熒光法發展到今天已經成為了技術最完善、監測靈敏度最高、監測抗干擾性能最佳的重金屬監測方法之一。原子熒光法的原理主要是基態原子在吸收特定頻率的輻射后被激發至高能態，而在其返回低能態的過程中會以光輻射的形式發射出特殊波長的熒光，工作人員就可以結合其這一特性，依據熒光的強度來判斷監測樣品中重金屬的含量[1]。目前該監測技術主要用于汞、砷兩種海洋中常見的重金屬監測中，具有較好的監測效果。當然，該監測方法也存在一定的局限性，由于應用范圍較窄，且對操作技術的要求比較高，就導致現階段的原子熒光法通常只能用于局部地區的重金屬監測中。

1.2 原子吸收光譜法

從原子吸收光譜法的工作原理上來看，其主要是利用蒸汽中待測元素的基態原子對共振輻射的吸收力度的差異，促使工作人員能夠通過其吸收力度對監測樣品中重金屬的含量進行判斷。在目前的海水重金屬元素監測中，原子吸收光譜法主要用于監測定痕量以及超痕量的元素監測中。另外，原子吸收光譜法還具有較強的抗干擾能力，監測結果的準確性與操作方式的簡潔性也都成為了該技術不可忽略的優勢，這也就促使原子吸收光譜法在海水中重金屬含量的監測中發揮了不可或缺的重要作用。不過在實際使用中，較高的成本價也在一定程度上限制了該技術的大范圍推廣。

1.3陽極溶出伏安法

從工作原理方面來看，陽極溶出伏安法主要是將還原電勢施加于工作電極，從而在電極電勢超過所需監測金屬的離子析出電勢時，促使海水中被監測的金屬離子能夠被還原到工作電極表面，如此一來就可以通過與相同條件下的海水作對比以及對電流峰高的計算得到海水中的重金屬含量。該技術曾被廣泛應用于對汞、砷、鉛等重金屬的監測，但隨著近年來科技的不斷更新發展，加上其檢出限較低的限制，該技術目前已經較少應用了。

1.4在線稀釋、預富集ICP-MS法

在線稀釋、預富集ICP-MS法適用于大洋、近海、河口、咸淡水混合區域的海水水質監測，包括在線稀釋和在線預濃縮兩種模式，在線稀釋模式適用于分析海水中的Cr，在線鰲合預濃縮模式適用于海水中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni，海水樣品經過鰲合柱，將重金屬直接富集在鰲合柱上，通過緩沖溶液和純水沖洗鰲合柱去除海水中鹽分基體干擾，通過在線稀釋和在線預濃縮兩種模式，快速測定海水中痕量重金屬的含量。本方法可實現自動基體匹配、自動樣品及標準系列稀釋，自動化程度高，操作便捷，且方法準確度、靈敏度、精密度以及加標回收率等均能滿足日常海水重金屬分析要求。

2.針對海水中重金屬污染的治理技術分析

2.1 物理技術

物理方法在海水中重金屬污染的治理中比較常見，應用物理技術手段能夠在不改變海水中重金屬化學形態的條件下通過吸附、分離、濃縮等形式加以治理，常用到的方法主要包含吸附法、離子交換法、萃取法等。首先是吸附法，吸附法是去除重金屬離子最為經濟的技術手段，同時也是效果最為顯著的技術手段之一。關于吸附材料的選取，在實際操作中有很多天然材料都能夠作為吸附材料使用，但是一些容易獲得的天然吸附材料在實際應用中會存在吸附性能以及可再生性欠缺的問題。因而現階段吸附海水中重金屬離子的過程中通常會采用合成高分子進行吸附，極大的提升了吸附效率。

其次是萃取法，這是凈化分離物質最常見的技術手段之一。在傳統的萃取過程中，通常會用到具有毒性的有機溶劑，容易出現溶劑殘余或反萃處理等問題，

其三是離子交換法，這是治理重金屬廢水最主要的方法之一，在以往的使用中，該方法存在不易再生且價格昂貴等缺點，而在科技的不斷發展中，研究人員將對pH非常敏感的聚合物作為離子交換材料，借助電解作用改變pH，從而實現了離子交換材料的再生，進一步優化了離子交換技術[3]。在實際使用中，萃取法存在大量溶劑流失并不適合大范圍應用于海水中重金屬的治理;吸附法與離子交換法雖然適用，但成本較高，也有一定的局限性。

2.2 化學技術

借助化學反應的形式去除海水中的重金屬也是目前非常常見的治理技術手段之一。在現階段的治理中，化學沉淀法、電解法、氧化還原法等化學技術都是應用比較廣泛的技術手段。其中沉淀法在重金屬污染治理中的應用最為普遍，但在實際應用中，沉淀法處理周期比較長，存在沉渣，目前來說更適合應用于應急處理的海域。另外氧化還原法比較容易出現二次污染;電解法耗電量比較大，適用于小量高濃度廢水處理中。綜合來說，化學處理法還存在一定的缺陷，需要進一步探索更為高效、高質的處理技術。

2.3生物技術

利用生物技術治理重金屬污染的主要機理就是借助海水中微生物（或海洋植物）通過自身的吸收、積累，從而達到去除重金屬的目的。與化學技術、物理技術相比，生物技術在處理海水中重金屬的過程中成本相對更低、易于管理，且效率也比較高，出現二次污染的可能性非常小。雖然目前我國關于生物治理海水的技術研究還處于初級階段，但顯著的優勢已經決定了其廣闊的發展前景，相信在未來的應用中，生物處理技術將能夠發揮重要的作用。

2.4 膜分離技術

膜分離技術主要是借助一種特殊的半透膜，通過在外界施加壓力以達到在不改變溶液中化學形態的前提下分離溶劑和溶質的技術手段。在運用這一技術手段對含有重金屬離子的廢水進行處理的過程中，操作手法相對簡便、成本較低，同時也具有節能、高效的優點，唯一的缺點就是會受到膜的壽命與膜污染影響。但是伴隨近年來對膜材料性能的不斷改善與加強，在現階段的應用中工藝相對來說已經逐步趨于成熟，通過科學的運用膜分離技術在海水重金屬的治理過程中，將能夠發揮非常重要的作用。

總結

綜上，隨著近年來科學技術手段的不斷發展，在監測海水中重金屬含量以及治理重金屬等方面都取得了一定的成果，但是海水治理并不是朝夕的工作，面對幾種監測、治理方法中存在的缺陷與漏洞，還需要相關研究人員不斷加以優化和完善，從而探索更為有效的監測與治理海水中重金屬的方法。

參考文獻

[1]張婷， 劉爽， 宋玉梅，等. 柘林灣海水養殖區底泥中重金屬生物有效性及生態風險評價[J]. 環境科學學報， 2019， 39（03）：60-69.

[2]謝文琦， 楊玉峰， 梁浩亮，等. 惠州海水重金屬污染特征及生態風險評估[J]. 海洋開發與管理， 2018， 035（007）：83-87.

[3]崔文文， 王習著， 王小飛，等. 水中重金屬砷監測方法的等效的判定[J]. 綠色科技， 2018（20）：99-100.