龍安玉 程昌澤

（貴州省黔東南苗族侗族自治州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 貴州黔東南 556000）

引言

重金屬在人們的日常生活中十分常見(jiàn)，同時(shí)還會(huì)對(duì)人們生活造成負(fù)面的影響。目前，雖然對(duì)重金屬的研究已經(jīng)趨于成熟，但是在認(rèn)知方面尚存在不同的意見(jiàn)?；诖耍疚挠兄谌藗兞私庵亟饘?，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬的有效利用。

1 影響重金屬在環(huán)境中化學(xué)形態(tài)的條件

1.1 酸堿度

環(huán)境酸堿度會(huì)對(duì)重金屬在環(huán)境中的化學(xué)形態(tài)造成一定的影響，就重金屬而言，重金屬在環(huán)境中發(fā)生溶解和沉淀作用需要?dú)溲醺x子和氫離子的支持，故兩個(gè)離子濃度直接關(guān)系到重金屬在溶液中的溶解程度，二者呈現(xiàn)出正向的關(guān)聯(lián)。不僅如此，氫離子和氫氧根離子的濃度還會(huì)影響重金屬液態(tài)和固態(tài)的占比。此外，環(huán)境介質(zhì)也會(huì)受到酸堿度的控制，酸堿度表面官能團(tuán)的質(zhì)子化進(jìn)程，會(huì)對(duì)介質(zhì)表面電荷進(jìn)行改變，這種反應(yīng)對(duì)于重金屬來(lái)說(shuō)，會(huì)打破重金屬在環(huán)境中的解吸、溶解和沉淀平衡，重金屬在環(huán)境中的化學(xué)形態(tài)也會(huì)因此而發(fā)生變化[1]。

1.2 氧化還原電位

重金屬在環(huán)境中轉(zhuǎn)變化學(xué)形態(tài)必須要借助一種物質(zhì)，這種物質(zhì)就是電子供體和受體。因此，氧化還原同樣是影響重金屬在環(huán)境中化學(xué)形態(tài)的條件之一。比如：重金屬物質(zhì)在環(huán)境氧化還原電位出現(xiàn)改變，那么氧化還原反應(yīng)就會(huì)隨之出現(xiàn)，從而影響重金屬的化學(xué)形態(tài)。與此同時(shí)，環(huán)境中還存在一些對(duì)氧化還原電位十分敏感的無(wú)機(jī)物，比如：鐵、錳等重金屬。

2 重金屬在環(huán)境中的化學(xué)形態(tài)分析方法

重金屬在環(huán)境中的化學(xué)形態(tài)容易受到多種因素的影響，主要包括氧化還原電位和酸堿度，在這些因素的影響下，重金屬的化學(xué)形態(tài)會(huì)發(fā)生改變，想要把握重金屬在不同環(huán)境條件下化學(xué)形態(tài)的變化，應(yīng)采取有效的技術(shù)手段，對(duì)其化學(xué)形態(tài)進(jìn)行判別和檢測(cè)。

2.1 化學(xué)提取-連續(xù)提取程序

化學(xué)提取是研究重金屬在環(huán)境中化學(xué)形態(tài)的重要方法，目前，這種方法被廣泛應(yīng)用于土壤和底泥中重金屬化學(xué)形態(tài)的研究之中。其技術(shù)原理為，通過(guò)提取劑的使用，在遵循特定操作步驟的前提條件下，提取蘊(yùn)藏在環(huán)境中的重金屬。并且這種方法還能對(duì)單一形態(tài)的重金屬物質(zhì)進(jìn)行提取，如果重金屬固體和液態(tài)相結(jié)合，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)固體部分的溶解和去除。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)趨于完善，且取得了良好的應(yīng)用效果，但在操作流程上尚未形成統(tǒng)一的看法，需要研究人員對(duì)其進(jìn)行完善。

2.2 電化學(xué)技術(shù)

現(xiàn)階段，電化學(xué)技術(shù)可以大致分為兩種，并且這兩種技術(shù)的技術(shù)原理存在不同，但其作用卻大致相當(dāng)。第一種技術(shù)為特定離子技術(shù)，重金屬的中存在的特定離子是技術(shù)針對(duì)對(duì)象，在確定特定離子后，對(duì)其進(jìn)行電極測(cè)定。其技術(shù)原理為：在溶液和電極膜接近平衡時(shí)，電位存在會(huì)直接影響離子濃度，然后測(cè)試電極電位，就可以對(duì)重金屬內(nèi)部自由態(tài)離子的濃度信息進(jìn)行獲取，將其作為依據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬形態(tài)的明確；第二種技術(shù)為伏安法。其技術(shù)原理為，對(duì)重金屬中通過(guò)電解池電流和電極電位的關(guān)系指示進(jìn)行利用，并基于通過(guò)電流的密度，準(zhǔn)確計(jì)算金屬的濃度，依據(jù)金屬濃度計(jì)算結(jié)果，完成對(duì)金屬化學(xué)形態(tài)的判斷[2]。

2.3 分子尺度儀器檢測(cè)技術(shù)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在此背景下，光學(xué)技術(shù)逐漸趨于成熟，在重金屬化學(xué)形態(tài)檢測(cè)中，一些先進(jìn)的光學(xué)儀器和技術(shù)被大量使用。但就重金屬而言，其在環(huán)境中容易受到多種因素的影響，因而化合物是其主要的存在形式，很少有重金屬會(huì)在環(huán)境中保持單一的化學(xué)形態(tài)，而光學(xué)儀器很難在這種條件下對(duì)重金屬化學(xué)形態(tài)進(jìn)行辨別和檢測(cè)。重金屬在環(huán)境中會(huì)在靜電引力影響下被吸附到無(wú)機(jī)礦物表面，通過(guò)物理吸附和離子交換吸附，重金屬表面會(huì)變?yōu)橐粋€(gè)混合物，而吸附物的種類直接關(guān)系到重金屬的形態(tài)。分子尺度儀器檢測(cè)技術(shù)中的同步輻射技術(shù)可以鑒別重金屬表面吸附物的類型，并從分層層次上，辨別和檢測(cè)重金屬表面聯(lián)合微觀機(jī)制的化學(xué)形態(tài)。

2.4 分級(jí)技術(shù)

分級(jí)技術(shù)同樣是研究重金屬在環(huán)境中化學(xué)形態(tài)的重要方法，這項(xiàng)技術(shù)主要研究的內(nèi)容為在相同溶解液中，重金屬不同形態(tài)所表現(xiàn)出的性質(zhì)差異。在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)判斷和檢測(cè)重金屬化學(xué)形態(tài)時(shí)，可以將重金屬化學(xué)形態(tài)不同導(dǎo)致的物化性質(zhì)差異作為依據(jù)，進(jìn)行載流的合理選擇，最終對(duì)重金屬物質(zhì)進(jìn)行分離檢測(cè)，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)色譜分析技術(shù)的使用，對(duì)重金屬在環(huán)境中的化學(xué)形態(tài)進(jìn)行深層次的分析。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，氧化還原電位和酸堿度是影響重金屬在環(huán)境中化學(xué)形態(tài)的主要條件。為實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬在環(huán)境中化學(xué)形態(tài)的準(zhǔn)確分析，建議選擇化學(xué)提取連續(xù)提取程序、電化學(xué)技術(shù)、分子尺度儀器檢測(cè)技術(shù)和分級(jí)技術(shù)等檢測(cè)技術(shù)，以保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。