关于生活饮用水中金属元素检测方法分析及质量控制探讨

关于生活饮用水中金属元素检测方法分析及质量控制探讨

尹航

乌鲁木齐水业投资发展集团有限公司水质监测中心 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：随着工业化和城市化的快速发展，生活饮用水的金属污染问题日益引起全球关注。特别是重金属如铅、汞、砷等的存在，对人体健康构成了严重威胁。监测和控制饮用水中金属元素的含量是保障公众健康的关键措施之一。为此，科学有效的检测方法和严格的质量控制策略显得尤为重要。本文综合分析了当前生活饮用水中金属元素的检测方法，同时还详细讨论了确保检测准确性和可靠性所必需的质量控制措施。

关键词：生活饮用水；金属元素；检测方法；质量控制

引言：金属元素如铅、镉、汞及砷等由于其毒性和在环境中的持久性，一旦进入饮用水系统，便可能对人体健康造成长期的负面影响，包括但不限于影响儿童的智力发展、增加成人的慢性疾病风险等。在这种背景下，对生活饮用水中金属元素的监测显得尤为重要。有效的监测不仅可以评估水质安全状况，提供数据支持以制定相应的水处理和净化策略，还可以为制定相关的环境政策和公共健康指导提供科学依据。因此，探讨和优化金属元素的检测方法以及相应的质量控制措施，对于提高饮用水安全保障水平具有重要意义。

一、生活饮用水中金属元素检测方法

（一）原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是一种广泛应用于检测生活饮用水中金属元素的分析技术，特别适合于测定如铅、铜、锌等常见金属的含量。该方法的基本原理是利用金属原子在高温火焰或石墨炉中被加热蒸发后，能够吸收特定波长的光线。通过测量这种光的吸收程度，可以准确地推算出水样中金属的浓度。这种技术不仅提供了较高的灵敏度，而且具有较好的选择性和重复性，使其成为评估饮用水安全的重要手段。在操作过程中，样品首先被引入到火焰或石墨炉中，在高温作用下，样品中的金属元素转化为自由原子的状态。此时，特定波长的光被引导通过这些原子蒸汽，金属原子吸收光的强度随元素浓度的增加而增加。通过与标准样品的对比，可以得到待测样品中金属元素的精确含量。这一技术的高准确性和可操作性使其在环境监测和公共健康领域得到了广泛的应用。尽管设备成本和维护相对较高，原子吸收光谱法仍是当今用于监测和保障饮用水质量的核心技术之一。

（二）原子荧光法

原子荧光光谱法是一种高灵敏度的检测技术，专门用于分析饮用水中痕量金属元素，如汞、硒和砷等。这种方法通过激发样品中的金属原子使其发光，并测量该荧光的强度来定量元素的含量。在操作中，样品先被原子化，通常在高温条件下，使得金属原子进入激发状态后发射特有的荧光。这些荧光具有特定的波长，其强度与样品中对应金属的浓度成正比，通过精确测量这些荧光的光强，可以直接推断出金属元素的含量。原子荧光光谱法的优势在于其超高的灵敏度和较低的检测限，使其成为检测饮用水中极低浓度金属元素的理想选择。此外，该方法相对于其他光谱技术而言，可以在没有复杂样品处理的情况下直接进行快速检测，极大地提高了检测效率。虽然这种技术对设备的要求较高，且可能需要特定的化学试剂来增强荧光信号，但它在环境监测和公共健康评估领域提供了一种非常可靠和有效的检测手段。

（三）ICP-MS法

感应耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是一种先进的分析技术，被广泛用于测定饮用水中的金属元素和痕量元素。在这一技术中，样品首先被引入到高温的等离子体中，其中的金属元素迅速被电离。这些电离后的离子被传输到质谱仪，按照质量/电荷比进行分离和检测，从而实现对元素种类和含量的精确分析。ICP-MS的强大之处在于它的高灵敏度和极低的检测限，使其能够检测到水样中的极微量元素，同时具备高吞吐量和多元素同时分析的能力。通过ICP-MS技术，可以快速获得大量元素的准确测定结果，这对于监控和保障饮用水安全尤为重要。虽然ICP-MS设备的成本相对较高，且操作和维护需要专业知识，但其在环境分析和公共健康领域的应用价值是无可替代的。

二、生活饮用水检测质量控制策略

（一）建立严格的监测标准

建立严格的监测标准是确保生活饮用水安全的核心控制策略之一。这一过程涉及根据国家和国际安全标准，详细定义饮用水中允许的微生物、化学物质和金属元素的最大含量。制定这些标准时，需要综合考虑科学研究、技术发展水平及公众健康需求，确保标准既科学合理又具有前瞻性。实施这些标准需要一个系统的方法，包括定期审查和更新标准以适应新的科学发现和技术进步。在执行监测标准的过程中，关键步骤包括使用认证的实验室和合格的技术人员进行水质测试。所有测试活动都必须遵循标准操作程序，并使用经过校准和认证的仪器来保证测试结果的准确性。此外，监测计划应全面覆盖各种可能的污染源，包括工业排放、农业活动和市政供水系统等，以全方位评估饮用水的安全状况。

（二）采用多种检测技术

采用多种检测技术是提高生活饮用水安全监测效果的关键策略，这种方法允许我们从多个角度综合评估水质。通过结合使用不同的检测技术，如原子吸收光谱法、感应耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和原子荧光光谱法等，可以有效地检测和分析水中的各种金属元素及其他化学物质。每种技术都有其特定的优势和应用范围，例如，ICP-MS在痕量元素分析中具有极高的灵敏度，而原子吸收光谱法适用于浓度较高的元素检测。实施这一策略时，关键在于选择合适的技术组合来针对具体的水质问题进行分析。这需要专业团队根据水源的特定污染情况来制定测试计划，并对所选技术进行适当的调整和优化。例如，针对工业区附近的水源，可能需要加强对重金属和有机污染物的监测，而农业区则需重点关注农药和肥料残留。除了技术的多样性，还需确保检测工作的连续性和系统性，定期对监测设备进行校准和维护，保证数据的准确性和可靠性。

（三）消除各种误差

在生活饮用水检测中，消除各种误差是确保数据准确性和可靠性的重要控制策略。为达到这一目标，必须从标准化操作程序、设备维护和数据分析三个方面着手。首先，建立和实施标准化的采样和测试流程至关重要，确保每个步骤按照规定准确执行，从采样到样品处理，再到最终的分析检测，每个阶段都应严格遵守操作规范。同时定期对所有检测设备进行校准和维护是消除设备误差的关键措施，这包括对仪器的性能进行定期检查，确保其工作状态良好，并根据制造商的指导方针进行必要的调整。使用高质量的试剂和标准物质对仪器进行校准，可以有效降低由仪器老化或环境变化引起的偏差。在数据处理阶段，采用先进的统计方法来分析数据，能够帮助识别和校正可能的异常值或偏差。通过实施这些措施，可以显著提高饮用水检测的精确度和可信度，确保每一次测量都可靠反映水质的真实状况，进而为水质安全保障提供坚实的数据支持。这种综合的误差控制策略，是提高饮用水检测质量的基石，对保护公共健康至关重要。

三、结语：

综上所述，随着科技的进步和环境保护意识的提高，对饮用水中金属元素的检测和控制已成为全球公共卫生管理的一个重要组成部分。通过对当前主流检测技术的分析，我们认识到，虽然现有方法各有优势，但也存在着需要进一步解决的技术和应用挑战。有效的质量控制策略，如制定严格的监测标准、采用先进的设备和技术、以及实施全面的数据管理和分析，对提高检测的精确性和准确性至关重要。这不仅有助于及时发现潜在的水质问题，还能有效指导公共健康决策和水质改善措施。

参考文献：

[1]石叹叹.关于生活饮用水中金属元素检测方法分析及质量控制探讨[J].食品安全导刊,2021(03):63-64.

[2]李凤,刘万年,马建敏.建立同时测定生活饮用水中5种消毒副产物的离子色谱方法[J].现代疾病预防控制,2024,35(03):184-188+207.