浅谈“重金属水污染现状及监测进展”

       在经济飞速发展的今天，以环境换取经济效益带来的负面影响逐渐突显，重金属对环境的污染以及对环境和人类的影响，极为突出。重金属污染对人体的危害主要是“三致”，致癌、致疾、致突变，途径一般是通过生物链和生物富集作用，最终进入人体。
       重金属污染一般分为三类：
       1) 土壤污染：具有明显的区域性，易控制；
       2) 水体污染：具有非常强的扩散性，难控制；
       3) 大气污染：具有非常强的扩散性，但扩散范围有限，易控制。
       其中，水体污染是重金属污染最严重、最难控制，也是对环境和人体危害最大的一种重金属污染。

重金属水污染现状
       近几年的重金属污染事故频发，仅发生的镉污染事件，就有2005年的广东北江韶关段镉严重超标事件，2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故，2009年的湖南省浏阳市镉污染事件。
至于其它重金属污染事件，仅“血铅超标”事件，就已涉及陕西、安徽、河南、湖南、福建、广东、四川、湖南、江苏、山东等省。
       国家环保部数据显示，2009年重金属污染事件致使4035人血铅超标、182人镉超标，引发32起群体性事件。
       水质重金属的治理和监测，刻不容缓。

重金属水污染在线监测政策
       环境监测的主要任务是及时、准确、全面地获取环境监测数据，客观反映环境质量状况和变化趋势，及时跟踪污染源变化情况，准确预警各类潜在的环境问题，及时响应突发环境事件。
       《重金属污染综合防治“十二五”规划》指出，采矿、冶炼、铅蓄电池、皮革及其制品、化学原料及其制品五大行业成为重金属污染防治的重点行业，“未来5年，中央财政将以百亿元为单位增加对重金属污染防治的投资”。
       《规划》列出了内蒙古、江苏、浙江、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、云南、陕西、甘肃、青海等全国14个重金属污染综合防治重点省区和138个重点防治区域。未来5年，国家计划投入750亿元，开展重金属污染综合防治，重点防治区域将得到国家项目资金的重点支持。
       《规划》要求：到 2015 年，重点区域铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放，比 2007 年削减 15%；非重点区域的重点重金属污染排放量不超过 2007 年的水平。并首次提出重金属总量控制的目标，这意味着重金属污染防治将采取总量控制与浓度控制相结合的思路。据悉，此次国家总量控制的重金属主要有五种，即汞、铬、镉、铅和类金属砷。

水中重金属在线监测的技术进展
       市场的需求，政策的指导，必将推动重金属在线监测仪器市场的革新与进步，并逐步趋于规范化、标准化、产业化。重金属在线监测仪发展进步的有以下三个方面：
       一、检测技术的进步
       新情况对水环境重金属污染的检测提出了新的挑战与要求，会衍生更多更简便、更准确、更稳定的检测方法。
       从目前的检测技术看, ICP - MS 优点众多, 在环境监测领域, ISO 等国际组织和发达国家(如美国) 在20 世纪就先后制定相应利用ICP - MS技术的标准或技术规范。
       由于新型电化学传感器在阳极溶出伏安法中的应用降低了仪器的检测限, 并且可以进行便携式的野外现场监测, 美国EPA 将其列为标准检测方法。
       激光诱导击穿光谱法由于灵敏度高, 可进行多元检测, 近年来也得到广泛的应用。
       酶抑制法、免疫分析法、生物传感器等新的重金属检测方法, 随着检测技术的成熟也必将在水环境重金属检测中发挥重要作用。
       二、更成熟可靠的自动化控制技术
       重金属的实验室检测较为繁琐，要求定量准确，使用的试剂品种多而且大部分试剂含有剧毒成分。特别是地表水体中重金属的痕量分析更加困难，即便是有经验的实验员也不能百分之百做到精准测量。在线式重金属分析仪器要做到和实验室同等或更好的效果就要求仪器更精细、更准确、更稳定。
       安控科技成功的将自行研发的Super系列RTU应用到重金属水质监测仪器中，极大的提高了仪器的适用性和准确性。其特点如下：
       控制性能更强：在线式分析仪器需要具有无人值守、全自动分析、故障自诊断并自动恢复等功能，这就需要仪器拥有一颗智慧的大脑，Super E系列 RTU正是这样一颗智慧的大脑。它采用32位ARM高性能低功耗微处理器，配以128M内存，可执行C语言、梯形图等程序，完全可替代人在现场进行监控，减少了人工需求，而且避免了人接触含毒药剂带来的风险。
       计量更精确：重金属的分析要求对样品和试剂的计量非常精确，我们采用计量管加光电计量的方式。光电传感器模拟了人眼判断液位的过程，但避免了角度、光线和个人差异带来的误差，光电传感器的信号被RTU接收并识别可准确对试剂量进行计量，而且一致性要优于人工计量。
       分析更准确：重金属分析仪采用比色法对水体中重金属进行定量分析，单色光通过水体被水体中特定物质吸收，衰减后的光线被光电二极管接收产生微电流。通常重金属分析仪器的量程只有几毫克，电流的变化率在微安级，要识别如此小的信号对放大电路的要求非常高，Super E系列RTU专为这类仪器集成了高精度、低零漂、低温漂、抗干扰的智能放大电路。而且电路的零点、量程都可通过人机界面设置，不需要用户进行电路板级的操作。
       通讯更灵活：RTU在工业上称为远程终端控制系统，它的通讯功能是其它PLC、单片机等工业控制器所无法比拟的。重金属分析仪一般安装在较偏远的水体附近或无人值守的站房内，人们如果想及时查看现场的数据就需要设备就有通讯功能。SuperE系列 RTU配有模拟量、RS232、RS485、Ethernet、GPRS等接口，并内置Modbus RTU、Modbus ASCII、TCP\IP、DNP3.0、环保212等协议。用户可根据实际情况灵活选择通讯方式。
       环境适应性更强：安控科技的SuperE系列 RTU在新疆、内蒙、哈萨克斯坦等极恶劣环境中有数以万计的应用，其环境适应性超过了进口产品。虽然重金属分析仪大部分安装在分析室内，环境温度通常保持在室温，但大多数水质监测站房都有相同的特点就是潮湿，特别是污染源的监测站房不但潮湿而且水汽中含有大量腐蚀性气体，设备中的精密器件由于被腐蚀而产生的故障一般很难被查清。安控在Super RTU电路表面进行了独特的防潮防腐处理，并在出厂前进行针对性的检测，完全杜绝了腐蚀给仪器带来的损害。

三、监测方案的针对性
       由于重金属污染都是很微量的，检测过程中很容易受到其他环境因素的影响，导致监测数据的不准确，就算是同一种重金属污染，可能也会因为工厂环境的不同，水质特性的不同，污染物浓度的不同，会应用到不同的监测方案。
       监测方案的针对性，即：针对不同的企业类型、污染物浓度、干扰因子等，提供具有针对性的监测方案。 在检测过程中受影响最大的就是其他重金属的干扰，比如：铁、钙、铜、锌等对铅、汞的检测，影响较大，需要在检测因子的过程中，祛除干扰因子，增加预处理或相应的掩蔽剂，以保证我们监测数据的准确性、有效性。

       综上所诉，我国的重金属污染，不管是水体、大气还是土壤都已经达到非常严重的地步，重大事故频发，受污染地区群众深受其害。但从国家环保部的十二五计划中已经显示国家对重金属污染防治的决心。
       无论是防还是治，首先都需要对污染程度和排污状况进行定量和定性分析，而独立的分析数据并不具有代表性和指导意义，所以在整个体系中，必须取得连续的有效的数据。所以在线监测分析仪器是体系中重要的手段之一。
       分析仪器最主要的指标就是准确度和稳定性，而保障这两项指标需要从检测方法、产品工艺和部件选型等几方面考虑。安控科技研发的水质监测分析仪器从这几方面入手进行技术革新，最终凭借卓越的性能和丰富的功能充分满足了环境监测领域的需求。