文献综述
(一)课题研究的现状及发展趋势:
从环境污染方面所说的重金属,实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属,也指具有一定毒性的一般重金属,如铜、锌、镍、钴、锡等,达到一定浓度后对人体都有不同程度的伤害。
随着现代工农业的发展,重金属污染问题日趋严重,它具有隐蔽性、长期性、不可逆转性和生物累计性等特点,既可以直接进入大气、水体和土壤,造成各类环境要素的直接污染,也可以在大气、水体和土壤中相互迁移,造成各类环境要素的间接污染。由于重金属不能被微生物降解,在环境中只能发生各种形态之间的相互转化,所以,重金属污染的消除更困难,对生物引起的影响和危害也是人们密切关注的问题。
因此,重金属离子的检测显得更加重要,现在及以后,人们会对重金属离子的检测研究投入更多的精力的研究。现有的检测方法有原子吸收光谱(AAS)、紫外可见分光光度法(UV)、原子荧光法(AFS)、电化学法—阳极溶出伏安法、X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、电化学发光法(ECL)等,基本原理如下:
原子吸收光谱(AAS)是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。利用气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量,主要适用样品中微量及痕量组分分析,在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域也有广泛的应用。
紫外可见分光光度法(UV)是根据物质对紫外光和可见光选择性吸收而进行分析的方法。当光穿过被测物质溶液时,物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化,通过在不同波长处的吸光度绘制被测物质的吸收光谱。实际操作时,通常是在190~800nm波长范围内测定物质的吸光度。用于鉴别时,可通过特定波长范围内样品的光谱与对照光谱或对照品光谱进行比较,或通过确定最大吸收波长,或通过测量两个特定波长处的吸收比值来鉴别。用于定量时,在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度,并与一定浓度的对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的浓度。
原子荧光法(AFS)是指气态自由原子吸收光源的特征辐射后,原子的外层电子跃迁到较高能级,然后又跃迁返回基态或较低能级,同时发射出与原激发波长相同或不同的发射光。原子荧光是光致发光,也是二次发光,当激发光源停止照射之后,再发射过程立即停止。若原子荧光的波长与吸收线波长相同,称为共振荧光;若不同,则称为非共振荧光。原子荧光光谱还具有发射谱线简单,灵敏度高于原子吸收光谱法,线性范围较宽干扰少的特点,能够进行多元素同时测定等特点。
电化学法—阳极溶出伏安法是是将恒电位电解富集与伏安法测定相结合的一种电化学分析方法。在一定的电位下,使待测金属离子部分地还原成金属并溶入微电极或析出于电极的表面,然后向电极施加反向电压,使微电极上的金属氧化而产生氧化电流,根据氧化过程的电流一电压曲线进行分析。
X射线荧光光谱法(XRF)是利用样品对x射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的一种方法。照射原子核的X射线能量与原子核的内层电子的能量在同一数量级时,核的内层电子共振吸收射线的辐射能量后发生跃迁,而在内层电子轨道上留下一个空穴,处于高能态的外层电子跳回低能态的空穴,将过剩的能量以X射线的形式放出,所产生的X射线即为代表各元素特征的X射线荧光谱线。其能量等于原子内壳层电子的能级差,即原子特定的电子层间跃迁能量。按激发、色散和探测方法的不同,可分为X射线光谱法(波长色散)和X射线能谱法(能量色散)。
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