生活饮用水理化检测方法研究进展

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【关键词】 生活饮用水；污染；人类健康；检测方法

作为人类生存的基本需求，水直接维系着人类的生存。在我国，部分城市饮用水水质因受到多种污染，饮用水安全受到越来越严重的威胁，目前我国70%以上的河流湖泊遭受不同程度的污染，水质的恶化严重威胁着人类的健康。为保证饮水安全，我国参考全球具有国际权威性、代表性的饮用水标准：WHO的《饮用水水质准则》、欧盟（EC）的《饮用水水质指令》以及美国环保局（USEPA）的《国家饮用水标准》，颁布实施了我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749―2006），规定指标由原标准的35项增至106项，新标准大幅度提高生活饮用水卫生标准的指标数量特别是有机物指标数量。针对标准要求，各地疾控部门根据实际情况，建立了多种理化检测方法，严格控制饮用水水质，保障人们饮水安全。本文就近年来文献报道的多种检测方法进行简要综述。

1 饮用水的检测指标类别[1]

根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749―2006），检测指标主要可以分为常规指标和非常规指标，按照物质性质主要包括金属指标、无机非金属指标和有机物指标。

2 主要检测分析方法

饮用水中各项指标的检测分析，主要采用仪器分析方法。常见的主要理化检测方法如下。

2.1 金属离子的检测与分析 根据GB5749―2006，共需检测铁、铜、铅、钼、钡、锑、铊等共19种金属元素。常用的金属元素测得方法主要有：原子吸收法（AAS）；原子荧光法（AFS）；电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）等。

2.1.1 原子吸收法（AAS）[2] 原子吸收光谱分析仪器的原理是通过火焰、石墨炉等将待测元素在高温或者化学反应作用下变成原子蒸汽，由光源灯辐射出待测元素的特征光，在通过待测元素的原子蒸汽时发生光谱吸收，透射光的强度与被测元素浓度成反比，经仪器的光学元件将这些光电信号进行转换，最终显示待测样品中各种微量、超微量的金属、类金属元素的含量或者浓度。该方法可以对70种以上的元素进行分析测定，具有检出限低（火焰原子吸收法检出限10-9g/mL，石墨炉原子吸收法检出限10-10-14g/mL），准确度高（火焰原子吸收法的相对误差约1%，石墨炉原子吸收法的相对误差约3-5%），并且有较好的选择性，一般情况下，共存元素对被测元素不产生干扰。

石墨炉原子吸收法在测定生活饮用水中金属元素上得到了越来越广泛的应用[3-4]。具有样品处理简单、快速、准确、选择性高且试样用量少等优点；并可以通过改进基体试剂的办法，如以铑-柠檬酸作为基体改进剂，可以达到消除干扰，提高灵敏度的目的[5]；于洋等报道采用石墨炉原子吸收光谱法测定生活饮用水中铊，其测定结果的精密度、回收率、线性关系和重现性等指标良好[6]。因此，原子吸收分光光度法在饮用水监测中，应用最为普遍。

2.1.2 原子荧光法 原子荧光法原理是利用基态原子吸收具有特征波长的光源辐射后，被激发到高能态，然后去激发某一基态而发射出特征波长的原子荧光，这是一种光致发光，当激发光停止照射，荧光也不再发射。原子荧光测定是通过待测元素的原子蒸汽在辐射能激发下产生的荧光发射强度，从而确定待测元素含量的方法。原子荧光技术是二十世纪九十年展起来的新技术，是我国自主开发研究的检验技术，在国际上处于领先水平，可应用于某些采用等离子体原子发射光谱法分析效果不理想的过渡元素和熔点比较低的元素分析。例如砷、硒、锗、锡、汞、铋等，其特点是谱线简单，干扰少；灵敏度较原子吸收法高，检出限低，分析校准曲线线性范围宽（可达3-5个数量级）；仪器价格低廉的优点，目前已被广泛地应用于环境、食品等检测领域。

王林[7]等报道，采用原子荧光光度计同时测定饮用水中的砷、硒，砷的线性范围为0-10μg・L-1；测定硒的线性范围为1-1μg・L-1，砷、硒的检出限分别为0.03μg・L-1、0.003μg・L-1；邓静仪[8]等报道，采用原子荧光光谱法测定水中金属镉，其最低检测限为0.0008μg・L-1，线性范围为0.5-10μg・L-1，可适用于基层单位对生活饮用水及其水源水中镉的迅速测定。

2.1.3 电感耦合等离子体质谱技术（ICP-MS）检测饮用水 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术，是20世纪80年展起来的无机元素和同位素分析测试技术，它以独特的接口技术将电感耦合等离子体的高温电离特性与质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种高灵敏度的分析技术，该技术的特点：可以分析几乎地球上的所有元素，且灵敏度高，测定精密度可到0.1%；速度快，可在几分钟内完成几十个元素的定量测定；谱线简单，干扰相对于光谱技术要少；线性范围可达7-9个数量级；检出限可以达到0.01-10ppm；样品的制备和引入相对于其他质谱技术简单；既可用于元素分析，还可进行同位素组成的快速测定。ICP-MS技术，基本可以取代传统的原子吸收与原子荧光法等检测技术，现已被广泛用于环境、医学、冶金等几乎各个技术领域[9]。

对于饮用水的检测，某些元素的检出限非常低，而同时另一些元素如K，Na等元素的浓度却非常高，而对同一样品中高低浓度差别很大的元素同时进行测定是其他分析技术无法做到的，而ICP-MS能同时准确测定低至0.05ppb以下的元素（例如汞）及高至1000ppm的Na和Ca，此外，ICP-MS还能消除等离子体和接口区产生的对Fe，As，se，cu，V及其他元素的常见干扰。张宁霞报道，采用ICP-MS检测了饮用水及水源中的26种元素，其线性范围达到了9个数量级，并与GFAAS、ICP-OES等方法进行了比较研究，使用的Agilent7700X系列使用的是四级杆质谱检测器，测量范围是2amu-260amn，可以测量所有的元素和同位素，ICP-MS最适合饮用水的多种元素分析，但其缺点是仪器价格昂贵[10]。