水环境污染与水质分析

水与空气是人类最重要的自然资源，而工业文明给这两者带来的污染也是目前人类所面临的最大危机。近年来，保护环境、实现可持续发展，已成为全世界的共识，各国政府及民间组织均通过各种环境保护法规，提出了严格的环境监测与控制要求。

从环境分析的角度来看，水环境的分析与监测比相应的空气监测更为繁琐而困难。这主要是因为水样品种类的多元性以及水样品物理化学组成的复杂性。环境水样大致可分为淡水、海水、工业废水与生活污水四大类。每一类按其来源、组成与污染程度的不同，又可细分为许多种。淡水包括地表的河水、湖水、空气中的雨雪水及地下水;海水包括近岸海水、大洋海水、表层海水、深层海水;工业污水则因其工业种类、生产工艺、污水处理深度、排放条件的不同，而有各种类别。这些不同种类的水样中，污染物又常以各种不同的物理状态存在，包括水溶态、胶体粒子、固体悬浮物、沉积物、可挥发物及存在于水固两相平衡的淤泥 状态等。

除了元素浓度的差异，水样的基体也包含复杂而各不相同的多种成分，而其中微量元素污染物的含量往往很低，这些特点均对分析方法提出了不同的要求，促进了分析技术的发展。另一方面，仪器的发展与分析技术在近年来的迅速进步，也经常在环境科学上扮演先驱者的角色。由于现代分析仪器的高灵敏度、低检测限、高精度与高通量，使许多以往检测不到的污染物 目 前 均 能 准 确 地 进 行 定 性 与 定 量 分 析。另 外，ICPMS 与 HPLC(高效液相色谱)、HPSEC(高效尺寸排阻色谱)或 GC(气相色谱)在线耦合的联用技术，更能进一步分析元素在环境中存在的化学形态。这对研究了解污染物的迁移与归宿及生态效应具有极为重22要的意义。除了水体组成的复杂性，取样的代表性也是水环境分析的重要课题。与空气相比，水中物质的扩散与混合非常缓慢，所以水样中污染物的组成与浓度由于自然或人为环境的不同，而有极大的差异。以海水为例，海水中金属元素的平均浓度很低，但在近岸，海湾等海域由于大量生活污水及工业污水的排入，金属元素浓度比一般大洋海水可高出一到两个数量级以上。河水中金属元素浓度也因其所在位置而显示出极大的差异。

以河水为，比较了在不同地域与不同季节时其水环境要素与污染物浓度的差异。在人口稀少的郊野，河水与湖水中金属一般低于几μg/L，但流经城市后，由于污染，其含量可达几十μg/L甚至几百μg/L。污染物浓度也因季节而有很大变化，雨季时由于被冲刷的地面污染物流到河水中，金属与其他污染物都较旱季高出很多。