隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，重金屬污染也逐漸開始被人們重視起來。重金屬是指密度在4或5以上的金屬。我們既要保證工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時也不能因為發(fā)展工業(yè)而破壞了環(huán)境。本文是一篇2015年核心期刊論文發(fā)表的論文范文，主要論述了環(huán)境樣品重金屬分析中納米材料的運用。

　　【摘 要】本文首先對我國重金屬污染的現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，然后介紹了重金屬污染的來源及危害。針對不同來源的重金屬，可通過不同的納米材料(碳納米管、納米傳感器、納米氣溶膠)對環(huán)境樣品中的重金屬進(jìn)行檢測。

　　【關(guān)鍵詞】重金屬,納米材料,傳感器,氣溶膠

　　在過去的一段較長時間內(nèi)，我國的一些企業(yè)只顧著一味地追求經(jīng)濟(jì)利益最大化，卻忽視了其發(fā)展過程中對環(huán)境造成的負(fù)面影響，形成了“以環(huán)境換發(fā)展”的發(fā)展模式。有許多細(xì)小的傷害是我們用肉眼無法發(fā)現(xiàn)的，如重金屬對我們身體的傷害，長年累月的積存，才能檢測出重金屬離子的存在，等到發(fā)現(xiàn)時時卻為時已晚。

　　談及目前科學(xué)研究的熱點，我們首先想到的就是納米材料，相對應(yīng)的納米技術(shù)亦一直走在科技的前列。由于納米具有特殊結(jié)構(gòu)，因此人們將其制備成納米管、納米傳感器、納米薄膜等應(yīng)用與各種領(lǐng)域。所制備的納米材料的比表面積大、吸附性能強，因此被應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)事業(yè)，并為其做出了卓絕的貢獻(xiàn)。

　　1 重金屬污染現(xiàn)狀在國內(nèi)的表現(xiàn)

　　自2005年開始，截止2015年，重金屬污染事件頻發(fā)，一次比一次嚴(yán)重。目前，我國受鉻、砷、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬平方公頃，約占耕地總面積的五分之一。除了耕地受重金屬污染外，我國部分地區(qū)的地表水、食品等也不同程度地收到重金屬污染。近幾年，我國還相機發(fā)生了砷污染事件以及兒童血鉛超標(biāo)等事件，這些事件成為了人們關(guān)注和討論重金屬污染的導(dǎo)火索。

　　2 重金屬污染源及對人類生活的危害

　　重金屬一般以及其微量的濃度存在于我們所生活的自然界中，但由于人們的過度開采、冶煉等活動日益增多，造成了重金屬進(jìn)入大氣、水、土壤等環(huán)境介質(zhì)中，富集在植物或動物體內(nèi)，對人類健康造成嚴(yán)重威脅。重金屬來源廣泛，可以通過多種途徑進(jìn)入環(huán)境介質(zhì)，再通過和人體的皮膚接觸、呼吸等途徑進(jìn)入我們的身體，還會富集在各種環(huán)境中的植物內(nèi)，最終進(jìn)入我們的身體，對我們的身體帶來了極大的傷害。現(xiàn)如今，重金屬的來源主要分為三個方面：自然來源、農(nóng)業(yè)污染源和工業(yè)污染源。

　　2.1 水中的重金屬

　　水體中的重金屬來源廣泛，有自然狀態(tài)下進(jìn)入水體的，比如說巖石風(fēng)化、降雨侵蝕等，會給水體帶來一定的重金屬，然而這一般不會對水體造成污染。從對人體健康的角度對水體中金屬元素進(jìn)行分類：其一是人體健康必需的常量元素，如鈉、鉀、鈣、鎂和微量元素等;其二是對人體健康影響非常嚴(yán)重的金屬元素，如鉛、鎘、汞、砷等，它們對人體的健康甚至生命有著極其嚴(yán)重的危害。

　　2.2 固體污染物中的重金屬

　　重金屬進(jìn)入土壤的途徑有很多，有大氣沉降、農(nóng)業(yè)污水灌溉、化肥的使用、工業(yè)廢水廢渣和生活垃圾。重金屬污染會控制土壤微生物群落量的多少、降低土壤微生物量并，在植物系統(tǒng)中遷移，會對植物的產(chǎn)量和質(zhì)量有一定的影響，使植物的生長受到破壞，嚴(yán)重時造成植物死亡。

　　2.3 氣體中的重金屬

　　大氣中重金屬污染情況復(fù)雜，包含多種來源和途徑，例如工廠制造產(chǎn)品、汽車的尾氣排放等。由于接觸面積大以及接觸范圍廣，因此重金屬大氣污染對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的影響最大。例如，大氣中的鐵離子和錳離子催化氧化酸性氣體二氧化硫，使得大氣中的強酸性物質(zhì)濃度增加。大氣中的重金屬污染可以造成植物葉片中重金屬的富集，但重金屬污染物超過一定閾值就會導(dǎo)致植物毒害或死亡。

　　3 重金屬樣品分析中的納米技術(shù)

　　離子交換作用是碳納米管吸附重金屬離子的先決條件，其表面的官能團(tuán)或配合物也起到重要的作用。在修飾碳納米管時，可以引入大量羥基、羧基、羰基等官能團(tuán)，使之與重金屬離子表面發(fā)生配位作用，提高吸附量，或者展開碳納米管兩端和管壁上的五元環(huán)及七元環(huán)結(jié)構(gòu)缺陷，增大碳納米管的開口率和比表面積，提高分散性，吸附量隨之增加。有研究者用酸洗多壁碳納米管對鎳離子進(jìn)行吸附。結(jié)果表明：當(dāng)鎳離子的濃度為0.2mg/L時，經(jīng)HNO3氧化過的碳納米管對鎳離子的吸附量可達(dá)75mg/g。這主要是由于經(jīng)HNO3氧化過的碳納米管，不僅比表面積比原來增大了，而且表面引入了許多含氧官能團(tuán)，從而其離子交換的能力增強。

　　很久以前人們就懂得了，固體、液體或固液混合物在高熱作用下會發(fā)發(fā)。經(jīng)過科學(xué)家們的反復(fù)試驗，最終研制成了人工合成的發(fā)光化合物魯米諾的化學(xué)發(fā)光行為。隨著科技的發(fā)展，人們已經(jīng)將這種化學(xué)發(fā)光法應(yīng)用于光導(dǎo)納米纖維傳感器上，可以更容易地檢測到重金屬離子，并大大降低了檢測線。盧建忠、章竹君發(fā)展了一種全固態(tài)模式的消耗型錳離子化學(xué)發(fā)光傳感器，可以將一定量的化學(xué)發(fā)光試劑從固定化試劑上洗脫，應(yīng)用于水樣中痕量錳離子的測定(表1)。

　　碳?xì)饽�膠，是一種輕質(zhì)、多孔、納米級非晶碳材料，由于其較大的比表面積大，優(yōu)良的導(dǎo)電性以及較優(yōu)異的機械性能，很適合作電極材料。大的比表面積導(dǎo)致了碳?xì)饽�膠的孔隙量也很大，內(nèi)部大部分存在的都是空氣，使其像一種“凝固了的煙”。有人有碳?xì)饽�膠制備了一種電極，想要去除水溶液中的重金屬離子，結(jié)果證明，該裝置對氯、鉻、銨、鎘、鉛、錳、鈾等離子都有很好的去除效果。2007年，美國阿貢國家實驗室的Santanu Bag等人又合成了一種多孔硫氣凝膠。這種多孔凝膠物質(zhì)的比表面為327m2/g且具有很寬的孔徑分布。由此可見，此凝膠物質(zhì)非常適合作為重金屬離子的吸附劑。

　　4 結(jié)論

　　面對生活中日益嚴(yán)重的重金屬污染，我們必須要有所重視。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，一定會出現(xiàn)更多更方便的方法，來迅速檢測出環(huán)境中的重金屬離子，并對其進(jìn)行有效去除。

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　　工業(yè)科技論文發(fā)表期刊推薦《國土資源情報》月刊是國土資源部主管、部信息中心主辦、國內(nèi)公開發(fā)行的學(xué)術(shù)刊物。圍繞部管理工作的中心，分析資源形勢，評述科技進(jìn)展，研究管理政策，探索發(fā)展戰(zhàn)略。