基于電化學分析的重金屬離子檢測研究

徐維

【摘要】人們的生活水平和生活質量隨著社會經濟的發展得到了顯著的提高，因此人們對水環境污染問題的關注也不斷增大。出現水環境污染主要是由于工業生產過程中產生的廢水隨意排放造成的，在工業生產中的廢水中含有大量的重金屬離子，其在很大程度上威脅了生態環境和人類的身體健康，對我國可持續發展造成了嚴重的影響，因此本文主要對基于電化學分析的重金屬離子檢測進行了研究，希望能夠提供一點參考價值。

【關鍵詞】電化學;重金屬離子;檢測

在社會經濟不斷發展的前提下，人類社會的文明程度也隨之提高，人們逐漸開始重視生活的質量，對環境問題的關注也不斷提升。其中水環境污染問題十分嚴重，在人們生活和生產的用水中含有大量的重金屬離子，由于重金屬離子的不可降解性和毒性，對人體健康構成了巨大的威脅，所以對水資源進行重金屬離子檢測的工作變得非常重要，其能有效判斷出水資源中含有的重金屬離子的種類和含量，并采取有效的措施將其過濾，排出水中的重金屬離子，從而改善我國水資源重金屬離子污染的現象，也在一定程度上保證我國人們的生命安全，對我國可持續發展具有重要的意義。

1.重金屬離子污染的綜合概述

1.1重金屬離子污染的現狀

水是人類的生命之源，人們日常的生活和生產都離不開水，世界上有很多國家的水資源非常短缺，盡管那些國家制定出相關的政策針對水資源短缺的問題，但是與我國實際發展的情況存在很大的差別，因此無法有效解決我國水資源短缺的問題，加上我國社會經濟在近幾年得到了飛速的發展，各個行業的發展都十分迅猛，其中一些新型的工業發展更是需要使用大量的水資源，并排放了大量的工業廢水，導致匱乏的水資源受到了嚴重的污染，其中重金屬離子是污染水資源的重要原因之一。

1.2重金屬離子污染的危害

鉛、鎘、銅等都是重金屬離子，其具有嚴重的生物毒性，并且不可降解性極高，在環境中通過食物鏈進行富集，最終進入人體內，對人體健康造成重大威脅。因為重金屬離子進入人身體內之后，往往會與人體內的酶、蛋白質結合反應，讓人體內的細胞失去活性，不僅會讓人體內的大部分器官衰竭，而且可能還會引發更多的疾病，嚴重者可能會出現癌癥。比如在日本的一個小縣城內一些企業在河水中排放了沒有經過處理的工業廢水，而當地的人民澆灌稻谷往往使用的是當地的河水，所以導致當地很多人產生的骨痛病等癥狀，讓人體的骨骼變得畸形，無法保證人體的健康，進一步影響了國家可持續發展的目標。

2.基于電化學分析的重金屬離子檢測

2.1電化學分析檢測方法的概述

電化學分析檢測法對多種重金屬離子進行檢測主要是以重金屬離子之前發生氧化還原反應為基礎對其進行檢測。這種方法是最早發現的一種儀器分析方法，電化學分析檢測法又有三類，其中包括極譜法、伏安法以及離子選擇性電極法。其中極譜法和伏安法都是對電力-電位的關系進行研究的一種方法，其主要的區別就是使用的電極不同。離子選擇性電極法主要是對電極電位進行測量對離子的活度進行測量的一種方法，離子選擇性電極法所使用的儀器比較方便攜帶，并且價格成本低，整個分析操作相對簡單快速，能夠在檢測時在水資源現象進行檢測。

以電化學分析為基礎的重金屬離子檢測的方法的主要特點有以下幾點：靈敏度高、分析速度快、同時分離多種離子、能將非離子性的物質轉變成離子型物質。由于其優點，因此被廣泛運用與環境化學、食品化學等各種行業中，并且以電化學分析為基礎的重金屬離子檢測技術還能在生物傳感器等檢測工具上應用。

2.2基于電化學分析的重金屬離子檢測方法的發展

本文主要對重金屬檢測方面中運用QCM進行動態的發展研究。QCM的特點是具有較高的靈敏度，整個設備的體積較小，并且操作相對簡單，檢測的費用較低等，其往往在運用在檢測各種無機或者有機的小分子、離子中，其中也在重金屬檢測中得到了一定的應用。QCM對重金屬離子進行檢測主要是檢測重金屬離子在膜修飾QCM電極上的吸附程度。國外Hunte和Price學者使用QCM（具有共聚物膜修飾）對重金屬離子進行檢測，發現傳感器當中能選擇第一組過渡金屬當中的Cu2+和Ni2+;還有相關學者將QCM技術與離子色譜技術進行聯用，把QCM作為檢測器對其中存在的各種陰陽離子進行檢測。Gomas等學者認為，將流動注射分析與QCM技術相結合對無機汞進行檢測，通過優化對酸溶液的濃度、循環時間等實驗的條件，能夠在一定程度上將重金屬離子檢測儀器的靈敏度提高。并且也有相關的文獻報道當中提出了讓QCM技術與電化學裝置結合，構建出一種電化學石英微天平，盡管其檢出度不是特別理想，但是這種方法卻不用添加一些顯色劑，并且檢測的費用較低，能夠實時進行檢測，也具有一定的作用。

2.3如何提高基于電化學分析的重金屬離子檢測的準確度

根據相關學者的研究顯示，在未來的發展中，可以將納米技術與QCM傳感技術進行結合對重金屬離子進行檢測，把一些能與重金屬離子結合的物質裝飾上QCM電極和一些納米粒子，能夠在一定程度上將檢測的靈敏程度提高，讓一些非重金屬離子的干擾降低，并且還能將能與某種重金屬離子發生特殊結合的物質運用在其中，從而讓該檢測方法能對更多的重金屬離子進行檢測，具有很高的選擇性，從而讓基于電化學分析的重金屬離子檢測儀器的穩定性、靈敏度以及準確度得到保障和提高，讓重金屬檢測離子能夠將其作用最大化發揮出來，從而在一定程度上改善我國水污染的情況，進一步實現我國可持續發展的目標。

3.結束語

我國社會的發展離不開水，人們日常的生活和生產工作更是離不開水資源，然而重金屬離子對水資源的污染卻還在加劇，因此需要國家制定出相關的政策，不僅要嚴格規范各工業企業排放污水的標準，減少水污染現象的出現，并且還要加大對基于電化學分析的重金屬離子檢測的研究，進一步提高重金屬離子檢測的靈敏度，讓其作用得到最大化的發揮，并制定出相關的解決措施改善我國目前水污染的環境，讓我國可持續發展的目標得到實現。

【參考文獻】

[1]李丹. 基于電化學分析的重金屬離子檢測研究[D].太原理工大學，2018.

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