铅镉重金属离子在铋膜电极上的相互影响

韩彦超+卫婷+李敬等

摘要：采用原位镀铋电极的方式，以玻碳电极为工作电极，通过改变Cd2+和Pb2+的比例，考察不同Pb2+和Cd2+浓度条件下，两者同时存在时的相互影响。实验发现，Cd2+和Pb2+同时存在时，存在相互的影响，特别是对于Cd2+的检测，由于Pb2+较正的析出电位，对于Cd2+的析出有一定的辅助作用。考察了Cd2+和Pb2+单独存在时的分析性能， Pb2+沉积时间为60 s时， 在1～80 μg/L范围内呈线性关系， 检出限为0.5 μg/L； Cd2+的沉积时间为120 s，在1～25 μg/L和30～200 μg/L范围内有良好的线性关系， 检出限为 1.0 μg/L。考察了铋膜电极在不同实际水样中对Pb2+和Cd2+ 的分析，获得了较好的一致性。

1引言

金属离子镉（Cd2+）和铅（Pb2+）作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。其中Pb的毒性主要来源于其模仿功能，它可以占据细胞中Ca依赖蛋白中Ca的结合位点（如钙调节蛋白和蛋白激酶C），导致相应的生理功能不可修复[1]。接触少量的Cd2+，可以导致肾功能失调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病[2]。因此探索灵敏、快速和简单的分析方法对于精确监控Cd2+和Pb2+的含量具有重要意义。

目前， 常用的检测Cd2+和Pb2+方法主要有原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射/质谱和电化学等。阳极溶出伏安分析是最为有效的金属离子分析的电化学技术[3]。溶出分析法将预富集与电化学测量有机地结合，是一种高灵敏度的电分析技术，尤其适用于重金属离子分析。汞电极被广泛应用于溶出伏安法，但由于汞及其化合物的毒性大，污染环境，汞电极的使用越来越受到限制。近年来，许多不同膜电极材料，如铋膜[4，5]，铅膜[6]，锑膜[7]，锡膜[8]、金膜[9]和复合膜[10]等被用于重金属离子的溶出伏安分析。在众多膜材料中，铋膜电极自2000年被Wang等[4]报道以来，因为它的环境友好特性，在溶出伏安分析中，其分析性能与汞电极相当，能与多种重金属生成二元或多元合金，备受关注。目前文献中报道的Cd2+和Pb2+在Bi膜上的检测多采用同时检测，例如：王雪梅等采用同位镀铋/过氧化聚乙酰苯胺/玻碳电极溶出伏安法测定食用盐中痕量Cd2+和Pb2+[11]。本研究组利用聚苯乙烯磺酸钠/碳纳米管[12]和Nafion/石墨烯[13]修饰的玻碳电极结合同位镀铋电极实现了实际水样中Cd2+和Pb2+的测定。刘德盟等[14]利用铋微阵列电极实现了饮料中Cd2+和Pb2+的检测和分析。尽管同时检测Cd2+和Pb2+的方法较为简单，也都取得了较好的分析性能，可以一次性获取不同目标物的浓度，但是在本工作中发现当Cd2+和Pb2+两者同时存在时，会存在相互影响。特别是对于Cd2+的检测而言，Pb2+由于具有较正的析出电位，即使低浓度的Pb2+也会对Cd2+的析出有一定的影响。通过改变Cd2+和Pb2+的比例，研究了不同Pb2+和Cd2+浓度条件下的相互影响，发现Cd2+和Pb2+之间相互影响的规律。考察了Cd2+和Pb2+单独存在时的分析性能。考察了铋膜电极在不同实际水样中Pb2+和Cd2+的分析，获得了较好的一致性。

摘要：采用原位镀铋电极的方式，以玻碳电极为工作电极，通过改变Cd2+和Pb2+的比例，考察不同Pb2+和Cd2+浓度条件下，两者同时存在时的相互影响。实验发现，Cd2+和Pb2+同时存在时，存在相互的影响，特别是对于Cd2+的检测，由于Pb2+较正的析出电位，对于Cd2+的析出有一定的辅助作用。考察了Cd2+和Pb2+单独存在时的分析性能， Pb2+沉积时间为60 s时， 在1～80 μg/L范围内呈线性关系， 检出限为0.5 μg/L； Cd2+的沉积时间为120 s，在1～25 μg/L和30～200 μg/L范围内有良好的线性关系， 检出限为 1.0 μg/L。考察了铋膜电极在不同实际水样中对Pb2+和Cd2+ 的分析，获得了较好的一致性。

1引言

金属离子镉（Cd2+）和铅（Pb2+）作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。其中Pb的毒性主要来源于其模仿功能，它可以占据细胞中Ca依赖蛋白中Ca的结合位点（如钙调节蛋白和蛋白激酶C），导致相应的生理功能不可修复[1]。接触少量的Cd2+，可以导致肾功能失调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病[2]。因此探索灵敏、快速和简单的分析方法对于精确监控Cd2+和Pb2+的含量具有重要意义。

目前， 常用的检测Cd2+和Pb2+方法主要有原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射/质谱和电化学等。阳极溶出伏安分析是最为有效的金属离子分析的电化学技术[3]。溶出分析法将预富集与电化学测量有机地结合，是一种高灵敏度的电分析技术，尤其适用于重金属离子分析。汞电极被广泛应用于溶出伏安法，但由于汞及其化合物的毒性大，污染环境，汞电极的使用越来越受到限制。近年来，许多不同膜电极材料，如铋膜[4，5]，铅膜[6]，锑膜[7]，锡膜[8]、金膜[9]和复合膜[10]等被用于重金属离子的溶出伏安分析。在众多膜材料中，铋膜电极自2000年被Wang等[4]报道以来，因为它的环境友好特性，在溶出伏安分析中，其分析性能与汞电极相当，能与多种重金属生成二元或多元合金，备受关注。目前文献中报道的Cd2+和Pb2+在Bi膜上的检测多采用同时检测，例如：王雪梅等采用同位镀铋/过氧化聚乙酰苯胺/玻碳电极溶出伏安法测定食用盐中痕量Cd2+和Pb2+[11]。本研究组利用聚苯乙烯磺酸钠/碳纳米管[12]和Nafion/石墨烯[13]修饰的玻碳电极结合同位镀铋电极实现了实际水样中Cd2+和Pb2+的测定。刘德盟等[14]利用铋微阵列电极实现了饮料中Cd2+和Pb2+的检测和分析。尽管同时检测Cd2+和Pb2+的方法较为简单，也都取得了较好的分析性能，可以一次性获取不同目标物的浓度，但是在本工作中发现当Cd2+和Pb2+两者同时存在时，会存在相互影响。特别是对于Cd2+的检测而言，Pb2+由于具有较正的析出电位，即使低浓度的Pb2+也会对Cd2+的析出有一定的影响。通过改变Cd2+和Pb2+的比例，研究了不同Pb2+和Cd2+浓度条件下的相互影响，发现Cd2+和Pb2+之间相互影响的规律。考察了Cd2+和Pb2+单独存在时的分析性能。考察了铋膜电极在不同实际水样中Pb2+和Cd2+的分析，获得了较好的一致性。

摘要：采用原位镀铋电极的方式，以玻碳电极为工作电极，通过改变Cd2+和Pb2+的比例，考察不同Pb2+和Cd2+浓度条件下，两者同时存在时的相互影响。实验发现，Cd2+和Pb2+同时存在时，存在相互的影响，特别是对于Cd2+的检测，由于Pb2+较正的析出电位，对于Cd2+的析出有一定的辅助作用。考察了Cd2+和Pb2+单独存在时的分析性能， Pb2+沉积时间为60 s时， 在1～80 μg/L范围内呈线性关系， 检出限为0.5 μg/L； Cd2+的沉积时间为120 s，在1～25 μg/L和30～200 μg/L范围内有良好的线性关系， 检出限为 1.0 μg/L。考察了铋膜电极在不同实际水样中对Pb2+和Cd2+ 的分析，获得了较好的一致性。

1引言

金属离子镉（Cd2+）和铅（Pb2+）作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。其中Pb的毒性主要来源于其模仿功能，它可以占据细胞中Ca依赖蛋白中Ca的结合位点（如钙调节蛋白和蛋白激酶C），导致相应的生理功能不可修复[1]。接触少量的Cd2+，可以导致肾功能失调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病[2]。因此探索灵敏、快速和简单的分析方法对于精确监控Cd2+和Pb2+的含量具有重要意义。

目前， 常用的检测Cd2+和Pb2+方法主要有原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射/质谱和电化学等。阳极溶出伏安分析是最为有效的金属离子分析的电化学技术[3]。溶出分析法将预富集与电化学测量有机地结合，是一种高灵敏度的电分析技术，尤其适用于重金属离子分析。汞电极被广泛应用于溶出伏安法，但由于汞及其化合物的毒性大，污染环境，汞电极的使用越来越受到限制。近年来，许多不同膜电极材料，如铋膜[4，5]，铅膜[6]，锑膜[7]，锡膜[8]、金膜[9]和复合膜[10]等被用于重金属离子的溶出伏安分析。在众多膜材料中，铋膜电极自2000年被Wang等[4]报道以来，因为它的环境友好特性，在溶出伏安分析中，其分析性能与汞电极相当，能与多种重金属生成二元或多元合金，备受关注。目前文献中报道的Cd2+和Pb2+在Bi膜上的检测多采用同时检测，例如：王雪梅等采用同位镀铋/过氧化聚乙酰苯胺/玻碳电极溶出伏安法测定食用盐中痕量Cd2+和Pb2+[11]。本研究组利用聚苯乙烯磺酸钠/碳纳米管[12]和Nafion/石墨烯[13]修饰的玻碳电极结合同位镀铋电极实现了实际水样中Cd2+和Pb2+的测定。刘德盟等[14]利用铋微阵列电极实现了饮料中Cd2+和Pb2+的检测和分析。尽管同时检测Cd2+和Pb2+的方法较为简单，也都取得了较好的分析性能，可以一次性获取不同目标物的浓度，但是在本工作中发现当Cd2+和Pb2+两者同时存在时，会存在相互影响。特别是对于Cd2+的检测而言，Pb2+由于具有较正的析出电位，即使低浓度的Pb2+也会对Cd2+的析出有一定的影响。通过改变Cd2+和Pb2+的比例，研究了不同Pb2+和Cd2+浓度条件下的相互影响，发现Cd2+和Pb2+之间相互影响的规律。考察了Cd2+和Pb2+单独存在时的分析性能。考察了铋膜电极在不同实际水样中Pb2+和Cd2+的分析，获得了较好的一致性。