基于电化学分析的重金属离子检测研究

徐维

【摘要】人们的生活水平和生活质量随着社会经济的发展得到了显著的提高，因此人们对水环境污染问题的关注也不断增大。出现水环境污染主要是由于工业生产过程中产生的废水随意排放造成的，在工业生产中的废水中含有大量的重金属离子，其在很大程度上威胁了生态环境和人类的身体健康，对我国可持续发展造成了严重的影响，因此本文主要对基于电化学分析的重金属离子检测进行了研究，希望能够提供一点参考价值。

【关键词】电化学;重金属离子;检测

在社会经济不断发展的前提下，人类社会的文明程度也随之提高，人们逐渐开始重视生活的质量，对环境问题的关注也不断提升。其中水环境污染问题十分严重，在人们生活和生产的用水中含有大量的重金属离子，由于重金属离子的不可降解性和毒性，对人体健康构成了巨大的威胁，所以对水资源进行重金属离子检测的工作变得非常重要，其能有效判断出水资源中含有的重金属离子的种类和含量，并采取有效的措施将其过滤，排出水中的重金属离子，从而改善我国水资源重金属离子污染的现象，也在一定程度上保证我国人们的生命安全，对我国可持续发展具有重要的意义。

1.重金属离子污染的综合概述

1.1重金属离子污染的现状

水是人类的生命之源，人们日常的生活和生产都离不开水，世界上有很多国家的水资源非常短缺，尽管那些国家制定出相关的政策针对水资源短缺的问题，但是与我国实际发展的情况存在很大的差别，因此无法有效解决我国水资源短缺的问题，加上我国社会经济在近几年得到了飞速的发展，各个行业的发展都十分迅猛，其中一些新型的工业发展更是需要使用大量的水资源，并排放了大量的工业废水，导致匮乏的水资源受到了严重的污染，其中重金属离子是污染水资源的重要原因之一。

1.2重金属离子污染的危害

铅、镉、铜等都是重金属离子，其具有严重的生物毒性，并且不可降解性极高，在环境中通过食物链进行富集，最终进入人体内，对人体健康造成重大威胁。因为重金属离子进入人身体内之后，往往会与人体内的酶、蛋白质结合反应，让人体内的细胞失去活性，不仅会让人体内的大部分器官衰竭，而且可能还会引发更多的疾病，严重者可能会出现癌症。比如在日本的一个小县城内一些企业在河水中排放了没有经过处理的工业废水，而当地的人民浇灌稻谷往往使用的是当地的河水，所以导致当地很多人产生的骨痛病等症状，让人体的骨骼变得畸形，无法保证人体的健康，进一步影响了国家可持续发展的目标。

2.基于电化学分析的重金属离子检测

2.1电化学分析检测方法的概述

电化学分析检测法对多种重金属离子进行检测主要是以重金属离子之前发生氧化还原反应为基础对其进行检测。这种方法是最早发现的一种仪器分析方法，电化学分析检测法又有三类，其中包括极谱法、伏安法以及离子选择性电极法。其中极谱法和伏安法都是对电力-电位的关系进行研究的一种方法，其主要的区别就是使用的电极不同。离子选择性电极法主要是对电极电位进行测量对离子的活度进行测量的一种方法，离子选择性电极法所使用的仪器比较方便携带，并且价格成本低，整个分析操作相对简单快速，能够在检测时在水资源现象进行检测。

以电化学分析为基础的重金属离子检测的方法的主要特点有以下几点：灵敏度高、分析速度快、同时分离多种离子、能将非离子性的物质转变成离子型物质。由于其优点，因此被广泛运用与环境化学、食品化学等各种行业中，并且以电化学分析为基础的重金属离子检测技术还能在生物传感器等检测工具上应用。

2.2基于电化学分析的重金属离子检测方法的发展

本文主要对重金属检测方面中运用QCM进行动态的发展研究。QCM的特点是具有较高的灵敏度，整个设备的体积较小，并且操作相对简单，检测的费用较低等，其往往在运用在检测各种无机或者有机的小分子、离子中，其中也在重金属检测中得到了一定的应用。QCM对重金属离子进行检测主要是检测重金属离子在膜修饰QCM电极上的吸附程度。国外Hunte和Price学者使用QCM（具有共聚物膜修饰）对重金属离子进行检测，发现传感器当中能选择第一组过渡金属当中的Cu2+和Ni2+;还有相关学者将QCM技术与离子色谱技术进行联用，把QCM作为检测器对其中存在的各种阴阳离子进行检测。Gomas等学者认为，将流动注射分析与QCM技术相结合对无机汞进行检测，通过优化对酸溶液的浓度、循环时间等实验的条件，能够在一定程度上将重金属离子检测仪器的灵敏度提高。并且也有相關的文献报道当中提出了让QCM技术与电化学装置结合，构建出一种电化学石英微天平，尽管其检出度不是特别理想，但是这种方法却不用添加一些显色剂，并且检测的费用较低，能够实时进行检测，也具有一定的作用。

2.3如何提高基于电化学分析的重金属离子检测的准确度

根据相关学者的研究显示，在未来的发展中，可以将纳米技术与QCM传感技术进行结合对重金属离子进行检测，把一些能与重金属离子结合的物质装饰上QCM电极和一些纳米粒子，能够在一定程度上将检测的灵敏程度提高，让一些非重金属离子的干扰降低，并且还能将能与某种重金属离子发生特殊结合的物质运用在其中，从而让该检测方法能对更多的重金属离子进行检测，具有很高的选择性，从而让基于电化学分析的重金属离子检测仪器的稳定性、灵敏度以及准确度得到保障和提高，让重金属检测离子能够将其作用最大化发挥出来，从而在一定程度上改善我国水污染的情况，进一步实现我国可持续发展的目标。

3.结束语

我国社会的发展离不开水，人们日常的生活和生产工作更是离不开水资源，然而重金属离子对水资源的污染却还在加剧，因此需要国家制定出相关的政策，不仅要严格规范各工业企业排放污水的标准，减少水污染现象的出现，并且还要加大对基于电化学分析的重金属离子检测的研究，进一步提高重金属离子检测的灵敏度，让其作用得到最大化的发挥，并制定出相关的解决措施改善我国目前水污染的环境，让我国可持续发展的目标得到实现。

【参考文献】

[1]李丹. 基于电化学分析的重金属离子检测研究[D].太原理工大学，2018.

[2]朱思维. 重金属离子电化学检测及其作为信号标记物在免疫分析中的应用[D].皖南医学院，2016.