鉛鎘重金屬離子在鉍膜電極上的相互影響

韓彥超+衛婷+李敬等

摘要：采用原位鍍鉍電極的方式，以玻碳電極為工作電極，通過改變Cd2+和Pb2+的比例，考察不同Pb2+和Cd2+濃度條件下，兩者同時存在時的相互影響。實驗發現，Cd2+和Pb2+同時存在時，存在相互的影響，特別是對于Cd2+的檢測，由于Pb2+較正的析出電位，對于Cd2+的析出有一定的輔助作用。考察了Cd2+和Pb2+單獨存在時的分析性能， Pb2+沉積時間為60 s時， 在1～80 μg/L范圍內呈線性關系， 檢出限為0.5 μg/L； Cd2+的沉積時間為120 s，在1～25 μg/L和30～200 μg/L范圍內有良好的線性關系， 檢出限為 1.0 μg/L。考察了鉍膜電極在不同實際水樣中對Pb2+和Cd2+ 的分析，獲得了較好的一致性。

1引言

金屬離子鎘（Cd2+）和鉛（Pb2+）作為重金屬污染源可以對生物機制產生毒性作用從而對人類身體健康造成了嚴重的威脅。其中Pb的毒性主要來源于其模仿功能，它可以占據細胞中Ca依賴蛋白中Ca的結合位點（如鈣調節蛋白和蛋白激酶C），導致相應的生理功能不可修復[1]。接觸少量的Cd2+，可以導致腎功能失調、骨質疏松、肺氣虛、肝損傷和高血壓等急性或慢性疾病[2]。因此探索靈敏、快速和簡單的分析方法對于精確監控Cd2+和Pb2+的含量具有重要意義。

目前， 常用的檢測Cd2+和Pb2+方法主要有原子吸收光譜、電感耦合等離子體原子發射/質譜和電化學等。陽極溶出伏安分析是最為有效的金屬離子分析的電化學技術[3]。溶出分析法將預富集與電化學測量有機地結合，是一種高靈敏度的電分析技術，尤其適用于重金屬離子分析。汞電極被廣泛應用于溶出伏安法，但由于汞及其化合物的毒性大，污染環境，汞電極的使用越來越受到限制。近年來，許多不同膜電極材料，如鉍膜[4，5]，鉛膜[6]，銻膜[7]，錫膜[8]、金膜[9]和復合膜[10]等被用于重金屬離子的溶出伏安分析。在眾多膜材料中，鉍膜電極自2000年被Wang等[4]報道以來，因為它的環境友好特性，在溶出伏安分析中，其分析性能與汞電極相當，能與多種重金屬生成二元或多元合金，備受關注。目前文獻中報道的Cd2+和Pb2+在Bi膜上的檢測多采用同時檢測，例如：王雪梅等采用同位鍍鉍/過氧化聚乙酰苯胺/玻碳電極溶出伏安法測定食用鹽中痕量Cd2+和Pb2+[11]。本研究組利用聚苯乙烯磺酸鈉/碳納米管[12]和Nafion/石墨烯[13]修飾的玻碳電極結合同位鍍鉍電極實現了實際水樣中Cd2+和Pb2+的測定。劉德盟等[14]利用鉍微陣列電極實現了飲料中Cd2+和Pb2+的檢測和分析。盡管同時檢測Cd2+和Pb2+的方法較為簡單，也都取得了較好的分析性能，可以一次性獲取不同目標物的濃度，但是在本工作中發現當Cd2+和Pb2+兩者同時存在時，會存在相互影響。特別是對于Cd2+的檢測而言，Pb2+由于具有較正的析出電位，即使低濃度的Pb2+也會對Cd2+的析出有一定的影響。通過改變Cd2+和Pb2+的比例，研究了不同Pb2+和Cd2+濃度條件下的相互影響，發現Cd2+和Pb2+之間相互影響的規律。考察了Cd2+和Pb2+單獨存在時的分析性能。考察了鉍膜電極在不同實際水樣中Pb2+和Cd2+的分析，獲得了較好的一致性。

摘要：采用原位鍍鉍電極的方式，以玻碳電極為工作電極，通過改變Cd2+和Pb2+的比例，考察不同Pb2+和Cd2+濃度條件下，兩者同時存在時的相互影響。實驗發現，Cd2+和Pb2+同時存在時，存在相互的影響，特別是對于Cd2+的檢測，由于Pb2+較正的析出電位，對于Cd2+的析出有一定的輔助作用。考察了Cd2+和Pb2+單獨存在時的分析性能， Pb2+沉積時間為60 s時， 在1～80 μg/L范圍內呈線性關系， 檢出限為0.5 μg/L； Cd2+的沉積時間為120 s，在1～25 μg/L和30～200 μg/L范圍內有良好的線性關系， 檢出限為 1.0 μg/L。考察了鉍膜電極在不同實際水樣中對Pb2+和Cd2+ 的分析，獲得了較好的一致性。

1引言

金屬離子鎘（Cd2+）和鉛（Pb2+）作為重金屬污染源可以對生物機制產生毒性作用從而對人類身體健康造成了嚴重的威脅。其中Pb的毒性主要來源于其模仿功能，它可以占據細胞中Ca依賴蛋白中Ca的結合位點（如鈣調節蛋白和蛋白激酶C），導致相應的生理功能不可修復[1]。接觸少量的Cd2+，可以導致腎功能失調、骨質疏松、肺氣虛、肝損傷和高血壓等急性或慢性疾病[2]。因此探索靈敏、快速和簡單的分析方法對于精確監控Cd2+和Pb2+的含量具有重要意義。

目前， 常用的檢測Cd2+和Pb2+方法主要有原子吸收光譜、電感耦合等離子體原子發射/質譜和電化學等。陽極溶出伏安分析是最為有效的金屬離子分析的電化學技術[3]。溶出分析法將預富集與電化學測量有機地結合，是一種高靈敏度的電分析技術，尤其適用于重金屬離子分析。汞電極被廣泛應用于溶出伏安法，但由于汞及其化合物的毒性大，污染環境，汞電極的使用越來越受到限制。近年來，許多不同膜電極材料，如鉍膜[4，5]，鉛膜[6]，銻膜[7]，錫膜[8]、金膜[9]和復合膜[10]等被用于重金屬離子的溶出伏安分析。在眾多膜材料中，鉍膜電極自2000年被Wang等[4]報道以來，因為它的環境友好特性，在溶出伏安分析中，其分析性能與汞電極相當，能與多種重金屬生成二元或多元合金，備受關注。目前文獻中報道的Cd2+和Pb2+在Bi膜上的檢測多采用同時檢測，例如：王雪梅等采用同位鍍鉍/過氧化聚乙酰苯胺/玻碳電極溶出伏安法測定食用鹽中痕量Cd2+和Pb2+[11]。本研究組利用聚苯乙烯磺酸鈉/碳納米管[12]和Nafion/石墨烯[13]修飾的玻碳電極結合同位鍍鉍電極實現了實際水樣中Cd2+和Pb2+的測定。劉德盟等[14]利用鉍微陣列電極實現了飲料中Cd2+和Pb2+的檢測和分析。盡管同時檢測Cd2+和Pb2+的方法較為簡單，也都取得了較好的分析性能，可以一次性獲取不同目標物的濃度，但是在本工作中發現當Cd2+和Pb2+兩者同時存在時，會存在相互影響。特別是對于Cd2+的檢測而言，Pb2+由于具有較正的析出電位，即使低濃度的Pb2+也會對Cd2+的析出有一定的影響。通過改變Cd2+和Pb2+的比例，研究了不同Pb2+和Cd2+濃度條件下的相互影響，發現Cd2+和Pb2+之間相互影響的規律。考察了Cd2+和Pb2+單獨存在時的分析性能。考察了鉍膜電極在不同實際水樣中Pb2+和Cd2+的分析，獲得了較好的一致性。

摘要：采用原位鍍鉍電極的方式，以玻碳電極為工作電極，通過改變Cd2+和Pb2+的比例，考察不同Pb2+和Cd2+濃度條件下，兩者同時存在時的相互影響。實驗發現，Cd2+和Pb2+同時存在時，存在相互的影響，特別是對于Cd2+的檢測，由于Pb2+較正的析出電位，對于Cd2+的析出有一定的輔助作用。考察了Cd2+和Pb2+單獨存在時的分析性能， Pb2+沉積時間為60 s時， 在1～80 μg/L范圍內呈線性關系， 檢出限為0.5 μg/L； Cd2+的沉積時間為120 s，在1～25 μg/L和30～200 μg/L范圍內有良好的線性關系， 檢出限為 1.0 μg/L。考察了鉍膜電極在不同實際水樣中對Pb2+和Cd2+ 的分析，獲得了較好的一致性。

1引言

金屬離子鎘（Cd2+）和鉛（Pb2+）作為重金屬污染源可以對生物機制產生毒性作用從而對人類身體健康造成了嚴重的威脅。其中Pb的毒性主要來源于其模仿功能，它可以占據細胞中Ca依賴蛋白中Ca的結合位點（如鈣調節蛋白和蛋白激酶C），導致相應的生理功能不可修復[1]。接觸少量的Cd2+，可以導致腎功能失調、骨質疏松、肺氣虛、肝損傷和高血壓等急性或慢性疾病[2]。因此探索靈敏、快速和簡單的分析方法對于精確監控Cd2+和Pb2+的含量具有重要意義。

目前， 常用的檢測Cd2+和Pb2+方法主要有原子吸收光譜、電感耦合等離子體原子發射/質譜和電化學等。陽極溶出伏安分析是最為有效的金屬離子分析的電化學技術[3]。溶出分析法將預富集與電化學測量有機地結合，是一種高靈敏度的電分析技術，尤其適用于重金屬離子分析。汞電極被廣泛應用于溶出伏安法，但由于汞及其化合物的毒性大，污染環境，汞電極的使用越來越受到限制。近年來，許多不同膜電極材料，如鉍膜[4，5]，鉛膜[6]，銻膜[7]，錫膜[8]、金膜[9]和復合膜[10]等被用于重金屬離子的溶出伏安分析。在眾多膜材料中，鉍膜電極自2000年被Wang等[4]報道以來，因為它的環境友好特性，在溶出伏安分析中，其分析性能與汞電極相當，能與多種重金屬生成二元或多元合金，備受關注。目前文獻中報道的Cd2+和Pb2+在Bi膜上的檢測多采用同時檢測，例如：王雪梅等采用同位鍍鉍/過氧化聚乙酰苯胺/玻碳電極溶出伏安法測定食用鹽中痕量Cd2+和Pb2+[11]。本研究組利用聚苯乙烯磺酸鈉/碳納米管[12]和Nafion/石墨烯[13]修飾的玻碳電極結合同位鍍鉍電極實現了實際水樣中Cd2+和Pb2+的測定。劉德盟等[14]利用鉍微陣列電極實現了飲料中Cd2+和Pb2+的檢測和分析。盡管同時檢測Cd2+和Pb2+的方法較為簡單，也都取得了較好的分析性能，可以一次性獲取不同目標物的濃度，但是在本工作中發現當Cd2+和Pb2+兩者同時存在時，會存在相互影響。特別是對于Cd2+的檢測而言，Pb2+由于具有較正的析出電位，即使低濃度的Pb2+也會對Cd2+的析出有一定的影響。通過改變Cd2+和Pb2+的比例，研究了不同Pb2+和Cd2+濃度條件下的相互影響，發現Cd2+和Pb2+之間相互影響的規律。考察了Cd2+和Pb2+單獨存在時的分析性能。考察了鉍膜電極在不同實際水樣中Pb2+和Cd2+的分析，獲得了較好的一致性。