重金屬鉛的危害

目前，水體重金屬污染狀況令人擔憂。其中，鉛離子污染也是大家最為關心的問題。我國地表水體中鉛污染現象仍比較普遍，由長江、珠海、黃河等攜帶入海的重金屬污染物重量約為3.4萬噸，全國近岸海域海水采樣品中鉛的超标率為62.9%，最大值超一類海水标準49倍。

如果長期攝入鉛離子，将會對健康産生潛在的影響。比如，過量攝入的鉛離子可使中樞神經系統與周圍神經系統受損，引起腦病與周圍神經病。對于嬰兒和兒童來說，主要體現在身體或智力發育遲緩；對于成年人則主要體現在腎髒出問題及高血壓；對于孕婦來說更為嚴重，可能會導緻胎兒神經系統發育遲緩，出生後可表現神經行為和智能發育落後，嚴重可緻死産。

水中鉛污染物來源多樣，比如說可能源于冶煉、制造和使用鉛制品的工礦企業、家庭管道腐蝕、天然礦藏侵蝕等。

圖1.Pb(II)的危害及可能含有Pb(II)的物品

如何分析和檢測水中的鉛離子？

對此，科研人員一直在探尋新的方法，包括火焰原子吸收光譜法、雙硫腙比色法、電感耦合等離子體質譜法、電化學方法等。其中，近十幾年發展起來的表面、界面電分析化學及納米技術等，使得電分析化學跻身于高科技領域，這也促進了電分析化學的發展和在環境、食品和醫學等方面的應用。

在環境中重金屬污染物納米電分析新方法新原理方面，中科院合肥物質科學研究院黃行九研究員進行了很多探索和嘗試，他首次将大科學裝置同步輻射技術運用到納米環境電分析化學中去，并結合理論模拟計算等，提出了以納米材料的晶面與晶相特性來構建電化學敏感界面的方法，較為系統地開展了有關導電碳基納米吸附材料和非導電性納米吸附材料電化學敏感方法研究，揭示了“納米材料選擇性吸附産生選擇性電化學響應”這一規律，從而提出了利用納米材料對目标物的吸附特性設計高靈敏、高選擇性電化學敏感界面的普适方法。

電分析化學方法中的溶出伏安法是目前比較通用的方法，又稱反向溶出極譜法，這種方法是使被測的物質，在待測離子極譜分析産生極限電流的電位下電解一定的時間，然後改變電極的電位，使富集在該電極上的物質重新溶出，根據溶出過程中所得到的伏安曲線，找到水中的鉛離子，并進行定量分析。然而，利用溶出伏安法檢測重金屬離子時，富集過程中不同的重金屬離子之間形成金屬間的化合物及在修飾電極表面産生了競争吸附，從而使得同時檢測多種重金屬離子時，它們之間的幹擾比較嚴重，無法準确的檢測某種特定重金屬離子。

高靈敏的檢測方法

近期，中科院合肥研究院就探索出一種檢測更為靈敏、選擇性更強的方法，來準确檢測水體中的鉛離子污染物。

科研人員選擇了二硫化钼（MoS₂）和還原氧化石墨（RGO）進行了嘗試。他們将MoS₂與具有良好導電性的RGO進行複合，利用MoS₂/RGO納米複合物材料，構築出電化學敏感界面檢測鉛離子。

在這個過程中，RGO提高了電子的傳遞速率，促進Pb(II)的氧化還原反應過程；與此同時，鉛離子吸附到MOS₂/RGO納米複合材料表面，随後直接在導電性較好的RGO上進行原位催化，發生了氧化還原反應。

由于被MOS₂/RGO納米複合材料吸附的鉛離子不需要解吸附到電極表面，而是直接被RGO催化，能夠顯著地促進原位還原-再氧化反應，從而極大地提升電化學溶出信号。因此，MOS₂與RGO進行複合大大提高了MOS₂/RGO納米複合材料的電化學傳感活性，從而實現對Pb(II)的高靈敏檢測。

圖2.MOS₂/RGO納米複合材料電化學檢測Pb(II)示意圖

新方法的潛在應用價值

科研人員提出的方法用來檢測污水處理廠進水口水樣中的鉛離子，獲得了較為準确的檢測結果與滿意的回收率。這表明該方法具有檢測實際水樣中污染物鉛離子的應用潛力。我們知道，生活中不可避免的接觸到含鉛較高的物品，比如說松花蛋、爆米花、薯條、膨化食品等食物，以及一些化妝品等。在将來，或許可以将這種新的檢測方面應用于這些物品上面，讓我們能夠更有效地遠離鉛污染。

圖3. 新方法有望用在含鉛較高的物品上

來源：中國科學院合肥物質科學研究院

溫馨提示：近期，微信公衆号信息流改版。每個用戶可以設置 常讀訂閱号，這些訂閱号将以大卡片的形式展示。因此，如果不想錯過“中科院之聲”的文章，你一定要進行以下操作：進入“中科院之聲”公衆号 → 點擊右上角的 ··· 菜單 → 選擇「設為星标」

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!